Исследователи разработали противовирусную маску для лица, убивающую вирусы

Jul 22, 2023

Как было подчеркнуто во время пандемии COVID-19, маски для лица снижают риск вирусной инфекции за счет уменьшения распространения капель из дыхательных путей.

Представитель FDA Одра Харрисон рассказала Medical News Today, что на сегодняшний день респираторные маски N95, одобренные Национальным институтом безопасности и гигиены труда (NIOSH), являются «золотым стандартом защиты органов дыхания для медицинского персонала».

Однако традиционные маски, в том числе N95, не способны деактивировать вирусы при контакте.

Риск заражения увеличивается со временем ношения, поэтому медицинским работникам рекомендуется выбрасывать маски после контакта с пациентом. Это может привести к нехватке масок и образованию значительного количества пластиковых отходов.

Но исследователи из Политехнического института Ренсселера (RPI) в Нью-Йорке разработали метод, который придает противовирусные и антибактериальные свойства фильтрам масок для лица N95. Они обнаружили, что включение в маски для лица материалов с противовирусными свойствами улучшает их способность защищать от инфекций, а также продлевает время ношения и, таким образом, сокращает количество пластиковых отходов.

Новое исследование было опубликовано в июньском выпуске журнала ACS Applied Materials & Interfaces.

Предыдущие исследования позволили создать маски для лица с противовирусной активностью за счет включения в волокна фильтра металлических наноматериалов, способных дезактивировать вирусы, таких как медь.

Однако исследователи были обеспокоены тем, что металлические наноматериалы могут отделиться от фильтра маски и попасть в дыхательные пути, вызывая токсичность.

Поликатионы — длинноцепочечные молекулы с суммарным положительным зарядом — могут использоваться вместо металлических наноматериалов для придания поверхностям противовирусной активности. Предыдущие исследования подтвердили способность поликатионов убивать бактерии и вирусы при контакте, разрушая их клеточные мембраны.

Доктор Хелен Чжа, доцент кафедры химической и биологической инженерии в Rensselaer и соавтор исследования новых масок для лица, объяснила в пресс-релизе метод, основанный на поликатионах, который она и ее исследовательская группа разработали. Этот метод придает антимикробные свойства полипропиленовой ткани, которая обычно используется в качестве фильтрующего материала в масках N95.

«В разработанном нами процессе используется очень простая химия для создания невымываемого полимерного покрытия [поверх фильтрующего материала маски N95], которое может убивать вирусы и бактерии, по существу разрушая их внешний слой».

– Доктор Хелен Жа

Команда доктора Чжа нанесла полимер четвертичного аммония (поликатион) на поверхность полипропиленового волокна, используя ультрафиолетовый (УФ) свет для управления процессом прививки. Получающееся в результате ультратонкое полимерное покрытие придает фильтру постоянный положительный заряд без значительного изменения структуры волокна или воздухопроницаемости фильтра.

Исследователи обнаружили, что полипропилен с полимерным покрытием может дезактивировать несколько вирусов с липидной оболочкой, а также бактерии Staphylococcus aureus и Escherichia coli при контакте.

Противовирусную активность полипропилена с полимерным покрытием проверяли на различных вирусах. К ним относятся мышиный коронавирус, аналогичный человеческому коронавирусу SARS-CoV-2, человеческий коронавирус и вирус герпеса (также называемый вирусом псевдобешенства). После контакта с покрытым фильтром количество инфекционных вирусных единиц уменьшалось, хотя противовирусная активность существенно варьировала в зависимости от штамма вируса и метода количественного определения инфекционного вируса.

Основываясь на антимикробных механизмах, описанных в предыдущих исследованиях, исследователи полагают, что положительно заряженный полипропилен убивает вирусы и бактерии при контакте, разрушая их клеточные мембраны.

Исследователи отметили, что эффективность фильтрации фильтра N95 снижается после нанесения антимикробного полимерного покрытия.

Однако эту проблему можно решить, надев неизмененную маску N95 под маску с полимерным покрытием.

В будущем производители масок смогут использовать противомикробный полимер во внешнем слое маски N95.