(Nanowerk-Neuigkeiten) Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der RMIT University hat eine virenabtötende Oberfläche entwickelt und hergestellt, die dabei helfen könnte, die Ausbreitung von Krankheiten in Krankenhäusern, Labors und anderen Hochrisikoumgebungen zu kontrollieren. Die Oberfläche aus Silizium ist mit winzigen Nanospitzen bedeckt, die bei Kontakt Viren aufspießen. Labortests mit dem hPIV-3-Virus – das Bronchitis, Lungenentzündung und Kruppe verursacht – zeigten, dass 96 % der Viren entweder zerrissen oder so stark beschädigt wurden, dass sie sich nicht mehr vermehren konnten, um eine Infektion auszulösen. Diese beeindruckenden Ergebnisse sind auf dem Cover der führenden Fachzeitschrift für Nanowissenschaften abgebildet ACS Nano („Durchdringung des menschlichen Parainfluenzavirus durch nanostrukturierte Oberflächen“), zeigen, dass das Material dazu geeignet ist, die Übertragung potenziell gefährlicher biologischer Materialien in Laboratorien und im Gesundheitswesen zu kontrollieren.
Eine Viruszelle auf der nanoskaligen Siliziumoberfläche, 65,000-fach vergrößert. Nach 1 Stunde hat es bereits begonnen Material auszulaufen. (Bild: RMIT University)
Versetze die Viren mit Spikes, um sie abzutöten
Die korrespondierende Autorin Dr. Natalie Borg von der School of Health and Biomedical Sciences des RMIT sagte, dass dieses scheinbar unkomplizierte Konzept, das Virus aufzuspießen, erhebliches technisches Fachwissen erforderte. „Unsere virenabtötende Oberfläche sieht mit bloßem Auge wie ein flacher schwarzer Spiegel aus, verfügt aber tatsächlich über winzige Stacheln, die speziell zur Abtötung von Viren entwickelt wurden“, sagte sie. „Dieses Material kann in häufig berührte Geräte und Oberflächen eingearbeitet werden, um die Ausbreitung von Viren zu verhindern und den Einsatz von Desinfektionsmitteln zu reduzieren.“ Die mit Nano-Spitzen versehenen Oberflächen wurden im Melbourne Centre for Nanofabrication hergestellt, beginnend mit einem glatten Siliziumwafer, der mit Ionen bombardiert wird, um gezielt Material zu entfernen. Das Ergebnis ist eine Oberfläche voller Nadeln, die 2 Nanometer dick – 30,000 Mal dünner als ein menschliches Haar – und 290 Nanometer hoch sind.Spezialisten für antimikrobielle Oberflächen
Das Team um RMIT-Professorin Elena Ivanova verfügt über jahrelange Erfahrung in der Erforschung mechanischer Methoden zur Bekämpfung pathogener Mikroorganismen, inspiriert von der Welt der Natur: Die Flügel von Insekten wie Libellen oder Zikaden haben eine nanoskalige Stachelstruktur, die Bakterien und Pilze durchdringen kann. In diesem Fall sind Viren jedoch um eine Größenordnung kleiner als Bakterien, sodass die Nadeln entsprechend kleiner sein müssen, um eine Wirkung auf sie zu erzielen. Der Prozess, durch den Viren ihre Infektionsfähigkeit verlieren, wenn sie mit der nanostrukturierten Oberfläche in Kontakt kommen, wurde vom Forschungsteam theoretisch und praktisch analysiert. Forscher der spanischen Universität URV, Dr. Vladimir Baulin und Dr. Vassil Tzanov, simulierten am Computer die Wechselwirkungen zwischen den Viren und den Nadeln, während RMIT-Forscher eine praktische experimentelle Analyse durchführten, indem sie das Virus der nanostrukturierten Oberfläche aussetzten und die Ergebnisse in der Mikroskopie und Mikroanalyse des RMIT beobachteten Einrichtung. Die Ergebnisse zeigen, dass das Spike-Design die äußere Struktur des Virus äußerst effektiv schädigt und seine Membranen durchdringt, wodurch 96 % der Viren, die mit der Oberfläche in Kontakt kamen, innerhalb von sechs Stunden außer Gefecht gesetzt werden. Der Erstautor der Studie, Samson Mah, der die Arbeit im Rahmen eines RMIT-CSIRO Masters by Research-Stipendiums abgeschlossen hat und nun mit dem Team an seiner Doktorarbeit arbeitet, sagte, er sei vom praktischen Potenzial der Forschung inspiriert. „Die Implementierung dieser Spitzentechnologie in Hochrisikoumgebungen wie Labors oder Gesundheitseinrichtungen, in denen die Exposition gegenüber gefährlichen biologischen Materialien ein Problem darstellt, könnte die Eindämmungsmaßnahmen gegen Infektionskrankheiten erheblich verbessern“, sagte er. „Auf diese Weise wollen wir sicherere Umgebungen für Forscher, medizinisches Fachpersonal und Patienten gleichermaßen schaffen.“ Das Projekt war eine wirklich interdisziplinäre und multiinstitutionelle Zusammenarbeit, die über zwei Jahre hinweg durchgeführt wurde und an der Forscher von RMIT, URV (Spanien), CSIRO, der Swinburne University, der Monash University und dem Kaiteki Institute (Japan) beteiligt waren.- SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
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- Quelle: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64924.php
