Koronavirüsle Mücadeleye Malzeme Bilimi Yaklaşımı

Fotoğraf : (a) Hazırlanan tozların koronavirüse karşı antiviral aktivitesi ve dört saat sonra koronavirüsün plak sayısındaki değişikliği gösteren fotoğraflar: (b) kontrol ve (c) CMO ile

Yeni seryum molibdat malzemesi, SARS-CoV-2 ile mücadele yolunda gidişatı değiştirebilir.

Japonya’daki Kanagawa Endüstri Bilimleri ve Teknoloji Enstitüsü ve Nara Tıp Üniversitesi’ndeki meslektaşları ile işbirliği içinde çalışan Tokyo Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, koronavirüse karşı yüksek antiviral aktivite sergileyen seryum molibdat (γ-Ce2Mo3O13 veya CMO) adlı bir materyal bulmayı başardılar.

Devam eden koronavirüs salgını, yalnızca aşı geliştirmenin aciliyetini değil, aynı zamanda virüsün yayılmasını kontrol altına almada hayati rol oynayabilecek antiviral özelliklere sahip yenilikçi malzemeler ve teknolojiler geliştirmenin de aciliyetini gözler önüne serdi.

Geleneksel inorganik antimikrobiyal malzemeler genellikle bakır gibi metaller veya titanyum dioksit gibi fotokatalizörler ile hazırlanır. Ancak, metal bazlı malzemeler korozyona eğilimli olabilir ve fotokatalizörlerin etkileri genellikle karanlık koşullarda sınırlıdır.

Şimdi, Tokyo Teknoloji Enstitüsü Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nden Akira Nakajima liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu dezavantajların üstesinden gelebilecek yeni bir antiviral malzeme türü öneriyor. Ekip, iki tür olmak üzere toz halinde seryum molibdat (Ce2Mo3O12 ve γ-Ce2Mo3O13) hazırlamak için nispeten düşük maliyetli, nadir bir toprak elementi olan Seryumu (Ce), antibakteriyel etkileri ile bilinen Molibden (Mo) ile başarıyla karıştırdı.

Her iki toz da bakteriyofaj Φ6’ya[1] karşı antiviral aktivite gösterdi. Özellikle, γ-Ce2Mo3O13 COVID-19’a neden olan virüs SARS-CoV-2’ye karşı yüksek antiviral aktivite sergiledi.

Araştırmacılar, molibdat iyonu ile seryumun etkili kombinasyonunun ve spesifik yüzey alanının [2], gözlemlenen antiviral aktiviteye katkıda bulunan anahtar faktörler olduğu sonucuna varmışlardır.

Çalışma, Nakajima tarafından yönetilen ve lantan (La) oksit ile molibden oksitten oluşan LMO (La2Mo2O9) adlı malzemenin antiviral aktivitesini gösteren daha önceki bir çalışmaya dayanıyor. Bununla birlikte, LMO’nun aktivitesinin, zarf tipi olmayan virüslere (bakteriyofaj Qβ) karşı zarf tipi (bakteriyofaj Φ6) olanlara göre daha iyi olduğu bulunmuştur. Sonraki testler, La1.8Ce0.2Mo2O9 (LCMO) yapmak için malzemeye seryum eklenmesinin bakteriyofaj Φ6’ya karşı antiviral aktiviteyi iyileştirdiğini gösterdi. Bu dikkat çekici bulgu, İnfluenza ve SARS-CoV-2 gibi zarf tipi virüslere karşı yüksek antiviral aktiviteye sahip ve ümit verici materyallar olarak seryum molibdatların (CMO) daha derin şekilde araştırılmasına önayak oldu.

İstenen yaklaşık tek kristal fazlı CMO toz örneklerini elde etmek için ekip, polimerize edilebilir kompleks yöntemini kullanarak Ce2Mo3O12 ve hidrotermal prosesle[3] γ-Ce2Mo3O13 maddelerini hazırlamadan önce birçok deneme deneyi gerçekleştirdi.

Standartlaştırılırsa ve seri üretilirse CMO, reçineler, kağıt, ince filmler ve boyalar gibi çok çeşitli malzemelerde kullanılabilir. Bu durum, kapı kolları, araçların içindeki kayışlar, asansör düğmeleri ve yürüyen merdivenler gibi yüksek temas yüzeylerinde olmak üzere ayrıca duvarlar, fayanslar ve pencereler için de CMO kaplamaları kullanma imkanı sağlayacaktır. Nakajima, CMO içeren malzemelerin akıllı telefonlar ve giysiler gibi günlük eşyalarda da kullanılabileceğini öngörüyor. Gözlük ve maske gibi göz ile yüz gereçlerine olan uygulamaların geliştirilmesinin biraz daha uzun sürebileceğini, ancak ufukta göründüğünü belirtiyor.

Teknik Terimler

[1] bakteriyofaj Φ6: Cystoviridae virüs ailesinin bir üyesi olup, nadir bir lipid zarfına sahiptir. Bu nedenle, zarflı virüsler için kullanışlı bir temsil olarak kabul edilir ve genellikle antiviral aktiviteyi araştıran çalışmalarda bir model olarak kullanılır.

[2] spesifik yüzey alan: Burada, virüsün adsorpsiyonu için mevcut toplam yüzey alanı anlamına gelir.

[3] hidrotermal proses: Yüksek kaliteli inorganik ürünler verebilen, etkili çözünmeyi sağlayan basınç altında sıcak suyun kimyasını kullanan bir yöntem.

Kaynak : eurekalert.org