В последние годы человечество столкнулось с опасностью респираторных вирусов. Новый ингаляционный порошок может защитить человека от них, взаимодействуя с естественным слоем слизи в легких пользователя.
Дыхательная система людей покрыта оболочкой, которая постоянно захватывает вдыхаемые частицы, такие как пыльца, дым и - до определенной степени - вирусы и бактерии. Эти частицы затем удаляются из дыхательных путей, когда слизь проглатывается или выкашливается.
К сожалению, вирусы способны проникать через этот слой слизи, инфицируя нижележащие клетки легких. Здесь на помощь приходит новый порошок SHIELD (Spherical Hydrogel Inhalation for Enhanced Lung Defense, “специальный гидрогелевый ингалянт для усиления легочной защиты”). SHIELD разработан учеными университета Северной Каролины. Порошок представляет собой микрочастицы, состоящие из пищевого желатина и полиакриловой кислоты, в сочетании с нетоксичным эфиром.
При вдыхании через ингалятор и попадании во влагу дыхательных путей микрочастицы растворяются, образуя липкий гидрогель, который прилипает к существующему слою слизи. Это создает усиленный барьер, который усложняет проникновение вирусов, но влияет на процесс дыхания. Более того, гель полностью растворяется и выводится из организма за 48 часов.
В тестах на мышах SHIELD эффективно блокировал частицы вируса, вызывающего COVID-19, с эффективностью в 75% в течение 4 часов после ингаляции. Спустя 24 часа эффективность упала до 18%. Порошок также эффективно защищал животных от вирусов гриппа H1N1 и пневмонии.
При тестировании на обезьянах, которые вдыхали как оригинальный штамм, так и штамм вируса SARS-CoV-2, животные, которые предварительно получили защиту SHIELD, имели в 50-300 раз меньше вирусной нагрузки, чем контрольная группа без защиты. Кроме того, ни у одной из обезьян под защитой SHIELD не возникло осложнений инфекции, таких как фиброз или воспаление легких. Защитный эффект продолжался в течение восьми часов.
«Это работает как “невидимая маска” для людей в ситуациях, когда использование обычных масок затруднено, например, во время тяжелых физических упражнений, во время еды или питья или в близких социальных взаимодействиях. Люди также могут использовать SHIELD совместно с физической маской, чтобы иметь лучшую защиту», - говорит профессор Ке Чэн, автор статьи об исследовании.
Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.
