Onderzoekers van de University of Central Florida hebben een ontsmettingsmiddel op basis van nanodeeltjes ontwikkeld dat tot zeven dagen lang continu virussen op een oppervlak kan doden – een ontdekking die een krachtig wapen zou kunnen zijn tegen COVID-19 en andere opkomende pathogene virussen.

De bevindingen, door een multidisciplinair team van virus- en technische experts van de universiteit en de leider van een technologiebedrijf in Orlando, werden deze week gepubliceerd in ACS Nano , een tijdschrift van de American Chemical Society.

Christina Drake, een UCF-alumna en oprichter van Kismet Technologies, werd geïnspireerd om het desinfectiemiddel te ontwikkelen na een bezoek aan de supermarkt in de begindagen van de pandemie. Daar zag ze een werknemer ontsmettingsmiddel spuiten op een koelkasthandvat, veeg de spray vervolgens onmiddellijk af.

"Aanvankelijk was mijn gedachte om een ​​snelwerkend ontsmettingsmiddel te ontwikkelen, " ze zei, "maar we spraken met consumenten, zoals artsen en tandartsen, om erachter te komen wat ze echt wilden van een ontsmettingsmiddel. Wat voor hen het belangrijkst was, was iets dat lang meegaat en gebieden die gevoelig zijn voor aanraking, zoals deurgrepen en vloeren, lang na het aanbrengen zou blijven desinfecteren. ."

Drake werkte samen met Dr. Sudipta Seal, een UCF-materiaalingenieur en expert in nanowetenschappen, en Dr. Griff Parks, een viroloog van het College of Medicine die ook associate decaan van onderzoek en directeur van de Burnett School of Biomedical Sciences is. Met financiering van de National Science Foundation, Kismet Tech en de Florida High Tech Corridor, de onderzoekers creëerden een door nanodeeltjes ontwikkeld ontsmettingsmiddel.

Het actieve ingrediënt is een kunstmatige nanostructuur genaamd ceriumoxide, die bekend staat om zijn regeneratieve antioxiderende eigenschappen. De ceriumoxide-nanodeeltjes zijn gemodificeerd met kleine hoeveelheden zilver om ze krachtiger te maken tegen ziekteverwekkers.

"Het werkt zowel chemisch als mechanisch, " legde Seal uit, a die al meer dan 20 jaar nanotechnologie bestudeert. "De nanodeeltjes stoten elektronen uit die het virus oxideren, het inactief maken. Mechanisch, ze hechten zich ook aan het virus en scheuren het oppervlak bijna alsof ze een ballon laten knappen."

De meeste desinfectiedoekjes of -sprays desinfecteren een oppervlak binnen drie tot zes minuten na het aanbrengen, maar hebben geen resteffecten. Dit betekent dat oppervlakken herhaaldelijk moeten worden afgeveegd om schoon te blijven van een aantal virussen zoals COVID-19. De formulering van nanodeeltjes behoudt zijn vermogen om microben te inactiveren en blijft een oppervlak tot zeven dagen na een enkele toepassing desinfecteren.

"Het desinfectiemiddel heeft een enorme antivirale activiteit getoond tegen zeven verschillende virussen, " legde Parks uit, wiens lab verantwoordelijk was voor het testen van de formulering tegen "een woordenboek" van virussen. "Het vertoonde niet alleen antivirale eigenschappen tegen coronavirus en rhinovirus, maar het bleek ook effectief tegen een groot aantal andere virussen met verschillende structuren en complexiteiten. We hebben goede hoop dat met dit verbazingwekkende aantal dodende capaciteiten, dit desinfectiemiddel zal ook een zeer effectief hulpmiddel zijn tegen andere nieuwe opkomende virussen. "

De wetenschappers zijn ervan overtuigd dat de oplossing een grote impact zal hebben in de gezondheidszorg, vooral, het verminderen van het aantal ziekenhuisinfecties, zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa en Clostridium difficile - die infecties veroorzaken die meer dan één op de 30 patiënten treffen die zijn opgenomen in Amerikaanse ziekenhuizen.

En in tegenstelling tot veel commerciële ontsmettingsmiddelen, de formulering bevat geen schadelijke chemicaliën, wat aangeeft dat het veilig is om op elk oppervlak te gebruiken. Wettelijk testen op irritatie van huid- en oogcellen, zoals vereist door de U.S. Environmental Protection Agency, vertoonde geen schadelijke effecten.

"Veel huishoudelijke ontsmettingsmiddelen die momenteel verkrijgbaar zijn, bevatten chemicaliën die bij herhaalde blootstelling schadelijk kunnen zijn voor het lichaam. "Zei Drake. "Ons product op basis van nanodeeltjes zal een hoge veiligheidsclassificatie hebben en zal een belangrijke rol spelen bij het verminderen van de algehele blootstelling aan chemicaliën voor mensen."

Er is meer onderzoek nodig voordat het product op de markt kan komen, daarom zal in de volgende fase van het onderzoek worden gekeken naar hoe het desinfectiemiddel buiten het laboratorium presteert in toepassingen in de echte wereld. Dat werk zal kijken naar hoe het desinfectiemiddel wordt beïnvloed door externe factoren zoals temperatuur of zonlicht. Het team is in gesprek met een lokaal ziekenhuisnetwerk om het product in hun faciliteiten te testen.

"We onderzoeken ook de ontwikkeling van een semi-permanente film om te zien of we een ziekenhuisvloer of deurklinken kunnen coaten en afdichten. gebieden waar dingen moeten worden gedesinfecteerd en zelfs bij agressief en aanhoudend contact, ' voegde Drake eraan toe.

Seal trad toe tot UCF's Department of Materials Science and Engineering, dat deel uitmaakt van UCF's College of Engineering and Computer Science, in 1997. Hij heeft een aanstelling aan het College of Medicine en is lid van UCF's prothesecluster Biionix. Hij is de voormalige directeur van UCF's Nanoscience Technology Center en Advanced Materials Processing Analysis Center. Hij behaalde zijn doctoraat in materiaalkunde met een minor in biochemie aan de Universiteit van Wisconsin en was een postdoctoraal onderzoeker aan het Lawrence Berkeley National Laboratory van de University of California Berkeley.

Parks kwam in 2014 naar UCF na 20 jaar aan de Wake Forest School of Medicine, waar hij hoogleraar en voorzitter was van de afdeling Microbiologie en Immunologie. Hij behaalde zijn doctoraat in de biochemie aan de Universiteit van Wisconsin en was een American Cancer Society Fellow aan de Northwestern University.

De studie was co-auteur van postdoctorale onderzoekers Candace Fox, van UCF's College of Medicine en Craig Neal van UCF's College of Engineering and Computer Sciences en afgestudeerde studenten, Tamil Sakthivel, Udit Kumar en Yifei Fu van UCf's College of Engineering and Computer Sciences.