חומרי חיטוי ארוכי טווח צפויים לסייע במלחמה במגיפות

חוקרים מאוניברסיטת מרכז פלורידה פיתחו חומר חיטוי מבוסס ננו-חלקיקים שיכול להרוג ברציפות וירוסים על פני השטח למשך עד 7 ימים - תגלית שעלולה להפוך לנשק רב עוצמה נגד COVID-19 ונגיפים פתוגניים אחרים.
המחקר פורסם השבוע בכתב העת ACS Nano של האגודה האמריקאית לכימיה על ידי צוות רב תחומי של מומחי וירוסים והנדסה מהאוניברסיטה וראש חברת טכנולוגיה באורלנדו.
בימיה הראשונים של המגיפה, כריסטינה דרייק, בוגרת UCF ומייסדת Kismet Technologies, קיבלה השראה לאחר טיול במכולת כדי לפתח חומרי חיטוי. שם היא ראתה עובד מתיז חומר חיטוי על ידית המקרר ולאחר מכן ניגבה מיד את התרסיס.
"בהתחלה הרעיון שלי היה לפתח חומר חיטוי מהיר", היא אמרה, "אבל דיברנו עם צרכנים - כמו רופאים ורופאי שיניים - כדי לברר איזה חומר חיטוי הם באמת רוצים. עבורם הדבר החשוב ביותר הוא מה שנמשך. זה ימשיך לחטא אזורי מגע גבוהים כמו ידיות דלתות ורצפות במשך זמן רב לאחר היישום".
דרייק שיתף פעולה עם ד"ר Sudipta Seal, מהנדס חומרי UCF ומומחה למדעי ננו, וד"ר Griff Parks, וירולוג, דיקאן עמית מחקר של בית הספר לרפואה ודיקן בית הספר למדעי הביו-רפואה ברנט. במימון הקרן הלאומית למדע, Kismet Tech ומסדרון ההיי-טק של פלורידה, החוקרים יצרו חומר חיטוי מהונדס של ננו-חלקיקים.
המרכיב הפעיל שלו הוא ננו-מבנה מהונדס הנקרא תחמוצת סריום, הידוע בתכונות נוגדות החמצון המחדשות שלו. חלקיקי ננו תחמוצת סריום משתנים עם כמות קטנה של כסף כדי להפוך אותם ליעילים יותר נגד פתוגנים.
"זה עובד גם בכימיה וגם במכונות", מסביר סיל, שלומד ננוטכנולוגיה כבר יותר מ-20 שנה. "ננו-חלקיקים פולטים אלקטרונים כדי לחמצן את הנגיף ולהפוך אותו ללא פעיל. מבחינה מכנית, הם גם מתחברים לנגיף ופורעים את פני השטח כמו בלון פיצוץ".
רוב המגבונים או תרסיסי החיטוי יחטאו את פני השטח תוך שלוש עד שש דקות לאחר השימוש, אך אין השפעה שארית. המשמעות היא שיש לנגב את פני השטח שוב ושוב כדי לשמור אותו נקי כדי למנוע הידבקות בווירוסים מרובים כמו COVID-19. פורמולת הננו-חלקיקים שומרת על יכולתו להשבית מיקרואורגניזמים וממשיכה לחטא את פני השטח עד 7 ימים לאחר יישום בודד.
"חומרי החיטוי מראים פעילות אנטי-ויראלית נהדרת נגד שבעה וירוסים שונים", הסביר פארקס, והמעבדה שלו אחראית לבדיקת עמידות הנוסחה ל"מילון" הנגיף. "זה לא רק הראה תכונות אנטי-ויראליות נגד נגיפים ורינו-וירוסים, אלא גם הוכח כיעיל נגד וירוסים שונים אחרים בעלי מבנים ומורכבות שונים. אנו מקווים שעם היכולת המדהימה הזו להרוג, גם חומר החיטוי הזה יהפוך לכלי יעיל ביותר נגד וירוסים מתעוררים אחרים."
