Onderzoekers van de University of Central Florida hebben een ontsmettingsmiddel op basis van nanodeeltjes ontwikkeld dat tot 7 dagen lang continu virussen op het oppervlak kan doden - een ontdekking die een krachtig wapen kan worden tegen COVID-19 en andere opkomende pathogene virussen.
Het onderzoek is deze week gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano van de American Chemical Society door een multidisciplinair team van virus- en engineeringexperts van de universiteit en het hoofd van een technologiebedrijf in Orlando.
In de begindagen van de pandemie werd Christina Drake, een UCF-alumnus en oprichter van Kismet Technologies, geïnspireerd na een reis naar de supermarkt om ontsmettingsmiddelen te ontwikkelen. Daar zag ze een werknemer ontsmettingsmiddel op het handvat van de koelkast spuiten en de spray onmiddellijk wegvegen.
"Aanvankelijk was mijn idee om een snelwerkend desinfectiemiddel te ontwikkelen," zei ze, "maar we hebben met consumenten, zoals artsen en tandartsen, gesproken om erachter te komen welk desinfectiemiddel ze echt wilden. Voor hen Het belangrijkste is wat blijvend is. Het zal na het aanbrengen lange tijd doorgaan met het desinfecteren van gebieden met veel contact, zoals deurklinken en vloeren.”
Drake werkte samen met Dr. Sudipta Seal, een UCF-materiaalingenieur en nanowetenschapsdeskundige, en Dr. Griff Parks, een viroloog, onderzoeksmedewerker decaan van de School of Medicine en decaan van de Burnett School of Biomedical Sciences. Met financiering van de National Science Foundation, Kismet Tech en de Florida High-Tech Corridor hebben onderzoekers een door nanodeeltjes ontwikkeld ontsmettingsmiddel ontwikkeld.
Het actieve ingrediënt is een kunstmatige nanostructuur genaamd ceriumoxide, bekend om zijn regeneratieve antioxiderende eigenschappen. Ceriumoxide-nanodeeltjes worden gemodificeerd met een kleine hoeveelheid zilver om ze effectiever te maken tegen ziekteverwekkers.
"Het werkt zowel in de chemie als in machines", legt Seal uit, die al meer dan 20 jaar nanotechnologie bestudeert. “Nanodeeltjes zenden elektronen uit om het virus te oxideren en inactief te maken. Mechanisch hechten ze zich ook aan het virus en scheuren het oppervlak als een opblazende ballon open.”
De meeste desinfecterende doekjes of sprays zullen het oppervlak binnen drie tot zes minuten na gebruik desinfecteren, maar er is geen resteffect. Dit betekent dat het oppervlak herhaaldelijk moet worden afgeveegd om het schoon te houden om infectie met meerdere virussen zoals COVID-19 te voorkomen. De formulering van nanodeeltjes behoudt zijn vermogen om micro-organismen te inactiveren en blijft het oppervlak tot 7 dagen na een enkele toepassing desinfecteren.
"Desinfectiemiddelen vertonen een grote antivirale activiteit tegen zeven verschillende virussen", legt Parks uit, en zijn laboratorium is verantwoordelijk voor het testen van de resistentie van de formule tegen het virus "woordenboek". “Het vertoonde niet alleen antivirale eigenschappen tegen coronavirussen en rhinovirussen, maar bleek ook effectief te zijn tegen verschillende andere virussen met verschillende structuren en complexiteiten. We hopen dat met dit verbazingwekkende vermogen om te doden, dit ontsmettingsmiddel ook een zeer effectief hulpmiddel zal worden tegen andere opkomende virussen."
Wetenschappers zijn van mening dat deze oplossing een aanzienlijke impact zal hebben op de zorgomgeving, met name het verminderen van de incidentie van ziekenhuisinfecties, zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa en Clostridium difficile. Deze zullen infecties veroorzaken die meer dan een derde van de patiënten opgenomen in Amerikaanse ziekenhuizen.
In tegenstelling tot veel commerciële desinfectiemiddelen bevat deze formule geen schadelijke chemicaliën, wat aantoont dat het veilig is om op elk oppervlak te gebruiken. Volgens de eisen van de US Environmental Protection Agency hebben wettelijke tests op huid- en oogcelirritatie geen schadelijke effecten aangetoond.
"Veel van de momenteel beschikbare desinfectiemiddelen voor huishoudelijk gebruik bevatten chemicaliën die schadelijk zijn voor het lichaam na herhaalde blootstelling," zei Drake. "Onze producten op basis van nanodeeltjes zullen een hoog veiligheidsniveau hebben, wat een belangrijke rol zal spelen bij het verminderen van de algehele menselijke blootstelling aan chemicaliën."
Er is meer onderzoek nodig voordat producten op de markt komen. Daarom zal de volgende onderzoeksfase zich richten op de prestaties van desinfectiemiddelen in praktische toepassingen buiten het laboratorium. In dit werk wordt onderzocht hoe desinfectiemiddelen worden beïnvloed door externe factoren zoals temperatuur of zonlicht. Het team is in gesprek met het lokale ziekenhuisnetwerk om het product in hun faciliteiten te testen.
Drake voegde toe: "We onderzoeken ook de ontwikkeling van een semi-permanente film om te zien of we ziekenhuisvloeren of deurklinken, gebieden die moeten worden gedesinfecteerd of zelfs gebieden die actief en continu in contact zijn, kunnen bedekken en verzegelen."
Seal trad in 1997 toe tot UCF's Department of Materials Science and Engineering, dat deel uitmaakt van de UCF School of Engineering and Computer Science. Hij dient in de medische school en is lid van de UCF prothetische groep Biionix. Hij is de voormalige directeur van het UCF Nano Science and Technology Center en het Advanced Materials Processing and Analysis Center. Hij behaalde een doctoraat in materiaalkunde aan de Universiteit van Wisconsin, met een minor in biochemie, en is een postdoctoraal onderzoeker aan het Lawrence Berkeley National Laboratory van de University of California, Berkeley.
Na 20 jaar aan de Wake Forest School of Medicine te hebben gewerkt, kwam Parkes in 2014 naar UCF, waar hij hoogleraar en hoofd van de afdeling Microbiologie en Immunologie was. Hij ontving een Ph.D. in biochemie aan de Universiteit van Wisconsin en is een onderzoeker van de American Cancer Society aan de Northwestern University.
Het onderzoek was co-auteur van Candace Fox, een postdoctoraal onderzoeker van de UCF School of Medicine, Craig Neal van de UCF School of Engineering and Computer Science, en afgestudeerde studenten Tamil Sakthivel, Udit Kumar en Yifei Fu van de UCF School of Engineering and Computer Science. .
Materialen geleverd door de University of Central Florida. Het originele werk is van Christine Senior. Opmerking: de inhoud kan worden bewerkt op basis van stijl en lengte.
Ontvang het laatste wetenschapsnieuws via de gratis e-mailnieuwsbrief van ScienceDaily, die dagelijks en wekelijks wordt bijgewerkt. Of bekijk de elk uur bijgewerkte nieuwsfeed in uw RSS-lezer:
Vertel ons wat u van ScienceDaily vindt - we verwelkomen zowel positieve als negatieve opmerkingen. Zijn er problemen bij het gebruik van deze website? probleem?
Posttijd: 10 september-2021