Wetenschappers van de Israëlische Ben-Gurion Universiteit van de Negev (BGU) hopen dat oppervlaktecoatings op basis van door hen ontwikkelde nano-materialen, met zowel antivirale als antibacteriële eigenschappen, kunnen worden gebruikt om het huidige coronavirus te bestrijden.
Het SARS-CoV-2-coronavirus wordt voornamelijk tussen mensen overgedragen via ademhalingsdruppeltjes, maar het is bekend dat het virus dagenlang op verschillende oppervlakken stabiel blijft.
De huidige desinfectiemiddelen die worden gebruikt om het virus en andere bacteriën te bestrijden, zijn voornamelijk gebaseerd op chemicaliën zoals natriumhypochloriet (bleekmiddel) of alcohol, die beide slechts een tijdelijke maatregel bieden tot de volgende blootstelling aan het virus, aldus de wetenschappers in een verklaring dinsdag.
Omdat bepaalde metalen zelfs in kleine hoeveelheden dodelijk kunnen zijn voor virussen en bacteriën en niet giftig zijn voor mensen, kunnen volgens de verklaring de nanodeeltjes van de ionen een sterk antiviraal effect hebben en virusdeeltjes die zich aan het oppervlak hechten, voor langere tijd uitroeien.
Prof. Angel Porgador, van de afdeling Microbiologie, Immunologie en Genetica van de Ben-Gurion Universiteit en het National Institute of Biotechnology in the Negev (NIBN), en Dr. Mark Schvartzman van de afdeling Materials Engineering, BGU bestudeerden het effect van de oppervlakken bedekt met nanodeeltjes van verschillende metalen op het infectiepercentage van lentivirussen, die tot de HIV-familie behoren, in menselijke cellen.
Hun bevindingen toonden aan dat oppervlakken bedekt met koperen nanodeeltjes “de infectie van de menselijke cellen door het virus sterk blokkeren”, aldus de verklaring. De experimenten zijn een indicatie van het “enorme potentieel” van koper-ionen bij het voorkomen van door het oppervlak veroorzaakte infectie met SARS-CoV-2.
Op basis van deze bevindingen ontwikkelen de onderzoekers nu antivirale coatings die op oppervlakken kunnen worden geverfd of gespoten. De coatings zijn gebaseerd op polymeren, de basismaterialen van kunststoffen en verven, en bevatten nanodeeltjes van koper en andere metalen. De nanodeeltjes die in het polymeer zijn ingebed, maken de gecontroleerde afgifte van metaalionen op het gecoate oppervlak mogelijk, aldus de verklaring.
Omdat de afgifte van ionen extreem langzaam is, kan de coating weken of zelfs maanden effectief zijn en zal de besmettelijkheid van de virusdeeltjes meer dan vertienvoudigd verminderen, aldus de wetenschappers.
“Tot nu toe heeft het gebruik van dergelijke metalen voor antivirale toepassingen vanwege de aard van de metalen aanzienlijke uitdagingen ondervonden, zoals de neiging tot oxidatie en corrosie”, aldus Schvartzman. “Nanodeeltjes bieden een oplossing voor deze obstakels. Een ander voordeel van nanodeeltjes is de grote verhouding tussen oppervlakte en volume, wat resulteert in een efficiënt antiviraal oppervlak met een relatief kleine hoeveelheid metaal. Bovendien kunnen nanodeeltjes van antiviraal metaal gemakkelijk worden ingebed in een polymeer dat de relevante oppervlakken voor langere tijd kan coaten. ”
De onderzoeksactiviteiten van Porgador en Schvartzman maken deel uit van de coronavirus-onderzoekstaakgroep die is opgezet door BGU-president Daniel Chamovitz, om snelle oplossingen te vinden voor verschillende uitdagingen die verband houden met de pandemie van het coronavirus.
De uitvinding van coatings met nanodeeltjes kreeg de steun van de Israel Innovation Authority, als reactie op een oproep tot het indienen van voorstellen voor technologieën die kunnen helpen bij de bestrijding van het coronavirus.
Inmiddels hebben de onderzoekers financiering ontvangen van de Israel Innovation Authority om de impact van de oppervlaktecoatings, die nanodeeltjes van veilige metaalionen en polymeren bevatten, te bepalen op het SARS-CoV-2-coronavirus, dat verantwoordelijk is voor de huidige COVID-19-pandemie.
