וירוס על משטח הסיליקון עם ננו, מוגדל פי 65,000. לאחר שעה הוא כבר התחיל לדלוף חומר. קרדיט: RMIT
צוות מחקר בינלאומי בראשות אוניברסיטת RMIT עיצב וייצר א נגיף-משטח הרג שיכול לעזור לשלוט בהתפשטות המחלה בבתי חולים, מעבדות וסביבות אחרות בסיכון גבוה. המשטח העשוי מסיליקון מכוסה בננו-קוצים זעירים המשפדים וירוסים במגע.
בדיקות מעבדה עם נגיף hPIV-3 – הגורם לברונכיטיס, דלקת ריאות וקרופ – הראו ש-96% מהנגיפים נקרעו או ניזוקו עד לנקודה שבה הם לא יכלו עוד להתרבות כדי לגרום לזיהום. התוצאות המרשימות הללו, הוצגו על שער כתב העת המוביל למדעי הננו ACS Nanoהראה את הבטחת החומר לסייע בשליטה בהעברת חומר ביולוגי שעלול להיות מסוכן במעבדות ובסביבות בריאות.
וירוס על משטח הסיליקון עם ננו, מוגדל פי 65,000. לאחר 6 שעות הוא נהרס לחלוטין. קרדיט: RMIT
להגביר את הווירוסים כדי להרוג אותם
הסופרת המקבילה, ד"ר נטלי בורג, מבית הספר לבריאות ולמדעי הביו-רפואה של RMIT, אמרה שהרעיון הלא מתוחכם הזה של שיפוד הנגיף דורש מומחיות טכנית ניכרת.
"משטח הרג הווירוסים שלנו נראה כמו מראה שחורה שטוחה בעין בלתי מזוינת אבל למעשה יש קוצים זעירים שנועדו במיוחד להרוג וירוסים", אמרה. "ניתן לשלב את החומר הזה במכשירים ובמשטחים נפוצים כדי למנוע התפשטות ויראלית ולהפחית את השימוש בחומרי חיטוי."
ד"ר נטלי בורג בודקת דגימה של יריעת הסיליקון עם ננו. קרדיט: RMIT
המשטחים בעלי הננו-ספייק יוצרו במרכז מלבורן לייצור ננו, החל עם פרוסת סיליקון חלקה, המופצצת ביונים כדי להסיר חומר באופן אסטרטגי. התוצאה היא משטח מלא במחטים בעובי של 2 ננומטר – דק פי 30,000 משערת אדם – ובגובה של 290 ננומטר.
מומחים במשטחים אנטי-מיקרוביאליים
לצוות בראשות פרופסור הנכבדת RMIT אלנה איבנובה ניסיון של שנים בלימוד שיטות מכניות לשליטה במיקרואורגניזמים פתוגניים בהשראת עולם הטבע: לכנפיים של חרקים כמו שפיריות או ציקדות יש בקנה מידה ננו מבנה מחודד שיכול לנקב חיידקים ופטריות.
עם זאת, במקרה זה, נגיפים קטנים בסדר גודל מחיידקים ולכן המחטים חייבות להיות קטנות יותר בהתאם כדי להשפיע עליהם. התהליך שבו וירוסים מאבדים את יכולתם הזיהומית כאשר הם יוצרים קשר עם המשטח הננו-מבנה נותח במונחים תיאורטיים ומעשיים על ידי צוות המחקר.
צוות איבנובה עם הסופרת המקבילה למחקר פרופסור אלנה איבנובה (3 משמאל) ומחבר המחקר הראשי שמשון מה (שני מימין). קרדיט: RMIT
חוקרים מאוניברסיטת רובירה אי וירג'ילי (URV) בספרד, ד"ר ולדימיר באולין וד"ר ואסיל צאנוב, הדמיו את האינטראקציות בין הווירוסים למחטים. חוקרי RMIT ביצעו ניתוח ניסיוני מעשי, חשפו את הנגיף למשטח הננו-מבנה והתבוננו בתוצאות במתקן המיקרוסקופיה והמיקרואנליזה של RMIT.
הממצאים מראים כי עיצוב הדוקרנים יעיל ביותר בפגיעה במבנה החיצוני של הנגיף ובניקוב הממברנות שלו, מה שמונע מ-96% מהנגיפים שבאו במגע עם פני השטח תוך שש שעות. למד את המחבר הראשון, שמשון מה, שהשלים את העבודה תחת RMIT-CSIRO מלגת תואר שני במחקר וכעת התקדם לעבוד על מחקר הדוקטורט שלו עם הצוות, אמר שהוא קיבל השראה מהפוטנציאל המעשי של המחקר.
"יישום הטכנולוגיה המתקדמת הזו בסביבות בסיכון גבוה כמו מעבדות או מתקני בריאות, שבהם חשיפה לחומרים ביולוגיים מסוכנים מהווה דאגה, עשויה לחזק משמעותית את אמצעי הבלימה נגד מחלות זיהומיות", אמר. "על ידי כך, אנו שואפים ליצור סביבות בטוחות יותר עבור חוקרים, אנשי מקצוע בתחום הבריאות ומטופלים כאחד."
הפרויקט היה באמת שיתוף פעולה בין-תחומי ורב-מוסדי שהתבצע במשך שנתיים, בהשתתפות חוקרים מ-RMIT, URV (ספרד), CSIRO, אוניברסיטת סווינבורן, אוניברסיטת מונאש ומכון קאיטקי (יפן).
מחקר זה נתמך על ידי מרכז המחקר ARC לייצור פלדה אוסטרלי ועל ידי מרכז ההדרכה התעשייתי של ARC בהנדסת שטח לחומרים מתקדמים.
