擬似ウイルスを用いた新規抗ウイルスフィルターの評価

Aug 29, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13947 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

現在の証拠は、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) が、換気の悪い屋内環境下ではエアロゾル中に長期間浮遊した状態で拡散し続ける可能性があることを示唆しています。 拡散を最小限に抑えるには、感染性エアロゾルを捕捉し、SARS-CoV-2 を不活化する抗ウイルスフィルターの適用が有望な解決策となり得ます。 本研究は、比較的高い面速度（1.3m/s）を有する垂直型風洞を用いて、エアロゾル化した擬似SARS-CoV-2の濾過効率と除去効率を同時に評価する手法を開発することを目的とした。 未処理のスパンレース不織布フィルターと比較して、C-POLAR™ 処理フィルターは濾過効率が 74.2 ± 11.5% から 97.2 ± 1.7% に増加し、除去効率は 99.4 ± 0.051% でした。 この結果は、SARS-CoV-2パンデミックと戦う際のカチオン性ポリマーコーティングフィルターの有効性を裏付ける確固たる証拠を提供しただけでなく、比較的速い空気速度の下でより安全な環境でウイルスの濾過と除去の効率をテストする方法も提供した。オペレーターたち。

2023 年 5 月の時点で、2019 年コロナウイルス感染症 (COVID-19) の発生により、世界中で 7 億 6,600 万人以上の感染者と 690 万人以上の死亡者が発生しています1。 この病気は、球形または楕円形の形態を持つ重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2)2 と呼ばれるプラスセンス一本鎖 RNA ウイルスによって引き起こされます。 SARS-CoV-2 の直径は約 60 ～ 140 nm で、エンベロープ表面でのスパイク糖タンパク質の発現により王冠のような外観をしています。いくつかの研究では、スパイク糖タンパク質が受容体結合と宿主細胞への侵入に関与していることが示唆されています3 、４． ヒトからヒトへは、吸入、咳、またはくしゃみによる飛沫（5 μm 以上）および微粒子エアロゾル（5 μm 未満）中の SARS-CoV-2 の微粒化による短距離空気感染 5 を含む、複数の手段でヒトからヒトへ感染します。感染者6． Fears ら 7 は、SARS-CoV-2 がエアロゾル懸濁液中で残留し、空気力学的質量中央値直径が約 2 μm であることも実証しました。

感染のリスクを軽減するために、エアロゾル化した SARS-CoV-2 を減らすために、メルトブローポリプロピレン (MBPP) エレクトレット生地 8 や加熱用の高効率微粒子空気 (HEPA) など、さまざまな種類のフィルターが導入されています。換気および空調（HVAC）システム9. 空気サンプル中のウイルスを定量するのは難しいため、濾過効率の研究の多くは、現場で残留ウイルス RNA 汚染を観察するか、ウイルスを模倣するモデルとして塩水や細菌を含むエアロゾルを使用することによって実施されました。 特に面速度が比較的高い HVAC または空気清浄機に使用されるフィルターでは、ウイルス 10 の除去効率を直接評価する標準的な方法が不足しており、SARS-CoV-2 感染予防におけるフィルター素材の有効性については依然として不確実性が残っています。 。

効果的な濾過によるバイオエアロゾルの削減とは別に、ウイルスを不活化して汚れや二次感染を防ぐことも重要です。 一部の研究では、SARS-CoV-2 バイオエアロゾルを不活化するために紫外線 C11 と誘電体フィルター放電 12 の使用が示唆されていますが、これらのシステムにはエネルギーの消費や処理された空気中のオゾン濃度の増加など、独自の制限があります。 最近、C-POLAR™ Technologies, Inc. (https://cpolartechnologies.com) によって、C-POLAR™ 処理フィルターと呼ばれるカチオン性ポリマー コーティング フィルター システムが導入されました。これは、広く使用されているカチオン性ポリマーであるポリアミンで構成されています。高いトランスフェクション効率を持つ遺伝子送達ベクターとして。 C-POLAR™ 素材はスパンレース フィルターのコーティングとして使用され、エアロゾル中のマイナス極性微生物の捕捉を高め、主鎖に沿った高密度のプラス極性基による膜とエンベロープの浸透を通じて微生物を不活化します。