น้ำยาฆ่าเชื้อที่ออกฤทธิ์ยาวนานสัญญาว่าจะช่วยต่อสู้กับโรคระบาด

สารส้ม UCF และนักวิจัยหลายคนใช้นาโนเทคโนโลยีเพื่อพัฒนาสารทำความสะอาดนี้ ซึ่งสามารถต้านทานไวรัสเจ็ดตัวได้นานถึง 7 วัน
นักวิจัยของ UCF ได้พัฒนาสารฆ่าเชื้อที่มีอนุภาคนาโนที่สามารถฆ่าเชื้อไวรัสบนพื้นผิวได้อย่างต่อเนื่องนานถึง 7 วัน การค้นพบนี้อาจกลายเป็นอาวุธที่ทรงพลังในการต่อสู้กับ COVID-19 และไวรัสที่ทำให้เกิดโรคอื่นๆ
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร ACS Nano ของ American Chemical Society ในสัปดาห์นี้ โดยทีมผู้เชี่ยวชาญด้านไวรัสและวิศวกรรมจากมหาวิทยาลัยและหัวหน้าบริษัทเทคโนโลยีในออร์แลนโด
Christina Drake '07PhD ผู้ก่อตั้ง Kismet Technologies ได้รับแรงบันดาลใจจากการเดินทางไปร้านขายของชำในช่วงเริ่มต้นของการระบาดใหญ่และพัฒนายาฆ่าเชื้อ ที่นั่น เธอเห็นคนงานกำลังฉีดน้ำยาฆ่าเชื้อที่ที่จับตู้เย็นแล้วจึงเช็ดสเปรย์ออกทันที
“ในตอนแรก ความคิดของฉันคือการพัฒนายาฆ่าเชื้อที่ออกฤทธิ์เร็ว” เธอกล่าว “แต่เราได้พูดคุยกับผู้บริโภค เช่น แพทย์และทันตแพทย์เพื่อทำความเข้าใจว่าพวกเขาต้องการยาฆ่าเชื้ออะไรจริงๆ สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับพวกเขาคือ มันเป็นสิ่งที่ติดทนนาน มันจะฆ่าเชื้อบริเวณที่มีการสัมผัสสูง เช่น มือจับประตูและพื้นต่อไปเป็นเวลานานหลังการใช้งาน”
Drake ทำงานร่วมกับ Sudipta Seal วิศวกรวัสดุ UCF และผู้เชี่ยวชาญด้านนาโนศาสตร์ และ Griff Parks นักไวรัสวิทยา รองคณบดีฝ่ายวิจัยของ School of Medicine และคณบดีของ Burnett School of Biomedical Sciences ด้วยการระดมทุนจาก National Science Foundation, Kismet Tech และ Florida High-Tech Corridor นักวิจัยได้สร้างสารฆ่าเชื้อที่ออกแบบด้วยอนุภาคนาโน
สารออกฤทธิ์ของมันคือโครงสร้างนาโนที่ออกแบบทางวิศวกรรมที่เรียกว่าซีเรียมออกไซด์ ซึ่งเป็นที่รู้จักสำหรับคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระในการสร้างใหม่ อนุภาคนาโนซีเรียมออกไซด์ถูกดัดแปลงด้วยเงินจำนวนเล็กน้อยเพื่อให้มีประสิทธิภาพในการต่อต้านเชื้อโรคมากขึ้น
“มันใช้งานได้ทั้งในด้านเคมีและเครื่องจักร” Seal ผู้ซึ่งศึกษานาโนเทคโนโลยีมานานกว่า 20 ปีกล่าว “อนุภาคนาโนปล่อยอิเล็กตรอนเพื่อออกซิไดซ์ไวรัสและทำให้ไม่ทำงาน ในทางกลไกแล้ว พวกมันยังยึดติดกับไวรัสและทำให้พื้นผิวแตก เหมือนกับทำให้ลูกโป่งแตก”
ผ้าเช็ดทำความสะอาดหรือสเปรย์ฆ่าเชื้อส่วนใหญ่จะฆ่าเชื้อบนพื้นผิวภายในสามถึงหกนาทีหลังการใช้งาน แต่ไม่มีผลตกค้าง ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องเช็ดพื้นผิวซ้ำๆ เพื่อรักษาความสะอาดเพื่อหลีกเลี่ยงการติดเชื้อจากไวรัสหลายชนิด เช่น โควิด-19 สูตรอนุภาคนาโนรักษาความสามารถในการยับยั้งจุลินทรีย์และยังคงฆ่าเชื้อบนพื้นผิวได้นานถึง 7 วันหลังจากการใช้เพียงครั้งเดียว
“ยาฆ่าเชื้อนี้แสดงฤทธิ์ต้านไวรัสได้อย่างดีเยี่ยมต่อไวรัส 7 ชนิด” พาร์คส์ ซึ่งห้องปฏิบัติการดังกล่าวมีหน้าที่ทดสอบการดื้อยาของสูตรต่อไวรัส “พจนานุกรม” กล่าว “มันไม่เพียงแต่แสดงคุณสมบัติต้านไวรัสต่อ coronaviruses และ rhinoviruses แต่ยังพิสูจน์ว่ามีประสิทธิภาพในการต่อต้านไวรัสอื่น ๆ ที่มีโครงสร้างและความซับซ้อนต่างกัน เราหวังว่าด้วยความสามารถอันน่าทึ่งในการฆ่า ยาฆ่าเชื้อนี้จะเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการต่อต้านไวรัสอื่นๆ ที่เกิดขึ้นใหม่”
