シリコンスパイクがウイルス粒子の96%を除去(Silicon spikes take out 96% of virus particles)

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2024-03-27 ロイヤルメルボルン工科大学(RMIT)

◆RMIT大学を中心とする国際研究チームが、病院や研究所などの高リスク環境での病原体の拡散を抑制するのに役立つウイルス殺菌表面を設計・製造しました。
◆シリコン製の表面には、ウイルスを串刺しにする微細なナノスパイクが付いています。この表面は、呼吸器上皮などの宿主細胞の細胞膜に結合し、ウイルスによる損傷を防ぎます。
◆この研究は、ウイルスが表面に接触すると外部構造が損傷し、6時間以内に接触したウイルスの96%が無効化されることを示しています。これにより、感染症対策が強化され、研究者や医療従事者、患者の安全が向上する可能性があります。

<関連情報>

ナノ構造表面によるヒトパラインフルエンザウイルスの穿孔 Piercing of the Human Parainfluenza Virus by Nanostructured Surfaces

Samson W. L. Mah, Denver P. Linklater, Vassil Tzanov, Phuc H. Le, Chaitali Dekiwadia, Edwin Mayes, Ranya Simons, Daniel J. Eyckens, Graeme Moad, Soichiro Saita, Saulius Joudkazis, David A. Jans, Vladimir A. Baulin,Natalie A. Borg, andElena P. Ivanova
ACS Nano  Published:December 21, 2023
DOI:https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07099

Abstract

This paper presents a comprehensive experimental and theoretical investigation into the antiviral properties of nanostructured surfaces and explains the underlying virucidal mechanism. We used reactive ion etching to fabricate silicon (Si) surfaces featuring an array of sharp nanospikes with an approximate tip diameter of 2 nm and a height of 290 nm. The nanospike surfaces exhibited a 1.5 log reduction in infectivity of human parainfluenza virus type 3 (hPIV-3) after 6 h, a substantially enhanced efficiency, compared to that of smooth Si. Theoretical modeling of the virus–nanospike interactions determined the virucidal action of the nanostructured substrata to be associated with the ability of the sharp nanofeatures to effectively penetrate the viral envelope, resulting in the loss of viral infectivity. Our research highlights the significance of the potential application of nanostructured surfaces in combating the spread of viruses and bacteria. Notably, our study provides valuable insights into the design and optimization of antiviral surfaces with a particular emphasis on the crucial role played by sharp nanofeatures in maximizing their effectiveness.

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医療・健康
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