Un alumno de UCF y varios investigadores utilizaron la nanotecnología para desarrollar este agente de limpieza, que puede resistir siete virus hasta por 7 días.
Los investigadores de la UCF han desarrollado un desinfectante a base de nanopartículas que puede matar continuamente los virus en la superficie durante un máximo de 7 días, un descubrimiento que puede convertirse en un arma poderosa contra el COVID-19 y otros virus patógenos emergentes.
La investigación fue publicada esta semana en la revista ACS Nano de la American Chemical Society por un equipo multidisciplinario de expertos en virus e ingeniería de la universidad y el director de una empresa de tecnología en Orlando.
Christina Drake '07PhD, fundadora de Kismet Technologies, se inspiró en un viaje al supermercado al comienzo de la pandemia y desarrolló un desinfectante. Allí, vio a un trabajador rociando desinfectante en el mango del refrigerador y luego limpió el aerosol de inmediato.
El Dr. Greif Parks, virólogo de la Facultad de Medicina, desarrolló el desinfectante en colaboración con ingenieros y empresarios. Fuente de la imagen: Universidad de Florida Central
“Inicialmente, mi idea era desarrollar un desinfectante de acción rápida”, dijo, “pero hablamos con consumidores como médicos y dentistas para comprender qué desinfectante realmente quieren. Lo más importante para ellos es que es algo duradero, continuará desinfectando las áreas de alto contacto como las manijas de las puertas y el piso durante mucho tiempo después de la aplicación ”.
Drake colaboró con Sudipta Seal, un ingeniero de materiales de UCF y experto en nanociencia, y Griff Parks, virólogo, decano asociado de investigación de la Facultad de Medicina y decano de la Facultad de Ciencias Biomédicas de Burnett. Con fondos de la National Science Foundation, Kismet Tech y el Florida High-Tech Corridor, los investigadores han creado un desinfectante diseñado con nanopartículas.
Su ingrediente activo es una nanoestructura diseñada llamada óxido de cerio, conocida por sus propiedades antioxidantes regenerativas. Las nanopartículas de óxido de cerio se modifican con una pequeña cantidad de plata para que sean más efectivas contra los patógenos.
Sudipta Seal es un ingeniero de materiales de UCF y experto en nanociencia que ha estado estudiando nanotecnología durante los últimos 20 años. Fuente de la imagen: Universidad de Florida Central
“Funciona tanto en química como en mecánica”, dijo Seal, quien ha estudiado nanotecnología durante más de 20 años. “Las nanopartículas emiten electrones para oxidar el virus y hacerlo inactivo. Mecánicamente, también se adhieren al virus y rompen la superficie, como si estallara un globo ”.
La mayoría de las toallitas o aerosoles desinfectantes desinfectarán la superficie entre tres y seis minutos después de su uso, pero no hay ningún efecto residual. Esto significa que la superficie debe limpiarse repetidamente para mantenerla limpia y evitar la infección con múltiples virus como COVID-19. La formulación de nanopartículas mantiene su capacidad para inactivar microorganismos y continúa desinfectando la superficie hasta 7 días después de una sola aplicación.
“Este desinfectante muestra una gran actividad antiviral contra siete virus diferentes”, dijo Parks, cuyo laboratorio se encarga de probar la resistencia de la fórmula al “diccionario” de virus. “No solo muestra propiedades antivirales contra coronavirus y rinovirus, sino que también demuestra que es eficaz contra una variedad de otros virus con diferentes estructuras y complejidades. Esperamos que con esta asombrosa capacidad de matar, este desinfectante también se convierta en una herramienta eficaz contra otros virus emergentes ”.
Los científicos creen que esta solución tendrá un impacto significativo en el entorno sanitario, especialmente reduciendo la incidencia de infecciones adquiridas en el hospital, como Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), Pseudomonas aeruginosa y Clostridium difficile—— Afectan a más de uno de cada 30 pacientes ingresados en hospitales de EE. UU.
A diferencia de muchos desinfectantes comerciales, esta fórmula no contiene productos químicos nocivos, lo que demuestra que es seguro de usar en cualquier superficie. De acuerdo con los requisitos de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Las pruebas reglamentarias sobre la irritación de las células de la piel y los ojos no han mostrado efectos nocivos.
“Muchos de los desinfectantes domésticos actualmente disponibles contienen sustancias químicas que son dañinas para el cuerpo después de una exposición repetida”, dijo Drake. "Nuestros productos basados en nanopartículas tendrán un alto nivel de seguridad, lo que desempeñará un papel importante en la reducción de la exposición humana general a los productos químicos".
Se necesita más investigación antes de que los productos ingresen al mercado, por lo que la siguiente fase de investigación se centrará en el rendimiento de los desinfectantes en aplicaciones prácticas fuera del laboratorio. Este trabajo estudiará cómo los desinfectantes se ven afectados por factores externos como la temperatura o la luz solar. El equipo está en conversaciones con la red de hospitales locales para probar el producto en sus instalaciones.
“También estamos explorando el desarrollo de una película semipermanente para ver si podemos cubrir y sellar los pisos del hospital o las manijas de las puertas, las áreas que deben desinfectarse e incluso las áreas de contacto activo y continuo”, dijo Drake.
Referencia: “El óxido de cerio a nanoescala mediado por metales inactiva el coronavirus y el rinovirus humanos mediante la destrucción de la superficie”, Autores: Craig J. Neal, Candace R. Fox, Tamil Selvan Sakthivel, Udit Kumar, Yifei Fu, Christina Drake, Griffith D. Parks y Sudipta Seal, 26 de agosto de 2021, ACS Nano.DOI: 10.1021 / acsnano.1c04142
Seal se unió al Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UCF en 1997, que forma parte de la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la UCF. Prótesis Es el ex director del Centro de Nano Ciencia y Tecnología de UCF y del Centro de Análisis y Procesamiento de Materiales Avanzados. Recibió un doctorado en ingeniería de materiales de la Universidad de Wisconsin, con especialización en bioquímica, y es investigador postdoctoral en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de la Universidad de California, Berkeley.
Después de trabajar en la Facultad de Medicina de Wake Forest durante 20 años, Parks llegó a UCF en 2014, donde se desempeñó como profesor y jefe del Departamento de Microbiología e Inmunología. Recibió un doctorado. en bioquímica de la Universidad de Wisconsin y es investigador de la Sociedad Estadounidense del Cáncer en la Universidad Northwestern.
El estudio fue coautor de Candace Fox, investigadora postdoctoral de la Facultad de Medicina, y Craig Neal de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación. Tamil Sakthivel, Udit Kumar y Yifei Fu, estudiantes graduados de la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación, también son coautores.
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Hora de publicación: Sep-07-2021