מדענים מאמינים כי לפתרון זה תהיה השפעה משמעותית על סביבת הבריאות, במיוחד הפחתת השכיחות של זיהומים הנרכשים בבתי חולים - כגון Staphylococcus aureus עמיד למתיצילין (MRSA), Pseudomonas aeruginosa ו- Clostridium difficile - אלה יגרמו לזיהומים המשפיעים על יותר מ שליש מהחולים אושפזו בבתי חולים בארה"ב.
בניגוד לחומרי חיטוי מסחריים רבים, פורמולה זו אינה מכילה כימיקלים מזיקים, מה שמראה שהיא בטוחה לשימוש על כל משטח. על פי הדרישות של הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית, בדיקות רגולטוריות על גירוי תאי עור ועיניים לא הראו השפעות מזיקות.
"רבים מחומרי החיטוי הביתיים הזמינים כיום מכילים כימיקלים שמזיקים לגוף לאחר חשיפה חוזרת ונשנית", אמר דרייק. "למוצרים המבוססים על חלקיקים שלנו תהיה רמת בטיחות גבוהה, שתמלא תפקיד חשוב בהפחתת החשיפה הכוללת של בני אדם לכימיקלים".
יש צורך במחקר נוסף לפני כניסת מוצרים לשוק, וזו הסיבה שהשלב הבא של המחקר יתמקד בביצועים של חומרי חיטוי ביישומים מעשיים מחוץ למעבדה. עבודה זו תלמד כיצד חומרי חיטוי מושפעים מגורמים חיצוניים כגון טמפרטורה או אור שמש. הצוות נמצא במגעים עם רשת בתי החולים המקומית כדי לבדוק את המוצר במתקנים שלהם.
דרייק הוסיף: "אנחנו גם בוחנים את הפיתוח של סרט חצי קבוע כדי לראות אם אנחנו יכולים לכסות ולאטום רצפות בית חולים או ידיות דלתות, אזורים שצריך לחטא, או אפילו אזורים שנמצאים במגע פעיל ומתמשך".
סיל הצטרף למחלקה למדע והנדסת חומרים של UCF ב-1997, שהיא חלק מבית הספר להנדסה ומדעי המחשב של UCF. הוא משרת בבית הספר לרפואה וחבר בקבוצת התותבות של UCF Biionix. הוא המנהל לשעבר של UCF Nano Center Science and Technology ומרכז עיבוד וניתוח חומרים מתקדמים. הוא קיבל תואר דוקטור בהנדסת חומרים מאוניברסיטת ויסקונסין, עם קטין בביוכימיה, והוא חוקר פוסט-דוקטורט במעבדה הלאומית לורנס ברקלי באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי.
לאחר שעבד בבית הספר לרפואה של ווייק פורסט במשך 20 שנה, פרקס הגיע ל-UCF ב-2014, שם שימש כפרופסור וראש המחלקה למיקרוביולוגיה ואימונולוגיה. הוא קיבל תואר דוקטור. בביוכימיה מאוניברסיטת ויסקונסין והוא חוקר של האגודה האמריקנית לסרטן באוניברסיטת נורת'ווסטרן.
המחקר נערך בשיתוף קנדיס פוקס, חוקרת פוסט-דוקטורט מבית הספר לרפואה של UCF, קרייג ניל מבית הספר להנדסה ומדעי המחשב של UCF, וסטודנטים לתארים מתקדמים טמיל סקתיבל, אודית קומאר ויפיי פו מבית הספר להנדסה ומדעי המחשב של UCF .
חומרים מסופקים על ידי אוניברסיטת מרכז פלורידה. העבודה המקורית היא של כריסטין סניור. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי סגנון ואורך.
קבל את החדשות המדעיות האחרונות דרך ניוזלטר הדוא"ל החינמי של ScienceDaily, המתעדכן מדי יום ושבוע. או בדוק את עדכון החדשות המעודכן מדי שעה בקורא ה-RSS שלך:
ספר לנו מה אתה חושב על ScienceDaily - נשמח לקבל הערות חיוביות ושליליות כאחד. האם יש בעיות בשימוש באתר זה? בְּעָיָה?