Нова хірургічна маска не просто захоплює віруси, а робить їх нешкідливими

Інноваційне вдосконалення хірургічних масок зробить їх ефективними, надавши їм можливість вбивати віруси

Інженерний дослідник Університету Альберти розробив новий спосіб лікування звичайних хірургічних масок, щоб вони могли захоплювати та вбивати повітряно-крапельні віруси. Результати його досліджень містяться в журналі Scientific Reports, виданому Nature Publishing Group.

Хйо-Джик Чой, професор кафедри хімічної та матеріалознавчої роботи Університету Альберти, зауважив, що багато людей носять просту маску хірургічного типу для захисту під час спалахів грипу та інших потенційно смертельних вірусів, таких як важкий гострий респіраторний синдром (ГРВІ) або респіраторний синдром Близького Сходу (MERS).

Проблема в тому, що маски не були розроблені для запобігання розповсюдженню вірусів.

"Спочатку хірургічні маски були розроблені для захисту носія від інфекційних крапель у клінічних умовах, але це не дуже допомагає запобігти поширенню респіраторних захворювань, таких як ГРВІ, MERS або грип", - говорить Чой.

Повітряні патогени, такі як грип, передаються аерозольними краплями, коли ми кашляємо або чхаємо. Маски цілком можуть захопити завантажені вірусом краплі, але вірус все ще є інфекційним на масці. Просто поводження з маскою відкриває нові шляхи для зараження. Навіть респіратори, призначені для захисту людей від вірусних аерозолів, мають однаковий недолік - віруси, що потрапили в респіратори, все ще становлять ризик зараження та передачі.

Маски, здатні вбивати віруси, врятували б життя, особливо в умовах епідемії або пандемії. Протягом сезону 2014-2015 років майже 8000 канадців були госпіталізовані до грипу. Того ж року смертність від грипу в Канаді досягла рекордного рівня майже 600.

Знаючи, що маски недорогі і широко використовуються, Чой та його дослідницька група почали вивчати шляхи вдосконалення фільтра маски. І ось тут проблема, з якою він бореться в одній галузі досліджень - розробка пероральних вакцин, таких як таблетки або пастила, - стала вирішенням в іншій галузі.

Основною перешкодою у розвитку оральних вакцин є те, що коли рідкі розчини висихають, кристали утворюють і руйнують вірус, що використовується у вакцинах, що робить лікування марним. У чудовому інженерному дзюдо, Чой перевернув проблему на голову і перетворив кристалізацію на помилку, використовуючи її як інструмент для знищення активних вірусів.

Чой та його команда розробили рецептуру солі та застосували її до фільтрів, сподіваючись, що кристали солі "деактивують" вірус грипу.

Механіка простої хімії змушує лікування працювати. Коли аерозольна крапля, що несе вірус грипу, контактує з обробленим фільтром, крапля поглинає сіль на фільтрі. Вірус піддається постійно зростаючим концентраціям солі. Коли крапля випаровується, вірус зазнає смертельних фізичних пошкоджень, коли сіль повертається до свого кристалізованого стану.

Розробляючи тверді вакцини, Чой зауважив, що цукор, що використовується для стабілізації вакцини в процесі сушіння, кристалізується в міру висихання. Коли кристали утворюються, гострі краї і шипи формуються, і вони фізично знищують вірусну вакцину.

"Ми зрозуміли, що можемо використати це на свою користь для вдосконалення хірургічних масок", - сказав Чой.

У серії експериментів та тестів в Університеті Альберти та на кафедрі медичної зоології в Медичній школі університету Кюнг Хі в Сеулі, Південна Корея, команда прийшла до ідеального лікування, яке покращує ефективність волоконного фільтра всередині маски.

Використовуючи безпечну речовину (кухонну сіль) для вдосконалення існуючого, затвердженого продукту, Чой бачить дуже мало перешкод на шляху впровадження інновації.

Дослідження фінансувало Університет Альберти. Чой отримав попередній патент на розробку систем дезактивації вірусів на основі механізму кристалізації солі.