Um estudo novo publicado no bioRxiv* do server da pré-impressão mostra em agosto de 2020 que o nitreto de silicone composto sintético, que é usado em implantes médicos e em aplicações mecânicas altas da engenharia do desempenho, é capaz de neutralizar o coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) em concentrações de variação sem causar a citotoxidade da pilha. Isto que encontra deve ser investigado para desenvolver desinfectantes para cancelar o vírus das superfícies, impedindo sua propagação.
Transmissão viral através do ar, do Fomites, e das superfícies
Os vírus são sabidos para espalhar através dos fomites e das superfícies contaminadas. Esta rota de transmissão é do interesse quando estas superfícies ocorrem nos ambientes aglomerados onde os indivíduos contaminados são prováveis estam presente no alto densidade. Isto inclui escolas, lares de idosos, e hospitais, e centros de guarda.
Espirrar, tossir, cantar, e jogar instrumentos de vento foram associados com a transmissão do aerossol de vírus respiratórios tais como SARS-CoV-2. Ainda, o facto permanece que a contaminação de mãos e de superfícies por gotas respiratórias é uma razão importante para a propagação de continuação do vírus. Isto está atraindo a atenção intensa hoje porque COVID-19 conseguiu a comunidade espalhada em muitos pontos quentes em todo o mundo.
Estabelece-se que os vírus são capazes de sobreviver o prazo em muitas superfícies. O coronavirus patogénico mais adiantado SARS-CoV, que era responsável para a manifestação 2002*2004 de Síndrome Respiratória Aguda Grave, foi encontrado para sobreviver em suspensão para até 9 dias, e 6 dias no estado secado. Um outro coronavirus patogénico, HuCoV-229E, que é responsável para infecções respiratórias superiores nos seres humanos, foi encontrado para viver por até 5 dias em uma variedade de superfícies, do vidro a de aço inoxidável.
O vírus actual, SARS-CoV-2, igualmente estêve vivo detectado em até 72 horas no plástico, no cobre, e no cartão, e por até 7 dias em máscaras cirúrgicas. Assim, a necessidade para um método de superfície eficaz da desinfecção está pressionando.
Uma vista geral pictórico do método de teste antiviroso.
Desinfectando superfícies
As várias tecnologias foram usadas, incluindo desinfectantes, irradiação, e o uso dos metais como o cobre, o zinco, o ferro, e a prata, que neutralizam ràpida vírus. As ligas de cobre, por exemplo, são usadas para criar superfícies antimicrobiais em facilidades de cuidados médicos e para reduzir a incidência de infecções nosocomial.
Os desinfectantes encontrados para ser eficazes incluem nesta situação os compostos de amónio quaternário como o cloreto de amónio. Estes interrompem o envelope protector do lipido do vírus e neutralizar-lo assim. Estes compostos são usados conseqüentemente para limpar superfícies dos cuidados médicos e para remover as partículas virais persistentes.
Os implantes espinais do nitreto de silicone mostram taxas de infecção muito baixas
O estudo actual focaliza no nitreto de silicone, Si3N4, que é um cerâmico do não-óxido usado sob a aprovação do FDA para a cirurgia espinal do implante. Tais dispositivos mostraram que os resultados a longo prazo são excelentes quando o nitreto de silicone está usado para lombar e a fusão cervical, comparada a outros matérias biológicos usados em situações similares como o osso transplanta, titânio, e polyetheretherketone.
Em um ambiente aquoso, os implantes espinais do nitreto de silicone hydrolyzed da superfície, liberando a amônia a nível microscópico. Esta molécula é convertida então no amónio, no óxido nitroso, e nas espécies reactivas do nitrogênio, que suprimem o crescimento e a proliferação das bactérias. Esta é talvez a razão para as propriedades anti-bacterianas intrínsecas deste composto, e porque seu uso em implantes espinais é associado com uma incidência mais baixa de infecções bacterianas, tão baixo quanto 0,006%, em contraste com os outros matérias biológicos que têm tão altamente uma incidência da infecção quanto ~3% a 18%.
Actividade Virucidal de Si3N4
Quando os vírus foram expor a uma solução aquosa de nitreto de silicone, neutralizou vírus como o virus da gripe H1N1, o enterovírus e o calicivirus felino. Uns papéis mais adiantados relataram que o nitreto de silicone na suspensão aquosa igualmente neutraliza SARS-CoV-2 assim como os íons de cobre. Contudo, uma vantagem significativa é que o nitreto de silicone não é citotóxico às pilhas mamíferas, ao contrário do cobre.
Os pesquisadores no estudo actual tentado determinar que a exposição ao nitreto de silicone não seria tóxica às pilhas mamíferas in vitro mas neutralizaria o vírus em um dependente da taxa na duração e na dose da exposição.
Si3N4 não afecta a viabilidade da pilha
Encontraram que quando usaram suspensões do nitreto de silicone em 5, em 10, em 15, e em 20% (w/v), em pilhas de Vero na cultura, lá não eram nenhuma diferença na viabilidade da pilha em 24 ou 48 horas após a exposição em nenhuma concentração exceto com o mais alto. De facto, a viabilidade da pilha melhorou por aproximadamente 10% em 48 horas após a exposição às suspensões de 5% e de 10% por 10 minutos. Isto sugere um efeito stimulatory do nitreto de silicone no crescimento ou no metabolismo da pilha.
