대학의 바이러스 및 엔지니어링 전문가로 구성된 다학제 팀과 올랜도 기술 회사의 리더가 공동으로 수행한 연구 결과는 이번 주 미국 화학 학회(American Chemical Society) 저널인 ACS 나노(ACS Nano)에 게재되었다.  

UCF 졸업생이자 Kismet Technologies의 설립자인 Christina Drake는 전염병 초기에 식료품점을 방문한 후 소독제 개발에 대한 영감을 받았다. 그곳에서 그녀는 직원이 냉장고 손잡이에 소독제를 뿌리고 즉시 스프레이를 닦는 것을 보았다.

Drake는 UCF 재료 엔지니어이자 나노과학 전문가인 Dr. Sudipta Seal, 그리고 Burnett School of Biomedical Sciences의 연구 부학장이자 디렉터인 의과대학 바이러스학자인 Dr. Griff Parks와 파트너 관계를 맺었다. 국립 과학 재단, Kismet Tech 및 Florida High Tech Corridor의 자금 지원으로 연구원들은 나노 입자 공학 소독제를 만들었다.

활성 성분은 재생 항산화 특성으로 알려진 산화세륨이라고 하는 조작된 나노구조이다. 세륨 산화물 나노 입자는 병원체에 대해 더 강력하게 만들기 위해 소량의 은으로 변형된다.

20년 이상 나노기술을 연구해 온 Seal은 "이것은 화학적으로나 기계적으로나 작동한다."라고 설명했다. "나노입자는 바이러스를 산화시키는 전자를 방출하여 바이러스를 비활성 상태로 만든다. 기계적으로도 바이러스에 달라붙어 마치 풍선을 터뜨리는 것처럼 표면을 파열시킨다."

대부분의 소독용 물티슈나 스프레이는 도포 후 3~6분 이내에 표면을 소독하지만 잔류 효과는 없다. 즉, 코로나19와 같은 여러 바이러스로부터 깨끗한 상태를 유지하려면 표면을 반복적으로 닦아야 한다. 나노 입자 제형은 미생물을 비활성화하는 능력을 유지하고 단일 적용 후 최대 7일 동안 표면을 계속 소독한다.

"소독제는 7가지 다른 바이러스에 대해 엄청난 항바이러스 활성을 보였다."라고 그의 연구실에서 바이러스의 "사전"에 대한 제형 테스트를 담당한 Parks가 설명했다. "이는 코로나바이러스와 라이노바이러스에 대해 항바이러스 특성을 보였을 뿐만 아니라 구조와 복잡성이 다른 광범위한 다른 바이러스에도 효과적임이 입증되었다. 우리는 이 놀라운 범위의 살상력으로 이 소독제가 매우 높은 수준의 살균력을 발휘할 수 있기를 희망한다." 다른 신종 바이러스에 대한 효과적인 도구이다."

과학자들은 이 솔루션이 의료 환경에 큰 영향을 미칠 것이라고 확신한다. 특히 미국 병원에 입원한 환자 30명 중 1명 이상에게 영향을 미치는 감염을 유발하는 MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균), 녹농균, 클로스트리듐 디피실리균과 같은 병원 획득 감염의 비율을 줄였다.

그리고 많은 상업용 소독제와 달리 이 제형에는 유해한 화학 물질이 없기 때문에 어떤 표면에도 안전하게 사용할 수 있다. 미국 환경 보호국에서 요구하는 피부 및 눈 세포 자극에 대한 규제 테스트에서 유해한 영향이 나타나지 않았다.

Drake는 "현재 사용 가능한 많은 가정용 소독제에는 반복적으로 노출되면 신체에 해로울 수 있는 화학 물질이 포함되어 있다."고 말했다. "우리의 나노 입자 기반 제품은 높은 안전 등급을 가질 것이며 인간의 전반적인 화학 물질 노출을 줄이는 데 중요한 역할을 할 것이다."

제품이 시장에 출시되기 전에 더 많은 연구가 필요하다. 따라서 연구의 다음 단계에서는 소독제가 실험실 외부에서 실제 응용 프로그램에서 어떻게 작동하는지 살펴볼 것이다. 그 작업은 소독제가 온도나 햇빛과 같은 외부 요인에 의해 어떻게 영향을 받는지 살펴볼 것이다. 팀은 해당 시설에서 제품을 테스트하기 위해 지역 병원 네트워크와 논의 중이다.

Drake는 "우리는 또한 병원 바닥이나 문 손잡이, 소독이 필요한 곳, 그리고 공격적이고 지속적인 접촉에도 코팅하고 밀봉할 수 있는지 확인하기 위해 반영구적 필름을 개발하는 방법을 모색하고 있다."라고 덧붙였다.

Seal은 1997년에 UCF의 공학 및 컴퓨터 과학 대학의 일부인 UCF의 재료 과학 및 공학과에 합류했다. 그는 의과 대학에 임명되었으며 UCF의 보철 클러스터 Biionix의 회원이다. 그는 UCF의 Nanoscience Technology Center 및 Advanced Materials Processing Analysis Center의 전 이사이다. 그는 위스콘신 대학교에서 생화학을 부전공으로 재료 공학 박사 학위를 받았고 캘리포니아 버클리 대학교의 로렌스 버클리 국립 연구소에서 박사후 연구원이었다.

Parks는 Wake Forest School of Medicine에서 20년 동안 미생물학 및 면역학과 교수이자 학과장을 역임한 후 UCF에 2014년에 왔다. 그는 위스콘신 대학교에서 생화학 박사 학위를 받았고 노스웨스턴 대학교에서 미국 암 학회 회원이었다.

이 연구는 UCF 의과대학의 박사 후 연구원인 Candace Fox와 UCF의 공학 및 컴퓨터 과학 대학의 Craig Neal, UCf 공과대학의 Tamil Sakthivel, Udit Kumar, Yifei Fu가 공동 저술했다.