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Le nanopunte di silicio eliminano il 96% delle particelle virali

Data:

marzo 26, 2024

(Notizie Nanowerk) Un gruppo di ricerca internazionale guidato dall'Università RMIT ha progettato e prodotto una superficie in grado di uccidere i virus che potrebbe aiutare a controllare la diffusione delle malattie negli ospedali, nei laboratori e in altri ambienti ad alto rischio. La superficie in silicio è ricoperta da minuscole nanopunte che infilzano i virus al contatto. Test di laboratorio con il virus hPIV-3 – che causa bronchite, polmonite e groppa – hanno mostrato che il 96% dei virus erano fatti a pezzi o danneggiati al punto da non poter più replicarsi per causare l’infezione. Questi risultati impressionanti sono apparsi sulla copertina della principale rivista di nanoscienze ACS Nano (“Perforazione del virus della parainfluenza umana mediante superfici nanostrutturate”), mostrano la promessa del materiale di contribuire a controllare la trasmissione di materiale biologico potenzialmente pericoloso nei laboratori e negli ambienti sanitari. Una cellula virale sulla superficie di silicio nanoprotetta, ingrandita 65,000 volte. Dopo 1 ora ha già cominciato a fuoriuscire materiale. Una cellula virale sulla superficie di silicio nanoprotetta, ingrandita 65,000 volte. Dopo 1 ora ha già cominciato a fuoriuscire materiale. (Immagine: Università RMIT)

Spike i virus per ucciderli

L'autrice corrispondente, la dott.ssa Natalie Borg, della School of Health and Biomedical Sciences dell'RMIT, ha affermato che questo concetto apparentemente non sofisticato di infilzare il virus richiede una notevole competenza tecnica. “La nostra superficie che uccide i virus sembra uno specchio nero piatto a occhio nudo, ma in realtà ha piccole punte progettate specificamente per uccidere i virus”, ha detto. “Questo materiale può essere incorporato in dispositivi e superfici comunemente toccati per prevenire la diffusione virale e ridurre l’uso di disinfettanti”. Le superfici nano-punte sono state prodotte presso il Melbourne Centre for Nanofabrication, a partire da un wafer di silicio liscio, che viene bombardato con ioni per rimuovere strategicamente il materiale. Il risultato è una superficie piena di aghi spessi 2 nanometri – 30,000 volte più sottili di un capello umano – e alti 290 nanometri.

Specialisti in superfici antimicrobiche

Il team guidato dalla professoressa Elena Ivanova del RMIT ha anni di esperienza nello studio di metodi meccanici per il controllo dei microrganismi patogeni ispirati al mondo della natura: le ali di insetti come libellule o cicale hanno una struttura a spillo su scala nanometrica che può perforare batteri e funghi. In questo caso, però, i virus sono molto più piccoli dei batteri, quindi gli aghi devono essere altrettanto più piccoli se vogliono avere qualche effetto su di loro. Il processo attraverso il quale i virus perdono la loro capacità infettiva quando entrano in contatto con la superficie nanostrutturata è stato analizzato in termini teorici e pratici dal gruppo di ricerca. I ricercatori dell'Università spagnola URV, il dottor Vladimir Baulin e il dottor Vassil Tzanov, hanno simulato al computer le interazioni tra i virus e gli aghi mentre i ricercatori dell'RMIT hanno effettuato un'analisi sperimentale pratica, esponendo il virus alla superficie nanostrutturata e osservando i risultati al microscopio e microanalisi dell'RMIT Facilità. I risultati mostrano che il design delle punte è estremamente efficace nel danneggiare la struttura esterna del virus e nel perforarne le membrane, rendendo inabile il 96% dei virus che sono entrati in contatto con la superficie entro sei ore. Il primo autore dello studio, Samson Mah, che ha completato il lavoro con una borsa di studio RMIT-CSIRO Masters by Research e ora ha iniziato a lavorare sulla sua ricerca di dottorato con il team, ha affermato di essere stato ispirato dal potenziale pratico della ricerca. “L’implementazione di questa tecnologia all’avanguardia in ambienti ad alto rischio come laboratori o strutture sanitarie, dove l’esposizione a materiali biologici pericolosi è un problema, potrebbe rafforzare in modo significativo le misure di contenimento contro le malattie infettive”, ha affermato. “In tal modo, miriamo a creare ambienti più sicuri per ricercatori, operatori sanitari e pazienti”. Il progetto è stato una collaborazione veramente interdisciplinare e multiistituzionale portata avanti nell’arco di due anni, che ha coinvolto ricercatori di RMIT, URV (Spagna), CSIRO, Swinburne University, Monash University e Kaiteki Institute (Giappone).
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