No w/v de 20%, a viabilidade da pilha mostrou uma diminuição pequena, de aproximadamente 10%, em 48 horas após a exposição ao nitreto de silicone.
Si3N4 neutraliza SARS-CoV-2
Os pesquisadores igualmente encontraram que nas mesmas concentrações, exposição do nitreto de silicone inactivação causada de SARS-CoV-2, como avaliado pelo ensaio da chapa. Aqueles vírus que foram expor aos media de cultura celular mostraram 4,2 x 103 PFU/mL. Ao contrário, todas as concentrações de Si3N4 reduziram titers virais às extensões de variação. Em um minuto da exposição a uma suspensão de 5%, o titer viral foi para baixo por 0,8 log10, com uma suspensão de 10% por 1,2 log10, em 15% por 1,4 log10, e com uma suspensão de 20% por 1,7 log10. A mesma tendência foi observada em 5 e 10 minutos.
Esta redução no titer viral corresponde à inibição de 85%, de 93%, de 96% e de 98% de partículas virais em suspensões de 5%, de 10%, de 15% e de 20%, respectivamente. A inibição é quase 100% quando a exposição é continuada para umas durações mais longas e em umas concentrações mais altas, tais como 10 minutos no W/v. de 20%.
Assim, os pesquisadores observam, Si3N4 não têm um efeito inibitório forte na proliferação SARS-CoV-2 mas nenhum efeito citotóxico em pilhas mamíferas.
Implicações
Os pesquisadores dizem que estes resultados são notáveis desde que uma única acta da exposição a uma solução de 5% de nitreto de silicone reduz o número de partículas virais activas por 85%. Ainda, a pilha é afectada mìnima mesmo 48 horas após a exposição em uma concentração de 20% da substância. Isto concorda com a pesquisa prévia que mostra que esse Si3N4 tem “um efeito duplo notável” que produz não somente a inactivação viral mas igualmente suprime a formação de biofilm bacteriano, mas poupa pilhas mamíferas.
É igualmente concordante com um outro estudo recente que mostre o vírus a ser neutralizado ràpida pela exposição ao nitreto de silicone de 15%, assim como uns outros dados que relacionem este aos efeitos antivirosos de Si3N4 em uma escala de vírus único-encalhados do RNA também, como mencionado acima.
Isto sugere um espectro das aplicações, tais como telas tornando-se para o equipamento de protecção pessoal como máscaras e superfícies em itens comum-tocados da mobília.
Mecanismo da inactivação viral
Os pesquisadores sugerem diversas acções antivirosas de Si3N4, tais como a capacidade do material para liberar a amônia liberada em uma taxa lenta e controlada da superfície. Isto causa as espécies reactivas do nitrogênio que fragmentam o RNA viral.
Em segundo lugar, a amônia igualmente causa elétrons livres e silanols com uma carga negativa excessiva em soluções aquosas.
Em terceiro lugar, a superfície do nitreto de silicone leva os grupos aminados protonated, Si-NH3+, que são similares à extremidade da lisina do N-terminal do vírus, NH3 do c. Isto podia conduzir ao emperramento competitivo do vírus a este material e a sua inactivação subseqüente.
O nitreto de silicone tem diversas características superiores sobre outras superfícies antimicrobiais potenciais que continua a oferecer a actividade antivirosa sustentada devido a estas reacções hydrolytic que ocorrem em sua superfície, um pouco do que uma única acção desinfectante que exija aplicações repetidas e meticulosas. Também, mesmo que o cobre seja sabido para ter a actividade virucidal poderoso, é igualmente tóxico às pilhas. Por outro lado, os implantes Si3N4 estiveram no uso por anos com tolerância bem sucedida no corpo humano.
Finalmente, Si3N4 é um material altamente versátil. Foi usado no formulário aglomerado para fazer os polímeros, os vidros bioactive, e outros cerâmica e revestimentos compostos que promovem o crescimento do osso e retêm suas propriedades anti-bacterianas.
Apesar destas vantagens óbvias, o estudo é limitado pelo uso de Si3N4 lubrificado pulverizado um pouco do que o material real da implante-categoria. Assim, uma pesquisa mais adicional é exigida para demonstrar que quando usada como parte de um material ou de um revestimento, tal como a pintura, o metal, a tela, ou o cerâmico, continuará a reter a actividade do virucide.
Para cada aplicação, o processo químico que é a base da eluição da amônia e da sua conversão em compostos virucidal precisará a optimização. Os ajustes podem igualmente ser exigidos aumentar a taxa de liberação destes compostos alterando a composição deste formulário lubrificado de Si3N4, para aumentar sua eficácia contra vírus e bactérias e sua segurança às pilhas de anfitrião.
Finalmente, é ainda obscuro se as suspensões aquosas são verdadeiramente necessárias ou o contacto físico simples com partículas Si3N4 é bastante para neutralizar o vírus - ou ambos são exigidos no uníssono.
Os pesquisadores resumem, “quando Si3N4 não for apropriado para a ingestão ou a inalação, sua actividade antivirosa, que não é limitada a SARS-CoV-2, sugerem que possa ser uma plataforma fortuita para projectar superfícies e o equipamento de protecção pessoal para desanimar a persistência viral, e controlam desse modo a propagação de COVID-19 e de outras doenças.”
Observação *Important
o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.