Investigadores de la Universidad de Florida Central han desarrollado un desinfectante a base de nanopartículas que puede matar continuamente virus en una superficie hasta por siete días, un descubrimiento que podría ser un arma poderosa contra COVID-19 y otros virus patógenos emergentes.
Los hallazgos, de un equipo multidisciplinario de expertos en virus e ingeniería de la universidad y el líder de una empresa de tecnología de Orlando, se publicaron esta semana en ACS Nano , una revista de la American Chemical Society.
Christina Drake, alumna de UCF y fundadora de Kismet Technologies, se inspiró para desarrollar el desinfectante después de hacer un viaje a la tienda de comestibles en los primeros días de la pandemia. Allí vio a un trabajador rociando desinfectante en el mango del refrigerador y luego limpiandodel aerosol inmediatamente.
"Inicialmente pensé en desarrollar un desinfectante de acción rápida", dijo, "pero hablamos con los consumidores, como médicos y dentistas, para averiguar lo que realmente querían de un desinfectante. Lo que más les importabafue algo duradero que continuaría desinfectando áreas de alto contacto como manijas de puertas y pisos mucho después de la aplicación ".
Drake se asoció con el Dr. Sudipta Seal, un ingeniero de materiales de la UCF y experto en nanociencias, y el Dr. Griff Parks, un virólogo de la Facultad de Medicina que también es decano asociado de investigación y director de la Escuela de Ciencias Biomédicas de Burnett. Con financiamiento de laNational Science Foundation, Kismet Tech y Florida High Tech Corridor, los investigadores crearon un desinfectante diseñado con nanopartículas.
Su ingrediente activo es una nanoestructura diseñada llamada óxido de cerio, que es conocida por sus propiedades antioxidantes regenerativas. Las nanopartículas de óxido de cerio se modifican con pequeñas cantidades de plata para hacerlas más potentes contra los patógenos.
"Funciona tanto química como mecánicamente", explicó Seal, quien ha estado estudiando nanotecnología durante más de 20 años. "Las nanopartículas emiten electrones que oxidan el virus, dejándolo inactivo. Mecánicamente, también se adhieren al virus yromper la superficie casi como hacer estallar un globo. "
La mayoría de las toallitas o aerosoles desinfectantes desinfectarán una superficie dentro de los tres a seis minutos posteriores a la aplicación, pero no tienen efectos residuales. Esto significa que las superficies deben limpiarse repetidamente para mantenerse limpias de varios virus como COVID-19. La formulación de nanopartículas mantienesu capacidad para inactivar microbios y continúa desinfectando una superficie hasta siete días después de una sola aplicación.
"El desinfectante ha mostrado una tremenda actividad antiviral contra siete virus diferentes", explicó Parks, cuyo laboratorio fue responsable de probar la formulación contra "un diccionario" de virus. "No solo mostró propiedades antivirales contra el coronavirus y el rinovirus, sino quetambién demostró ser eficaz contra una amplia gama de otros virus con diferentes estructuras y complejidades. Tenemos la esperanza de que con esta asombrosa gama de capacidad de matar, este desinfectante también sea una herramienta muy eficaz contra otros nuevos virus emergentes ".
Los científicos confían en que la solución tendrá un impacto importante en los entornos de atención médica, en particular, reduciendo la tasa de infecciones adquiridas en el hospital, como Staphylococcus Aureus resistente a la meticilina MRSA, Pseudomonas aeruginosa y Clostridium difficile, que causaninfecciones que afectan a más de uno de cada 30 pacientes ingresados en hospitales de EE. UU.
Y a diferencia de muchos desinfectantes comerciales, la formulación no contiene productos químicos nocivos, lo que indica que será seguro de usar en cualquier superficie. Las pruebas reglamentarias de irritación en las células de la piel y los ojos, como lo exige la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., No mostraron efectos nocivos.
"Muchos desinfectantes domésticos actualmente disponibles contienen sustancias químicas que pueden ser dañinas para el cuerpo con exposiciones repetidas", dijo Drake. "Nuestro producto basado en nanopartículas tendrá una alta calificación de seguridad y jugará un papel importante en la reducción de la exposición química general de los seres humanos."
Se necesita más investigación antes de que el producto pueda salir al mercado, por lo que la siguiente fase del estudio analizará cómo funciona el desinfectante fuera del laboratorio en aplicaciones del mundo real. Ese trabajo analizará cómo el desinfectante se ve afectado porfactores externos como la temperatura o la luz solar. El equipo está en conversaciones con una red de hospitales locales para probar el producto en sus instalaciones.
"También estamos explorando el desarrollo de una película semipermanente para ver si podemos revestir y sellar el piso de un hospital o las manijas de las puertas, áreas donde necesita desinfectar cosas e incluso con contacto agresivo y persistente", agregó Drake.
Seal se unió al Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UCF, que forma parte de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la UCF, en 1997. Tiene una cita en la Facultad de Medicina y es miembro del Grupo de Prótesis Biionix de la UCF.director del Centro de Tecnología de Nanociencia y Centro de Análisis de Procesamiento de Materiales Avanzados de UCF. Recibió su doctorado en ingeniería de materiales con especialización en bioquímica de la Universidad de Wisconsin y fue becario postdoctoral en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en la Universidad de California Berkeley.
Parks llegó a UCF en 2014 después de 20 años en la Escuela de Medicina de Wake Forest, donde fue profesor y presidente del Departamento de Microbiología e Inmunología. Obtuvo su doctorado en bioquímica en la Universidad de Wisconsin y fue miembro de la Sociedad Estadounidense del Cáncer.Miembro de la Universidad Northwestern.
El estudio fue coautor de las investigadoras postdoctorales Candace Fox, de la Facultad de Medicina de la UCF y Craig Neal de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la UCF y estudiantes graduados, Tamil Sakthivel, Udit Kumar y Yifei Fu de la Facultad de Ingeniería de la UCf yCiencias de la Computación.
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