呼吸器

生化学家创新技术涂层添加新物质,研发抗病

发布时间:2022/10/20 20:58:45   

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美国新冠肺炎大流行之前,工业界对抗病毒口罩的市场兴趣不大,他们似乎认为这是未来才需要考虑的问题。口罩工厂对寻找新颜色或更柔软,更舒适的面料比较感兴趣。以前该行业的主要推动力是如何使用最便宜的材料。但是疫情带来了抗病毒或抗菌口罩现实需求,看来未来已经到来。

口罩内含传感器并添加氧化锌涂层

化学家兼发明家西蒙·麦克马斯特(SimonMcMaster),就职于英国诺丁汉的智能纺织品公司。他发现,目前对非医用口罩的需求量很大。他开发出针织智能纺织品,利用纺织品内部的纳米级相互作用使织物本身成为传感器。

他借鉴小腿溃疡绷带技术,使用氧化锌涂层抗菌纱制作了口罩,尽管尚未经过针对冠状病毒的专门测试,但有证据表明氧化锌可以抑制流感。麦克马斯特很清楚这些面具或口罩绝不能替代医疗,但他确实想使用他的技术来制造可以感知呼吸频率的面具,以便于家庭监护患者时减轻负担和感染几率。

口罩内添加蛋白涂层捕获并没活病毒

VirustaticShield是一家生产防护面罩已有多年历史的公司,该公司生产的抗病毒产品最初于年上市,可预防流感病毒。织物上涂有乳铁蛋白,一种糖蛋白,它模仿食道和鼻腔传代细胞上的黏性碳水化合物。在实验中,纺织品在空气中的液滴中捕获了高达98%的病毒颗粒。

防病毒面罩的蛋白质涂层可结合并灭活病毒

Virustatic认为他们的产品可能在医疗环境中具有价值,但目前尚未归类为此类用途。5月底,英国安全工业联合会确认了VirustaticShield的分类为面罩,但目前尚无标准测试或法规,尽管他们正在寻找解决之道。

还有生化学家预想用简单的盐膜——氯化钾或硫酸盐来修饰口罩纤维过滤层的表面。通过使用盐晶体对过滤器的表面进行功能化,当携带病毒的液体滴落在其上时,盐将溶解,然后随着水迅速蒸发,盐重结晶将从物理结构上破坏病毒。

图像显示铺有盐涂层的过滤布,资料来源:Hyo-JickChoi/艾伯塔大学

纤维表面的盐涂层在暴露于病毒气溶胶后会溶解,并在干燥过程中重结晶,从而消灭病原体。

口罩内增设电化学涂层

该解决方案来自印第安纳大学印第安纳州再生医学与工程中心的外科医生兼主任ChandanSen。森先生将电疗伤口愈合敷料商业化,该敷料是由锌和银颗粒附着纺织品制成的。潮湿状态下发生原电池反应会产生电压,该电压会破坏细菌生物膜,一些耐药细菌这时用抗生素治疗效果更好。

目前生产的纺织品已嵌入银和锌。当与导电介质直接接触时,反应会将电子从锌转移到银。这会产生弱电场,使病毒不稳定。

森先生说,随着新型冠状病毒疫情的爆发,考虑到静电力在病毒附着中的作用,他们回到实验室研究这种纺织品是否会影响病毒。他们已经使用猪冠状病毒在预印本中报告确实会导致灭活。现在正在开发具有N95过滤功能和防护织物的呼吸器面罩,并正在考虑制造PPE隔离衣,该隔离衣需要由1.5V小型电池供电。

美国食品和药物管理局(FDA)目前正在考虑使用其口罩,该公司正在为可能在大流行期间有所帮助的设备进行授权申请,并及时跟踪紧急使用授权的诸多过程。FDA已经提出了一个新程序,一切都在快速进行中,但仍需进行严格的审查,因为必须遵守管理局的要求。

在大流行之前,防护设备的成本一直是关键问题。“总会有一场竞赛,但是如果您考虑国民保健服务的整体成本,为一些创新付费可能会为每个人节省一些钱。”尽管考虑到需要大量的防护设备,但是成本仍然是一个问题。他已经计算出他额外的抗病毒药物将使制造成本增加0.67美元(0.53英镑),他说这仍然“很经济”。

“我认为,一般而言,公众对感染的认识将大大提高,我希望这可以使我们为未来做更好的准备,这不是一时的事情,我们必须学会与之共处”,森先生说。



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