Pētnieki izstrādā sejas maskas, kas cīnās pret vīrusiem, nogalinot baktērijas saskarē

Sarakstījis Klarisa Brinkata 27, 2022 jūnijāSākot no Fakts pārbaudīts Patrīcija Veizere, PharmDCilvēka roka, kas tur vienreiz lietojamu sejas masku

  • Tradicionālās sejas maskas, kas sastāv no N95, kā arī KN95, nodrošina drošību pret slimībām, kā arī infekciju, tomēr ir jāizmet, ja tās var atrast saskarē ar infekcijām, tādējādi radot ievērojamus plastmasas atkritumus.
  • Pētnieki faktiski ir izveidojuši pamata pieeju, kas noteikti nodrošinātu N95 sejas maskas pretvīrusu, kā arī antibakteriālas dzīvojamās vai komerciālās īpašības, kas varētu ļaut tās uzlikt ilgāku laiku.
  • "Ar ceturtdaļas amonija polimēru pārklāts" N95 maskas filtrs var izslēgt daudzas lipīdu apvalka infekcijas, papildus Staphylococcus aureus, kā arī Escherichia coli mikroorganismus pēc saskares..

Kā tika uzsvērts visā COVID-19 pandēmijas laikā, sejas maskas samazināja vīrusu infekcijas draudus, samazinot elpceļu izplatīšanos.

FDA aģente Audra Harisone informēja "Detonic.shop", ka šodien Nacionālais darba drošības un veselības institūts (NIOSH) pieņemtās N95 respiratoru maskas ir "zelta standarts veselības aprūpes personāla elpceļu aizsardzībai".

Tomēr tipiskās maskas, kas sastāv no N95, nespēj izslēgt infekcijas kontakta laikā

Piesārņojuma draudi palielina nodiluma laiku, kā arī medicīniskās aprūpes darbinieki tiek aicināti izmest sejas maskas pēc tiešas saskares ar klientu. Tas var izraisīt masku trūkumu, kā arī radīt ievērojamus plastmasas atkritumus.

Taču Rensselaer Politehniskā institūta (RPI) pētnieki Ņujorkā izveidoja pieeju, kas piedāvā pretvīrusu, kā arī antibakteriālas dzīvojamās vai komerciālās īpašības N95 sejas masku filtriem. Viņi konstatēja, ka produktu ar pretvīrusu īpašībām dzīvojamo vai komerciālo īpašumu iekļaušana tieši sejas maskās uzlaboja to aizsardzību pret infekciju, vienlaikus pagarinot nodiluma laiku, kā arī samazinot plastmasas atkritumus.

Pavisam jaunais pētījums tika publicēts ACS Applied Materials & Interfaces jūnija problēmā.

Kā tika mainīta N95 sejas maska

Iepriekšējā pētījumā faktiski ir izstrādātas sejas maskas ar pretvīrusu uzdevumu, iekļaujot filtra šķiedrās tērauda nanomateriālus, kas spēj novērst infekcijas, piemēram, varu.

Tomēr pētnieki bija nobažījušies, ka tērauda nanomateriāli var noņemties no maskas filtra, kā arī tikt ieelpoti, radot saindēšanos.

Pretstatā tērauda nanomateriāliem var izmantot polikācijas — garas ķēdes daļiņas ar izdevīgu maksu — lai palielinātu virsmas laukumus ar pretvīrusu uzdevumu. Iepriekšējie pētījumi fiksēja polikationu spēju likvidēt mikroorganismus, kā arī infekcijas saskarē, pārtraucot to šūnu membrānas slāņus.

Dr. Helēna Ža, Rensselaer ķīmijas un organiskā dizaina skolotāja asistente, kā arī pavisam jaunas sejas maskas pētījuma līdzautore, ziņu izlaidumā aprakstīja uz polikāciju balstīto pieeju, kā arī savu pētījumu grupu. Šī pieeja nodrošina pretmikrobu dzīvojamās vai komerciālās īpašības polipropilēna materiālam, ko parasti izmanto kā attīrīšanas līdzekli N95 maskās.

"Mūsu izstrādātajā procesā tiek izmantota patiešām vienkārša ķīmija, lai izveidotu šo neizskalojošo polimēra pārklājumu [uz N95 maskas filtra materiāla], kas var nogalināt vīrusus un baktērijas, būtībā atlaužot to ārējo slāni."

– Dr Helēna Ža

Dr Zha grupa izmantoja kvartāra amonija polimēru (polikāciju) polipropilēna šķiedras virsmas laukumiem, izmantojot ultravioleto (UV) gaismu, lai vadītu implantācijas procedūru. Iegūtais īpaši plāns polimēru pārklājums nodrošina filtram izdevīgu ilgtermiņa maksu, būtiski nemainot šķiedru karkasu vai filtra elpojamību.

Antibakteriāls, kā arī pretvīrusu uzdevums

Pētnieki atklāja, ka polipropilēns, kas pārklāts ar polimēru, saskarē var izslēgt daudzas lipīdu apvalka infekcijas, papildus Staphylococcus aureus, kā arī Escherichia coli mikroorganismiem.

Ar polimēru pārklāta polipropilēna pretvīrusu uzdevums tika pārbaudīts, izmantojot dažādas infekcijas. Tie sastāvēja no datorpeles koronavīrusa, kas salīdzināms ar cilvēka koronavīrusu SARS-CoV-2, cilvēka koronavīrusu, kā arī suidītu herpesvīrusu (tāpat sauktu par pseidorabies infekciju). Pēc saskares ar slāņveida filtru pārnēsājamo vīrusu ierīču daudzveidība samazinājās, lai gan pretvīrusu uzdevums ievērojami atšķīrās atkarībā no infekcijas stresa, kā arī no pārnēsājamās infekcijas mērīšanas pieejas.

Pamatojoties uz iepriekšējos pētījumos definētajām pretmikrobu sistēmām, pētnieki domā, ka pozitīvi uzlādēts polipropilēns saskarē novērš infekcijas, kā arī mikroorganismus, pārtraucot to šūnu membrānas slāni.

Filtrēšanas veiktspēja

Pētnieki paturēja prātā, ka pēc pretmikrobu polimēra pārklājuma uzklāšanas N95 filtra attīrīšanas veiktspēja samazinās.

Taču ar šo problēmu var tikt galā, zem polimēra pārklājuma maskas uzliekot nemainītu N95 masku.

Nākotnē masku piegādātāji varētu izmantot pretmikrobu polimēru N95 maskas ārējā slānī.

Komercializācija, kā arī dažādas citas lietojumprogrammas

Pretmikrobu polimēru pārklājuma procedūru var izmantot esošajiem masku filtriem, nevis aicināt ražot pilnīgi jaunus.

Tomēr polimēru pārklājuma pieeja tika izveidota arī “lai atvieglotu komercializāciju”, Dr Zha informēja MNT.

"Mēs apzināti izmantojām reaģentus, šķīdinātājus un aprīkojumu, kas ir viegli pieejams. Mēs izmantojām vienkāršas ķīmijas un metodes, kuras var palielināt, ”sacīja Dr Zha. "Es domāju, ka pastāv dzīvotspējīgs ceļš palielinātai ražošanai un komerciālai realizācijai."

Saskaņā ar ziņu izlaidumu Renselāeras Inženieru skolas dekāns Shekhar Garde aprakstīja pretmikrobu polimēru pārklājuma pieeju kā "gudru stratēģiju", kā arī izskaidroja tās elastību.

"Ņemot vērā polipropilēna pārpilnību ikdienas dzīvē, iespējams, šī stratēģija ir noderīga arī daudzos citos kontekstos," norādīja Garde.