Международная исследовательская группа под руководством Университета RMIT разработала и изготовила поверхность, убивающую вирусы, которая может помочь контролировать распространение болезней в больницах, лабораториях и других местах с высоким уровнем риска. Поверхность из кремния покрыта крошечными наношипами, которые разрушают вирусы при контакте.
Лабораторные тесты с вирусом hPIV-3, вызывающим бронхит, пневмонию и круп, показали, что 96% вирусов были либо разорваны на части, либо повреждены настолько, что больше не могли реплицироваться и вызывать инфекцию.
Впечатляющие результаты, опубликованные на обложке ведущего научного журнала ACS Nano, свидетельствуют о перспективности материала для контроля передачи потенциально опасного биологического материала в лабораториях и медицинских учреждениях.
Автор статьи доктор Натали Борг (Natalie Borg) из Школы здравоохранения и биомедицинских наук RMIT говорит, что эта, казалось бы, незамысловатая концепция «шипования» вируса требует значительных технических знаний. «Наше покрытие, убивающее вирусы, невооруженным глазом выглядит как плоское черное зеркало, но на самом деле имеет крошечные шипы, разработанные специально для уничтожения вирусов», – сказала она.
Новое покрытие можно внедрить в часто соприкасающиеся устройства и поверхности, чтобы предотвратить распространение вирусов и сократить использование дезинфицирующих средств. Поверхности с наношипами были изготовлены в Мельбурнском центре нанофабрик, начиная с гладкой кремниевой пластины, которая подвергается бомбардировке ионами для стратегического удаления материала. В результате получилась поверхность, усеянная иглами толщиной 2 нанометра – в 30 000 раз тоньше человеческого волоса – и высотой 290 нанометров.
Команда под руководством профессора RMIT Елены Ивановой имеет многолетний опыт изучения механических методов борьбы с патогенными микроорганизмами, вдохновленных миром природы: крылья таких насекомых, как стрекозы или цикады, имеют наноразмерную шиповидную структуру, которая может пронзать бактерии и грибки. Однако в данном случае вирусы на порядок меньше бактерий, поэтому иголки должны быть соответственно меньше, чтобы оказать на них хоть какое-то воздействие.
Исследовательская группа теоретически и практически проанализировала процесс, в результате которого вирусы теряют свою инфекционную способность при контакте с наноструктурированной поверхностью. Ученые из испанского Университета Ровира-и-Виргили (URV), Владимир Баулин и Василий Цанов, смоделировали на компьютере взаимодействие между вирусами и иглами.
Исследователи провели практический экспериментальный анализ, подвергая вирус воздействию наноструктурированной поверхности и наблюдая за результатами в Центре микроскопии и микроанализа RMIT. Результаты показали, что шип чрезвычайно эффективно повреждает внешнюю структуру вируса и пробивает его мембраны, выводя из строя 96% вирусов, контактировавших с поверхностью, в течение 6 часов.
«Внедрение передовой технологии в условиях повышенного риска, например, в лабораториях или медицинских учреждениях, где существует опасность контакта с опасными биологическими материалами, может значительно усилить меры по защите от инфекционных заболеваний. Тем самым мы создадим более безопасную среду для исследователей, медицинских работников и пациентов», – заключили ученые.
[Фото: RMIT]