Forskere fremstiller en overflade, der har virusdræbende egenskaber, men som ikke bruger nogen kemikalier

Et team af forskere fra URV og RMIT University (Australien) har designet og fremstillet en overflade, der bruger mekaniske midler til at afbøde virusets infektiøse potentiale. Den kunstige overflade er lavet af silicium og består af en række små pigge, der beskadiger strukturen af ​​vira, når de kommer i kontakt med den. Værket er publiceret i tidsskriftet ACS Nano .

Forskningen har afsløret, hvordan disse processer fungerer, og at de er 96 % effektive. Brug af denne teknologi i miljøer, hvor der er potentielt farligt biologisk materiale, ville gøre laboratorier nemmere at kontrollere og sikrere for de fagfolk, der arbejder der.

Spike vira for at dræbe dem. Dette tilsyneladende usofistikerede koncept kræver betydelig teknisk ekspertise og har én stor fordel:et højt virucidalt potentiale, der ikke kræver brug af kemikalier. Processen med at fremstille de virucidale overflader starter med en glat metalplade, som bombarderes med ioner for strategisk at fjerne materiale.

Resultatet er en overflade fuld af nåle, der er 2 nanometer tykke - 30.000 ville passe i et hår - og 290 høje. "I dette tilfælde brugte vi silicium, fordi det teknisk set er mindre kompliceret end andre metaller," forklarer Vladimir Baulin, forsker fra URV's afdeling for fysisk og uorganisk kemi.

Denne procedure er ikke ny for Baulin, som har brugt de sidste 10 år på at studere mekaniske metoder til at kontrollere patogene mikroorganismer inspireret af naturens verden. "Vingerne på insekter som guldsmede eller cikader har en nanometrisk struktur, der kan gennembore bakterier og svampe," forklarer han.

I dette tilfælde er vira dog en størrelsesorden mindre end bakterier, så nålene skal være tilsvarende mindre, hvis de skal have nogen effekt på dem. Et eksempel på dette er hPIV-3, genstanden for undersøgelsen af ​​denne forskning, som forårsager luftvejsinfektioner såsom bronchiolitis, bronkitis eller lungebetændelse.

De såkaldte parainfluenzavirus forårsager en tredjedel af alle akutte luftvejsinfektioner og er forbundet med nedre luftvejsinfektioner hos børn. "Ud over at være en epidemiologisk vigtig virus, er den en modelvirus, sikker at håndtere, da den ikke forårsager potentielt dødelige sygdomme hos voksne," siger Baulin.

Den proces, hvorved virus mister deres infektiøse evne, når de kommer i kontakt med den nanostrukturerede overflade, blev analyseret i teoretiske og praktiske termer af forskerholdet.

URV-forskerne, Vladimir Baulin og Vassil Tzanov, brugte finite element-metoden - en beregningsmetode, der opdeler overfladen af ​​virussen og behandler hvert fragment uafhængigt - for at simulere interaktionerne mellem vira og nåle og deres konsekvenser. Samtidig udførte forskerne fra RMIT University en praktisk eksperimentel analyse, hvor de udsatte virussen for den nanostrukturerede overflade og observerede resultaterne.

Resultaterne viser, at denne metode er ekstremt effektiv og invaliderer 96% af vira, der kommer i kontakt med overfladen inden for en periode på seks timer. Undersøgelsen har bekræftet, at overfladerne har en virucidal effekt på grund af nålenes evne til at ødelægge eller invalidere vira ved at beskadige deres ydre struktur eller gennembore membranen.

Brug af denne teknologi i risikomiljøer såsom laboratorier eller sundhedscentre, hvor der er potentielt farligt biologisk materiale, ville gøre det lettere at begrænse smitsomme sygdomme og gøre disse miljøer sikrere for forskere, sundhedsarbejdere og patienter.

Flere oplysninger: Samson W. L. Mah et al., Piercing af det humane parainfluenzavirus af nanostrukturerede overflader, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c07099

Journaloplysninger: ACS Nano

Leveret af University of Rovira i Virgili