Οι ερευνητές αναπτύσσουν μάσκες προσώπου που καταπολεμούν τους ιούς, σκοτώνοντας μικρόβια κατά την επαφή

Γραμμένο από Κλαρίσα Μπρίνκατ τον Ιούνιο 27, 2022- Ελέγχεται το γεγονός από την Patricia Weiser, PharmDΧέρι ενός ατόμου που κρατά μια μάσκα προσώπου μιας χρήσης

  • Οι παραδοσιακές μάσκες προσώπου, που αποτελούνται από N95 καθώς και από KN95, παρέχουν ασφάλεια έναντι της ασθένειας καθώς και της μόλυνσης, ωστόσο πρέπει να πετιούνται όταν βρεθούν σε επαφή με μολύνσεις, παράγοντας επομένως σημαντικά πλαστικά απόβλητα.
  • Οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει μια βασική προσέγγιση που σίγουρα θα παρείχε μάσκες προσώπου N95 αντιιικές καθώς και αντιβακτηριακές οικιακές ή εμπορικές ιδιοκτησίες, οι οποίες θα μπορούσαν να τους επιτρέψουν να φορεθούν για μεγαλύτερες περιόδους.
  • Το φίλτρο μάσκας N95 με επίστρωση πολυμερούς τεταρτοταγούς αμμωνίου μπορεί να αποκλείσει πολλές λοιμώξεις με περίβλημα λιπιδίων, επιπλέον του Staphylococcus aureus καθώς και μικροοργανισμών Escherichia coli κατά την επαφή.

Όπως τονίστηκε σε όλη την πανδημία COVID-19, οι μάσκες προσώπου μείωσαν τον κίνδυνο ιογενούς μόλυνσης ελαχιστοποιώντας την εξάπλωση των αναπνευστικών σφαιριδίων.

Η πράκτορας του FDA Audra Harrison ενημέρωσε το "Detonic.shop" ότι, σήμερα, το Εθνικό Ινστιτούτο για την Εργασιακή Ασφάλεια καθώς και την Υγεία (NIOSH)- αποδεκτές μάσκες αναπνευστήρα N95 είναι «το χρυσό πρότυπο για την αναπνευστική προστασία για το προσωπικό υγειονομικής περίθαλψης».

Ωστόσο, οι τυπικές μάσκες – που αποτελούνται από N95 – δεν μπορούν να διακόψουν την επαφή με μόλυνση

Η απειλή μόλυνσης ενισχύεται με το χρόνο χρήσης, καθώς και οι εργαζόμενοι στην ιατρική περίθαλψη ενθαρρύνονται να πετούν τις μάσκες προσώπου μετά την άμεση έκθεση του πελάτη. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την έλλειψη μάσκας καθώς και τη δημιουργία σημαντικών πλαστικών απορριμμάτων.

Ωστόσο, οι ερευνητές στο Πολυτεχνικό Ινστιτούτο Rensselaer (RPI) στη Νέα Υόρκη καθιέρωσαν μια προσέγγιση που προσφέρει αντιιικές καθώς και αντιβακτηριακές οικιακές ή εμπορικές ιδιότητες στα φίλτρα μάσκας προσώπου N95. Εντόπισαν ότι η συμπερίληψη προϊόντων με αντιικές οικιακές ή εμπορικές ιδιότητες απευθείας στις μάσκες προσώπου ενίσχυσε την ικανότητά τους να προστατεύονται από μόλυνση, ενώ παρέτειναν επίσης τον χρόνο φθοράς και επομένως ελαχιστοποιώντας τα πλαστικά απόβλητα.

Η ολοκαίνουργια μελέτη κυκλοφόρησε στο πρόβλημα του Ιουνίου του ACS Applied Materials & Interfaces.

Πώς άλλαξε η μάσκα προσώπου N95

Προηγούμενη μελέτη έχει αναπτύξει πράγματι μάσκες προσώπου με αντιική δράση, συμπεριλαμβάνοντας νανοϋλικά από χάλυβα με την ικανότητα να αποκλείουν μολύνσεις, όπως ο χαλκός, στις ίνες του φίλτρου.

Ωστόσο, οι ερευνητές ανησυχούσαν ότι τα νανοϋλικά από χάλυβα μπορεί να αφαιρεθούν από το φίλτρο της μάσκας καθώς και να εισπνεύσουν, δημιουργώντας δηλητηρίαση.

Τα πολυκατιόντα – σωματίδια μακράς αλυσίδας με ευνοϊκή χρέωση ιστού – μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αντίθεση με τα νανοϋλικά από χάλυβα για την ενίσχυση των επιφανειών με αντιϊκές εργασίες. Προηγούμενες ερευνητικές μελέτες κατέγραψαν την ικανότητα των πολυκατιόντων να εξαλείφουν μικροοργανισμούς καθώς και μολύνσεις κατά την επαφή διακόπτοντας τα στρώματα της κυτταρικής τους μεμβράνης.

Η Δρ Helen Zha, βοηθός καθηγήτρια χημικού και οργανικού σχεδιασμού στο Rensselaer, καθώς και συν-συγγραφέας της ολοκαίνουργιας μελέτης μάσκας προσώπου, περιέγραψε την προσέγγιση που βασίζεται στο πολυκατιόν που καθιέρωσε η ίδια και η ομάδα μελέτης της σε ένα δελτίο τύπου. Η προσέγγιση παρέχει αντιμικροβιακές οικιακές ή εμπορικές ιδιότητες σε υλικό πολυπροπυλενίου, το οποίο χρησιμοποιείται γενικά ως προϊόν καθαρισμού σε μάσκες N95.

