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La nanotechnologie d'utilisation de chercheurs pour développer le coronavirus neuf masquent le modèle

Plus de 84,8 millions a confirmé des cas de la maladie 2019 (COVID-19) de coronavirus ont été rapportés à l'Organisation Mondiale de la Santé (WHO), y compris 1,85 millions de morts. Ce péage staggering vient même parmi les mesures essentielles prises par les autorités de la santé publiques mondiales, comme des lockdowns, des interdictions de course, la masse recueillant des restrictions, des quarantaines à la maison, le social distançant des mesures, des mesures de défense personnelles, et d'autres interventions non-pharmaceutiques.

L'écart du virus dans des gouttelettes d'aérosol est la boîte de vitesses à longue portée traversante la plus infectieuse ; la demi vie de SARS-CoV-2 en aérosols est de 1,1 heures. Une des stratégies principales d'atténuation dans l'écart du coronavirus nouveau, alors, a été l'utilisation des masques protecteurs. Pour la pandémie, beaucoup de types de masques ont heurté le marché avec des niveaux de variation d'efficacité.

La taille du pore d'un masque est critique dans son efficacité en évitant l'infection - généralement, il y a quelques microns dans des masques chirurgicaux et dix aux centaines de microns dans des masques de tissu. Les filtres à air d'electrospun, dus à leurs nanofibers ultrafine (~300 nanomètre), ont une taille très petite de pore comparativement. Les membranes nanofibrous d'Electrospun sont également excellentes pour l'élimination des aérosols (talons de polystyrène, NaCl, et bactéries).

Une équipe de recherche basée aux États-Unis de l'université de George Washington et de la rive d'Université de Californie a conçu et a fabriqué les filtres à air nanofibrous d'electrospun qui retiennent la promesse pour des applications dans l'équipement de protection personnel et les environnements d'intérieur. L'équipe comparée le rendement de filtration du coronavirus et des aérosols de NaCl à un éventail grand des filtres à air d'electrospun et des masques protecteurs.

Ils ont développé des filtres à air avancés d'electrospun pour capter des aérosols de coronavirus - montrer un excellent rendement jusqu'à de 99,9%. Ils prouvent que ces filtres surpassent beaucoup de masques protecteurs disponibles dans le commerce.

Ainsi, dans cette étude, ils prouvent également pour la première fois que le NaCl est un substitut éligible de coronavirus pendant les tests de filtration d'aérosol.

Electrospinning est une technologie neuve pour synthétiser les membranes nanofibrous non-tissées qui sont idéales pour la filtration d'air. Ici, une solution de polymère est éjectée dans un champ électrique intense pour former des nanofibers fins ayant la taille réduite de pore. Ceci active la saisie efficace de petites particules dans l'atmosphère.

Le diamètre de fibre des filtres d'electrospun utilisés dans cette étude s'échelonne entre 0.2-1.3 micron. Les filtres d'electrospun ont eu un moyen ≤ de taille de pore 2,7 microns, alors que tous les masques commerciaux ont eu un moyen ≥ de taille de pore 17,5 microns.

Puisqu'electrospinning fonctionne sous un champ électrique intense (c.-à-d., 1-5 kilovolts cm-1), les filtres maintiennent des frais de surface et de volume qui introduit de manière significative la saisie d'aérosol par l'attraction électrostatique.

Pour les tests de filtration, les aérosols de NaCl sont très utilisés. Dans cette étude, l'équipe comparée le rendement de filtration obtenu à partir des aérosols de coronavirus et des aérosols de NaCl.

L'équipe a sélecté le virus de la hépatite murin A59 (MHVA59), un coronavirus dans la même famille que SARS-CoV-2, pour le rétablissement d'aérosol et la filtration. Ils ont expliqué que les aérosols de NaCl sont un substitut éligible des aérosols de coronavirus dans les tests de filtration quand des filtres à air et les masques protecteurs avec de diverses tailles, morphologies, et rendements de pore ont été employés.

Les auteurs prétendent que c'est la première étude de ce genre : évaluant le rendement de filtration des filtres à air/masques protecteurs à l'aide des aérosols d'un coronavirus plutôt que substitue.

Notre travail pave une avenue neuve pour la filtration de avancement d'air en développant des filtres à air nanofibrous d'electrospun pour régler la transmission SARS-CoV-2 aérienne. »

Cette étude explique que les filtres à air d'electrospun constitués par des nanofibres retiennent la promesse pour assurer la protection efficace contre les particules aéroportées de coronavirus. Développant l'electrospun des filtres à air pour capter les aérosols viraux est toujours à son étape naissante ; cette étude indicative montre qu'un significatif avancent.

Rendement de filtration d
Rendement de filtration d'aérosol des filtres à air d'electrospun et des masques protecteurs commerciaux. Des aérosols produits du coronavirus (MHV-A59) et du NaCl ont été employés pour des tests. Les diamants rouges et bleus représentent le rendement moyen de filtration des aérosols MHV-A59 par les filtres à air d'electrospun et les masques protecteurs commerciaux, respectivement. Le pentagone gris représente le rendement moyen de filtration des aérosols de NaCl. Les barres rouges, bleues, et grises représentent des valeurs maximum et minimum du rendement de filtration dans les répliques.

Cette étude a validé l'éligibilité du NaCl en tant que substitut de coronavirus dans des tests de filtration d'aérosol en comparant le rendement de filtration pour un éventail grand des filtres à air et des masques protecteurs à différentes tailles de pore et gammes de rendement.

La plupart des filtres à air utilisés dans les constructions résidentielles, commerciales, et industrielles - excepté les filtres à air particulaires à haut rendement (HEPA) - utilisées dans des dispensaires captent seulement de plus grandes particules comme la poussière, les spores de moulage, ou les bactéries mais les virus non aéroportés. Le besoin de l'heure - un filtre à air novateur et efficace pour le système de la CAHT qui peut éviter la boîte de vitesses et l'accumulation à longue portée d'aérosols de coronavirus - est satisfait dans cette étude.

Promesse de prises de nanotechnologie pour des filtres à air efficaces, évolutifs, et abordables de se développer applications pour le masque/respirateur et de la CAHT système. »

Avis *Important

le medRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
  • Haihuan Wang, Hongchen Shen, Zhe Zhou, Mengyang Zhang, Minghao Han, David P. Durkin, Danmeng Shuai, Yun Shen. (2021) Development of Electrospun Nanofibrous Filters for Controlling Coronavirus Aerosols. medRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2020.12.30.20249046, https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.12.30.20249046v1
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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