Изследователи използват нанотехнологии за да разработят нов модел на коронавирусна маска

[ad_1]

Над 84,8 милиона потвърдени случая на коронавирусна болест 2019 (COVID-19) са докладвани на Световната здравна организация (СЗО), включително 1,85 милиона смъртни случая. Този зашеметяващ данък идва дори на фона на ключовите мерки, предприети от органите на общественото здравеопазване в световен мащаб, като блокировки, забрани за пътуване, ограничения за масово събиране, домашни карантини, мерки за социално отдалечаване, лични защитни действия и други немедикаментозни намеси.

Изследване: Разработване на натриеви филтри Electrospun за контрол на аерозолите на коронавирус.

Разпространението на вируса в аерозолни капчици е най-заразно чрез предаване на дълги разстояния; полуживотът на SARS-CoV-2 в аерозолите е 1,1 часа. Следователно една от основните стратегии за смекчаване на разпространението на новия коронавирус е използването на маски за лице. За пандемията много видове маски се появиха на пазара с различни нива на ефективност.

Размерът на порите на маската е от решаващо значение за нейната ефективност при предотвратяване на инфекция – обикновено има няколко микрона в хирургически маски и десетки до стотици микрони в платнени маски. Благодарение на своите ултрафини нанофибри (~ 300 nm), въздушните филтри с електроспин имат сравнително много малък размер на порите. Нанофибровите мембрани с електроспин също са отлични за отстраняване на аерозоли (полистиролови зърна, NaCl и бактерии).

Американски изследователски екип от университета “Джордж Вашингтон” и Университета на Калифорния в Ривърсайд проектира и изработи електроспинови нановолоконни въздушни филтри, които обещават приложение в лични предпазни средства и вътрешна среда. Екипът сравнява ефективността на филтриране на коронавирусните и NaCl аерозолите с широк спектър от електроспин въздушни филтри и маски за лице.

Те разработиха усъвършенствани въздушни филтри електроспин за улавяне на коронавирусни аерозоли – показващи отлични показатели до 99,9%. Те показват, че тези филтри превъзхождат много търговски маски за лице.

По този начин в това проучване те също показват за първи път, че NaCl е допустим сурогат за коронавирус по време на тестове за аерозолна филтрация.

Електропредирането е нова технология за синтезиране на нетъкани нановолоконни мембрани, които са идеални за филтриране на въздуха. Тук полимерен разтвор се изхвърля в силно електрическо поле, за да се образуват фини нановолокна с намален размер на порите. Това позволява ефективно улавяне на малки частици във въздуха.

Диаметърът на влакната на електроспиновите филтри, използвани в това проучване, варира между 0,2-1,3 микрона. Филтрите с електроспин имат среден размер на порите ≤ 2,7 микрона, докато всички търговски маски имат среден размер на порите ≥ 17,5 микрона.

Тъй като електроспинингът работи под силно електрическо поле (т.е. 1-5 kV cm-1), филтрите задържат повърхностни и обемни заряди, което значително насърчава улавянето на аерозола чрез електростатично привличане.

За филтрационните тестове широко се използват аерозоли NaCl. В това проучване екипът сравнява ефективността на филтриране, получена от аерозолите на коронавирус и аерозолите NaCl.

Екипът избра миши вирус на хепатит A59 (MHVA59), коронавирус от същото семейство като SARS-CoV-2, за генериране на аерозоли и филтриране. Те демонстрираха, че NaCl аерозолите са допустим заместител на коронавирусните аерозоли в тестовете за филтриране, когато са използвани въздушни филтри и маски за лице с различни размери на порите, морфология и ефективност.

Авторите твърдят, че това е първото изследване от този вид: оценяване на ефективността на филтриране на въздушните филтри / маски за лице чрез използване на аерозоли на коронавирус, а не на сурогати.

Нашата работа проправя нов път за подобряване на филтрирането на въздуха чрез разработване на електроспинови нановолоконни въздушни филтри за управление на SARS-CoV-2 въздушно предаване. “

Това проучване показва, че електроспин въздушните филтри, образувани от нановолокна, обещават да осигурят ефективна защита срещу частици от коронавирус във въздуха. Разработването на електроспин въздушни филтри за улавяне на вирусни аерозоли все още е в начален етап; това индикативно проучване показва значителен напредък.

Ефективност на аерозолната филтрация на електроспин въздушни филтри и търговски маски за лице. За тестове бяха използвани аерозоли, генерирани от коронавирус (MHV-A59) и NaCl. Червените и сините диаманти представляват средната ефективност на филтриране на аерозолите MHV-A59 от въздушните филтри electrospun и търговските маски за лице, съответно. Сивият петоъгълник представлява средната ефективност на филтриране на NaCl аерозоли. Червените, сините и сивите ленти представляват максимални и минимални стойности на ефективността на филтриране в повторения.

Ефективност на аерозолната филтрация на електроспин въздушни филтри и търговски маски за лице. За тестове бяха използвани аерозоли, генерирани от коронавирус (MHV-A59) и NaCl. Червените и сините диаманти представляват средната ефективност на филтриране на аерозолите MHV-A59 от въздушните филтри electrospun и съответно търговските маски за лице. Сивият петоъгълник представлява средната ефективност на филтриране на NaCl аерозоли. Червените, сините и сивите ленти представляват максимални и минимални стойности на ефективността на филтриране в повторения.

Това проучване потвърди допустимостта на NaCl като сурогат на коронавирус в тестовете за аерозолна филтрация чрез сравняване на ефективността на филтриране за широк спектър от въздушни филтри и маски за лице с различни размери на порите и диапазони на ефективност.

Повечето въздушни филтри, използвани в жилищни, търговски и промишлени сгради – с изключение на високоефективните филтри за частици (HEPA) – използвани в здравните заведения улавят само по-големи частици като прах, спори на плесени или бактерии, но не и въздушни вируси. В това проучване е разгледана необходимостта от час – иновативен и ефективен въздушен филтър за HVAC системата, който може да предотврати предаването и натрупването на коронавирусни аерозоли на дълги разстояния.

Нанотехнологията обещава да разработи ефективни, мащабируеми и достъпни въздушни филтри както за маски / респиратори, така и за системи за HVAC. “

*Важно съобщение

medRxiv публикува предварителни научни доклади, които не са рецензирани и следователно не трябва да се считат за убедителни, да насочват клиничната практика / свързаното със здравето поведение или да се третират като установена информация.

Справка за списанието:

  • Haihuan Wang, Hongchen Shen, Zhe Zhou, Mengyang Zhang, Minghao Han, David P. Durkin, Danmeng Shuai, Yun Shen. (2021) Разработване на натриеви филтри Electrospun за контрол на аерозолите на коронавирус. medRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2020.12.30.20249046, https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.12.30.20249046v1

[ad_2]