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าวิธีแก้ปัญหานี้จะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสภาพแวดล้อมด้านการดูแลสุขภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดอุบัติการณ์ของการติดเชื้อในโรงพยาบาล เช่น เชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อ methicillin (MRSA), Pseudomonas aeruginosa และ Clostridium difficile—— พวกมันส่งผลกระทบมากกว่าหนึ่งใน 30 ผู้ป่วยเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลอเมริกัน
สูตรนี้ไม่มีสารเคมีที่เป็นอันตราย ซึ่งแตกต่างจากยาฆ่าเชื้อในเชิงพาณิชย์ทั่วไป ซึ่งแสดงให้เห็นว่าปลอดภัยที่จะใช้กับพื้นผิวใดๆ ตามข้อกำหนดของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา การทดสอบตามกฎระเบียบเกี่ยวกับการระคายเคืองต่อเซลล์ผิวหนังและดวงตาไม่ได้แสดงผลที่เป็นอันตราย
Drake กล่าวว่า "สารฆ่าเชื้อในครัวเรือนจำนวนมากที่มีอยู่ในปัจจุบันมีสารเคมีที่เป็นอันตรายต่อร่างกายหลังจากสัมผัสซ้ำแล้วซ้ำเล่า "ผลิตภัณฑ์จากอนุภาคนาโนของเราจะมีความปลอดภัยในระดับสูง ซึ่งจะมีบทบาทสำคัญในการลดการสัมผัสสารเคมีโดยรวมของมนุษย์"
จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะเข้าสู่ตลาด ซึ่งเป็นสาเหตุที่การวิจัยในขั้นต่อไปจะเน้นที่ประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อในการใช้งานจริงนอกห้องปฏิบัติการ งานนี้จะศึกษาว่าสารฆ่าเชื้อได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอกเช่นอุณหภูมิหรือแสงแดดอย่างไร ทีมงานกำลังพูดคุยกับเครือข่ายโรงพยาบาลในพื้นที่เพื่อทดสอบผลิตภัณฑ์ในสถานพยาบาลของตน
“เรากำลังสำรวจการพัฒนาฟิล์มกึ่งถาวรเพื่อดูว่าเราสามารถปิดและปิดผนึกพื้นโรงพยาบาลหรือมือจับประตู พื้นที่ที่ต้องฆ่าเชื้อ หรือแม้แต่พื้นที่ที่มีการสัมผัสต่อเนื่องและต่อเนื่อง” Drake กล่าว
Seal เข้าร่วมภาควิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ของ UCF ในปี 1997 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ UCF School of Engineering and Computer Science ขาเทียม เขาเป็นอดีตผู้อำนวยการศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี UCF นาโน และศูนย์ประมวลผลและวิเคราะห์วัสดุขั้นสูง เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกด้านวิศวกรรมวัสดุจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน และจบปริญญาตรีสาขาชีวเคมี และเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Lawrence Berkeley National Laboratory ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์
หลังจากทำงานที่ Wake Forest School of Medicine มากว่า 20 ปี Parkes มาที่ UCF ในปี 2014 ซึ่งเขาดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์และหัวหน้าภาควิชาจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยา เขาได้รับปริญญาเอก ในสาขาชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซินและเป็นนักวิจัยของ American Cancer Society ที่ Northwestern University
การศึกษานี้ร่วมเขียนโดย Candace Fox นักวิจัยหลังปริญญาเอกในคณะแพทยศาสตร์ และ Craig Neal จากคณะวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ Tamil Sakthivel, Udit Kumar และ Yifei Fu นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ School of Engineering and Computer Science เป็นผู้เขียนร่วมด้วย