Pesquisadores da University of Central Florida desenvolveram um desinfetante baseado em nanopartículas que pode matar vírus continuamente em uma superfície por até sete dias - uma descoberta que poderia ser uma arma poderosa contra COVID-19 e outros vírus patogênicos emergentes.

As evidências, por uma equipe multidisciplinar de especialistas em vírus e engenharia da universidade e pelo líder de uma empresa de tecnologia de Orlando, foram publicados esta semana em ACS Nano , um jornal da American Chemical Society.

Christina Drake, aluna da UCF e fundadora da Kismet Technologies, foi inspirado a desenvolver o desinfetante depois de fazer uma viagem ao supermercado nos primeiros dias da pandemia. Lá, ela viu um trabalhador pulverizando desinfetante na alça de uma geladeira, em seguida, enxugue o spray imediatamente.

"Inicialmente, meu pensamento era desenvolver um desinfetante de ação rápida, " ela disse, "mas falamos com os consumidores, como médicos e dentistas, para descobrir o que eles realmente queriam de um desinfetante. O que mais importava para eles era algo duradouro que continuaria a desinfetar áreas de alto toque, como maçanetas e pisos, muito depois da aplicação . "

Drake fez parceria com o Dr. Sudipta Seal, um engenheiro de materiais UCF e especialista em nanociências, e Dr. Griff Parks, um virologista da Faculdade de Medicina que também é reitor associado de pesquisa e diretor da Burnett School of Biomedical Sciences. Com financiamento da National Science Foundation, Kismet Tech e o Florida High Tech Corridor, os pesquisadores criaram um desinfetante projetado por nanopartículas.

Seu ingrediente ativo é uma nanoestrutura projetada chamada óxido de cério, que é conhecido por suas propriedades antioxidantes regenerativas. As nanopartículas de óxido de cério são modificadas com pequenas quantidades de prata para torná-las mais potentes contra patógenos.

"Funciona tanto química como mecanicamente, "explicou Seal, um que estuda nanotecnologia há mais de 20 anos. “As nanopartículas emitem elétrons que oxidam o vírus, tornando-o inativo. Mecanicamente, eles também se ligam ao vírus e rompem a superfície quase como um balão estourando. "

A maioria dos toalhetes desinfetantes ou sprays desinfetam uma superfície dentro de três a seis minutos após a aplicação, mas não têm efeitos residuais. Isso significa que as superfícies precisam ser limpas repetidamente para evitar uma série de vírus como o COVID-19. A formulação de nanopartículas mantém sua capacidade de inativar micróbios e continua a desinfetar uma superfície por até sete dias após uma única aplicação.

"O desinfetante mostrou uma tremenda atividade antiviral contra sete vírus diferentes, "explicou Parks, cujo laboratório foi responsável por testar a formulação em "um dicionário" de vírus. "Não só mostrou propriedades antivirais para coronavírus e rinovírus, mas também se mostrou eficaz contra uma ampla gama de outros vírus com diferentes estruturas e complexidades. Estamos esperançosos de que, com esta incrível gama de capacidade de matar, este desinfetante também será uma ferramenta altamente eficaz contra outros novos vírus emergentes. "

Os cientistas estão confiantes de que a solução terá um grande impacto nos ambientes de saúde, em particular, reduzindo a taxa de infecções adquiridas em hospitais, como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), Pseudomonas aeruginosa e Clostridium difficile - que causam infecções que afetam mais de um em cada 30 pacientes internados em hospitais dos EUA.

E ao contrário de muitos desinfetantes comerciais, a formulação não contém produtos químicos prejudiciais, o que indica que será seguro usar em qualquer superfície. Testes regulatórios para irritação nas células da pele e dos olhos, conforme exigido pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA, não mostrou efeitos prejudiciais.

"Muitos desinfetantes domésticos atualmente disponíveis contêm produtos químicos que podem ser prejudiciais ao corpo com a exposição repetida, Drake disse. "Nosso produto baseado em nanopartículas terá uma alta classificação de segurança e desempenhará um papel importante na redução da exposição química geral para humanos."

Mais pesquisas são necessárias antes que o produto possa chegar ao mercado, É por isso que a próxima fase do estudo examinará o desempenho do desinfetante fora do laboratório em aplicações do mundo real. Esse trabalho examinará como o desinfetante é afetado por fatores externos, como temperatura ou luz solar. A equipe está em negociações com uma rede hospitalar local para testar o produto em suas instalações.

"Também estamos explorando o desenvolvimento de um filme semipermanente para ver se podemos revestir e selar o piso de um hospital ou maçanetas, áreas onde você precisa que as coisas sejam desinfetadas e até mesmo com contato agressivo e persistente, "Drake acrescentou.

Seal ingressou no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da UCF, que faz parte da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação da UCF, em 1997. Ele tem um cargo na Faculdade de Medicina e é membro do Cluster Biionix de próteses da UCF. Ele é o ex-diretor do Centro de Tecnologia de Nanociência e Centro de Análise de Processamento de Materiais Avançados da UCF. Ele recebeu seu doutorado em engenharia de materiais com especialização em bioquímica pela University of Wisconsin e foi pós-doutorado no Lawrence Berkeley National Laboratory na University of California Berkeley.

Parks veio para a UCF em 2014, após 20 anos na Wake Forest School of Medicine, onde foi professor e presidente do Departamento de Microbiologia e Imunologia. Ele obteve seu doutorado em bioquímica na Universidade de Wisconsin e foi bolsista da American Cancer Society na Northwestern University.

O estudo foi co-autoria da pós-doutoranda Candace Fox, da Faculdade de Medicina da UCF e Craig Neal da Faculdade de Engenharia e Ciências da Computação da UCF e alunos de pós-graduação, Tamil Sakthivel, Udit Kumar e Yifei Fu da Faculdade de Engenharia e Ciências da Computação da UCf.