S použitím slabého elektrického pole je možné vytvořit roušku ničící viry

S použitím slabého elektrického pole je možné vytvořit roušku ničící viry 1

Tkanina vytvářející elektrické pole, která už byla schválena pro péči o rány, destabilizuje částice koronaviru, takže nemohou infikovat buňky.

Obličejové masky a roušky pomáhají omezovat šíření nemoci covid-19 a v současnosti jsou doporučované vládami po celém světě. Technici z Univerzity v Indianě teď poprvé ukazují, jak textilie vytvářející slabé elektrické pole dokáže deaktivovat koronaviry. Elektrická (elektroceutické) tkanina, popsaná v (zatím nerecenzovaném) předtisku od ChemRxiv, by mohla být použita na výrobu obličejových masek/respirátorů a dalších osobních ochranných pomůcek (OOP). Tkanina už byla testována na respirační coronavirus u prasat i na lidský coronavirus, který způsobuje obyčejné nachlazení. Nebyla však zatím testována na SARS-CoV-2, což je virus způsobující covid-19.

„Tato práce je v centru zájmu vědecké komunity. Otevře nám nové oblasti, které mohou poskytnout chytré řešení na zdolání pandemie covid-19,” říká Mahmoud Al Ahmad, docent techniky na Univerzitě SAE, který byl do výzkumu zapojen. I když bude koncept vyžadovat další rozvoj předtím, než jej bude možné aplikovat na OOP, podle něj se jedná o „výborný start v tomto směru.“

Kromě respirátorů tyto objevy rozšiřují možnosti použití slabého elektrického pole na omezení šíření virů i v jiných směrech, např. při čištění vzduchu v běžných prostorech nebo dezinfikování povrchů operačních sálů. To tvrdí autor studie Chandan Sen, ředitel Centra pro regenerativní medicínu a inženýrství při fakultě medicíny Univerzity v Indianě. „Koronavirus není první ani poslední virus, který naruší naše životy. Zvažujeme širší přístup na využití slabého elektrictrického pole proti infekčnosti virů.”

Senova laboratoř se posledních 6 let podílela na technologii elektrické tkaniny pod jménem V.Dox Technology, spolu se společností Vomaris z Arizony.  Chandan Sen přitom má svůj finanční podíl ve společnosti.

Technologie se skládá z maticového vzoru stříbrných a zinkových teček natištěných na materiál, jako je polyester či bavlna. Tečky vytvářejí systém baterie produkující slabé elektrické pole: když jsou vystaveny vodivému médiu, jako je gel či pot, elektrony se přenášejí ze zinku na stříbro při tzv. redoxní reakci, a přitom produkují rozdíl elektrického potenciálu 0,5 V. Technologie je úředně schválená a komercializovaná pro péči o rány; ukázalo se totiž, že léčí bakteriální biofilmové infekce.

Aby ji bylo možné použít v respirátorech, bude potřeba nějakým způsobem dodat vlhkost. Podle Chandana Sena by to mohlo být zapuštěním hydrogelu (do textilie), který by aktivoval tečky, nebo vložením trubiček naplněných tekutinou po okraji respirátoru. Vlhkost pak bude udržována vydechovaným vzduchem.  

Když propukla pandemie covid-19, Chandan Sen a jeho tým se začali ptát, jestli tato technologie může působit také na viry a bakterie. Minulé práce v literatuře naznačovaly, že koronaviry využívají elektrostatické síly pro přilnutí a soudržnost genomu, a Chandan Sen se proto domníval, že elektrické pole může tyto síly porušit a tím virus usmrtit. Ve spolupráci s genetikem Kennethem Cornettou z téže univerzity, který provedl některé z prvních virových experimentů ve své laboratoři, tým vystavil respirační coronavirus u prasat působení elektrické tkaniny po dobu 1 a pak 5 minut. Po 1 minutě viděli důkazy, že částice viru se začínají destabilizovat a shlukovat, takže se zvětšily; to naznačuje, že slabé elektrické pole způsobuje „poškození strukturálních změn virionů“. Dále tým testoval částice viru vystavením textilii proti buňkám v misce. Jejich infekčnost přitom byla odstraněna.  

Výsledky naznačují „příslib nové strategie,“ jak říká Murugappan Muthukumar, profesor of polymerní vědy a techniky na Massachusettské univerzitě Amherst, který se však této studie neúčastnil. „Hypotéza autorů, že elektrostatické síly ve virových částicích, mezi virovými částicemi a tkaninou jsou důležité, je správná, a je to velmi dobrá myšlenka.“

Přesto Muthukumar poznamenává, že je obtížné odvodit, jak elektrické pole zapůsobí na virový genom, a je potřeba provést ještě další práci, aby bylo možné prozkoumat působení, které je zatím jen na papíře.

Od publikování předtisku zprávy tým také testoval textilii na lidský coronavirus 229E, který je příčinou infekcí horních cest dýchacích, a získal podobné výsledky. Tým předložil data americkému Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v naději na získání Povolení pro nouzové použití, takže by tkanina mohla být použita pro výboru roušek. Tuto technologii je dokonce možné zapojit do výroby masek-respirátorů N95, nebo jako vložka do nich.

Společnost Vomaris v současnosti prodává na internetu své soupravy na pokrývání ran v ceně 38-69 USD. Podle Sena je tato technologie nenákladná na výrobu a je možné ji použít pro OOP za mírné ceny. Nezávisle na společnosti Vomaris vytváří Senova laboratoř “naladitelnou” elektroceutickou látku nazývanou vzorované elektroceutické obvazy, v níž může být intenzita pole změněna podle potřeby. Obvazy se přitom ukázaly být bezpečné pro pacienty s poraněním a v současnosti probíhá jejich klinické testování.

(článek z 28. května)