Un allume UCF e diversi ricercatori hanno utilizzato la nanotecnologia per sviluppare questo agente di pulizia, che può resistere a sette virus fino a 7 giorni.
I ricercatori dell'UCF hanno sviluppato un disinfettante a base di nanoparticelle che può uccidere continuamente i virus sulla superficie per un massimo di 7 giorni, una scoperta che potrebbe diventare un'arma potente contro COVID-19 e altri virus patogeni emergenti.
La ricerca è stata pubblicata questa settimana sulla rivista ACS Nano dell'American Chemical Society da un team multidisciplinare di esperti di virus e ingegneria dell'università e dal capo di un'azienda tecnologica di Orlando.
Christina Drake '07PhD, la fondatrice di Kismet Technologies, è stata ispirata da un viaggio al supermercato all'inizio della pandemia e ha sviluppato un disinfettante. Lì, ha visto un lavoratore spruzzare disinfettante sulla maniglia del frigorifero e poi ha immediatamente ripulito lo spray.
Il dottor Greif Parks, virologo presso la School of Medicine, ha sviluppato il disinfettante in collaborazione con ingegneri e imprenditori. Fonte immagine: University of Central Florida
"Inizialmente la mia idea era di sviluppare un disinfettante ad azione rapida", ha detto, "ma abbiamo parlato con consumatori come medici e dentisti per capire quale disinfettante vogliono veramente. La cosa più importante per loro è che è una cosa duratura, continuerà a disinfettare le aree ad alto contatto come le maniglie delle porte e il pavimento per molto tempo dopo l'applicazione.
Drake ha collaborato con Sudipta Seal, un ingegnere dei materiali dell'UCF ed esperto di nanoscienze, e Griff Parks, un virologo, preside della Facoltà di Medicina e preside della Burnett School of Biomedical Sciences. Con i finanziamenti della National Science Foundation, della Kismet Tech e del Florida High-Tech Corridor, i ricercatori hanno creato un disinfettante ingegnerizzato con nanoparticelle.
Il suo principio attivo è una nanostruttura ingegnerizzata chiamata ossido di cerio, nota per le sue proprietà antiossidanti rigenerative. Le nanoparticelle di ossido di cerio vengono modificate con una piccola quantità di argento per renderle più efficaci contro i patogeni.
Sudipta Seal è un ingegnere dei materiali dell'UCF ed esperto di nanoscienze che studia le nanotecnologie da 20 anni. Fonte immagine: University of Central Florida
"Funziona sia in chimica che in meccanica", ha affermato Seal, che ha studiato la nanotecnologia per più di 20 anni. “Le nanoparticelle emettono elettroni per ossidare il virus e renderlo inattivo. Meccanicamente, si attaccano anche al virus e ne rompono la superficie, proprio come scoppiare un palloncino».
La maggior parte delle salviette o degli spray disinfettanti disinfetta la superficie entro tre-sei minuti dall'uso, ma non vi è alcun effetto residuo. Ciò significa che la superficie deve essere pulita ripetutamente per mantenerla pulita per evitare l'infezione da più virus come COVID-19. La formulazione di nanoparticelle mantiene la sua capacità di inattivare i microrganismi e continua a disinfettare la superficie fino a 7 giorni dopo una singola applicazione.
"Questo disinfettante mostra una grande attività antivirale contro sette diversi virus", ha affermato Parks, il cui laboratorio è responsabile del test della resistenza della formula al "dizionario" dei virus. “Non solo mostra proprietà antivirali contro coronavirus e rinovirus, ma dimostra anche che è efficace contro una varietà di altri virus con strutture e complessità diverse. Speriamo che con questa straordinaria capacità di uccidere, questo disinfettante diventi anche uno strumento efficace contro altri virus emergenti”.
Gli scienziati ritengono che questa soluzione avrà un impatto significativo sull'ambiente sanitario, in particolare riducendo l'incidenza delle infezioni nosocomiali, come Staphylococcus aureus meticillino-resistente (MRSA), Pseudomonas aeruginosa e Clostridium difficile—— Colpiscono più di uno su 30 pazienti ricoverati negli ospedali statunitensi.
A differenza di molti disinfettanti commerciali, questa formula non contiene sostanze chimiche dannose, il che dimostra che è sicuro da usare su qualsiasi superficie. Secondo i requisiti della US Environmental Protection Agency, i test normativi sull'irritazione della pelle e delle cellule oculari non hanno mostrato effetti dannosi.
"Molti dei disinfettanti per la casa attualmente disponibili contengono sostanze chimiche dannose per il corpo dopo un'esposizione ripetuta", ha detto Drake. "I nostri prodotti a base di nanoparticelle avranno un alto livello di sicurezza, che svolgerà un ruolo importante nel ridurre l'esposizione umana complessiva alle sostanze chimiche".
Sono necessarie ulteriori ricerche prima che i prodotti entrino nel mercato, motivo per cui la prossima fase di ricerca si concentrerà sulle prestazioni dei disinfettanti nelle applicazioni pratiche al di fuori del laboratorio. Questo lavoro studierà come i disinfettanti sono influenzati da fattori esterni come la temperatura o la luce solare. Il team è in trattative con la rete ospedaliera locale per testare il prodotto nelle proprie strutture.
"Stiamo anche esplorando lo sviluppo di un film semipermanente per vedere se possiamo coprire e sigillare i pavimenti degli ospedali o le maniglie delle porte, le aree che devono essere disinfettate e persino le aree di contatto attivo e continuo", ha affermato Drake.
Riferimento: "L'ossido di cerio su nanoscala mediato dal metallo inattiva il coronavirus e il rinovirus umani attraverso la distruzione della superficie", Autori: Craig J. Neal, Candace R. Fox, Tamil Selvan Sakthivel, Udit Kumar, Yifei Fu, Christina Drake, Griffith D. Parks e Sudipta Seal, 26 agosto 2021, ACS Nano.DOI: 10.1021/acsnano.1c04142
Seal è entrato a far parte del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali dell'UCF nel 1997, che fa parte della Scuola di Ingegneria e Informatica dell'UCF. Protesi. È l'ex direttore dell'UCF Nano Science and Technology Center e Advanced Materials Processing and Analysis Center. Ha conseguito un dottorato di ricerca in ingegneria dei materiali presso l'Università del Wisconsin, con una specializzazione in biochimica, ed è ricercatore post-dottorato presso il Lawrence Berkeley National Laboratory presso l'Università della California, Berkeley.
Dopo aver lavorato alla Wake Forest School of Medicine per 20 anni, Parks è arrivato all'UCF nel 2014, dove ha lavorato come professore e capo del Dipartimento di Microbiologia e Immunologia. Ha ricevuto un dottorato di ricerca. in biochimica presso l'Università del Wisconsin ed è ricercatore dell'American Cancer Society presso la Northwestern University.
Lo studio è stato co-autore di Candace Fox, ricercatrice post-dottorato presso la School of Medicine, e Craig Neal della School of Engineering and Computer Science. Tamil Sakthivel, Udit Kumar e Yifei Fu, studenti laureati della School of Engineering and Computer Science, sono anche coautori.
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