«Η διαδικασία που αναπτύξαμε χρησιμοποιεί μια πολύ απλή χημεία για τη δημιουργία αυτής της μη εκπλύσεως επίστρωσης πολυμερούς [πάνω από το υλικό φίλτρου μάσκας N95] που μπορεί να σκοτώσει ιούς και βακτήρια σπάζοντας ουσιαστικά το εξωτερικό τους στρώμα».

– Δρ Helen Zha

Η ομάδα του Dr. Zha χρησιμοποίησε ένα πολυμερές τεταρτοταγούς αμμωνίου (ένα πολυκατιόν) σε επιφανειακές επιφάνειες ινών πολυπροπυλενίου, χρησιμοποιώντας υπεριώδες φως (UV) για να οδηγήσει τη διαδικασία εμφύτευσης. Το προκύπτον εξαιρετικά λεπτό πολυμερές κάλυμμα προσφέρει στο φίλτρο μια μακροπρόθεσμη ευνοϊκή χρέωση χωρίς να αλλοιώνει σημαντικά το πλαίσιο ινών ή την ικανότητα αναπνοής του φίλτρου.

Αντιβακτηριδιακό αλλά και αντιικό έργο

Οι ερευνητές εντόπισαν ότι το επικαλυμμένο με πολυμερές πολυπροπυλένιο μπορεί να αποκλείσει πολλές λοιμώξεις με περίβλημα λιπιδίων, εκτός από τον Staphylococcus aureus καθώς και τους μικροοργανισμούς Escherichia coli, κατά την επαφή.

Το αντιικό έργο του πολυπροπυλενίου επικαλυμμένου με πολυμερές ελέγχθηκε χρησιμοποιώντας διάφορες μολύνσεις. Αυτά αποτελούνταν από έναν κορωνοϊό ποντικιού υπολογιστή συγκρίσιμο με τον ανθρώπινο κορωνοϊό SARS-CoV-2, έναν ανθρώπινο κορωνοϊό, καθώς και από έναν ιό έρπητα (που ονομάζεται επίσης λοίμωξη από ψευδολαγνεία). Μετά την επαφή με το πολυεπίπεδο φίλτρο, η ποικιλία των μεταδοτικών ιικών συσκευών μειώθηκε, αν και η αντιική δράση διέφερε σημαντικά ανάλογα με το στρες της μόλυνσης καθώς και την προσέγγιση για τη μέτρηση της μεταδοτικής μόλυνσης.

Με βάση τα αντιμικροβιακά συστήματα που ορίστηκαν σε προηγούμενες ερευνητικές μελέτες, οι ερευνητές πιστεύουν ότι το θετικά φορτισμένο πολυπροπυλένιο εξαλείφει τις λοιμώξεις καθώς και τους μικροοργανισμούς κατά την επαφή, διακόπτοντας το στρώμα της κυτταρικής τους μεμβράνης.

Απόδοση φιλτραρίσματος

Οι ερευνητές έλαβαν υπόψη ότι η απόδοση καθαρισμού του φίλτρου N95 μειώνεται μετά την εφαρμογή του αντιμικροβιακού πολυμερούς επικάλυψης.

Ωστόσο, αυτό το πρόβλημα μπορεί να αντιμετωπιστεί με την τοποθέτηση μιας αμετάβλητης μάσκας N95 κάτω από την επικαλυμμένη με πολυμερές μάσκα.

Στο μέλλον, οι προμηθευτές μασκών ενδέχεται να χρησιμοποιούν αντιμικροβιακό πολυμερές στο εξωτερικό στρώμα της μάσκας N95.

Εμπορευματοποίηση καθώς και διάφορες άλλες εφαρμογές

Η διαδικασία επικάλυψης αντιμικροβιακού πολυμερούς μπορεί να εφαρμοστεί σε υπάρχοντα φίλτρα μάσκας, σε αντίθεση με την απαίτηση για την κατασκευή ολοκαίνουργιων.

Ωστόσο, η προσέγγιση κάλυψης πολυμερούς δημιουργήθηκε επίσης «για να διευκολυνθεί η εμπορευματοποίηση», ενημέρωσε ο Δρ Zha στο MNT.

«Χρησιμοποιήσαμε σκόπιμα αντιδραστήρια, διαλύτες και εξοπλισμό που είναι άμεσα διαθέσιμα. Επιδιώξαμε απλές χημείες και μεθόδους που έχουν τη δυνατότητα να κλιμακωθούν», δήλωσε ο Δρ Zha. "Νομίζω ότι υπάρχει μια βιώσιμη διαδρομή για κλιμακούμενη παραγωγή και εμπορική υλοποίηση."

Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, ο Shekhar Garde, κοσμήτορας της Σχολής Μηχανικών στο Rensselaer, περιέγραψε την προσέγγιση κάλυψης αντιμικροβιακού πολυμερούς ως «μια έξυπνη στρατηγική» και εξήγησε την ευελιξία της.

«Δεδομένης της αφθονίας του πολυπροπυλενίου στην καθημερινή ζωή, ίσως αυτή η στρατηγική είναι χρήσιμη και σε πολλά άλλα πλαίσια», δήλωσε ο Garde.