Ученые кафедры физической химии НИТУ «МИСиС», основываясь на собственных многолетних исследованиях свойств наночастиц металлов, а также разработках американских и британских коллег, опубликованных в открытых источниках, синтезировали первую партию противовирусного препарата для обработки индивидуальных средств защиты и различных поверхностей на основе меди.
Препарат представляет собой спиртозоль — суспензию наночастиц меди размером от 1 до 3 нанометров в растворе антисептика цетилпиридиния хлорида в этиловом спирте. При дезинфекционной обработке при влажном воздухе медь на поверхности материала превращается в положительно заряженный ион гидроксида меди, что обеспечивает необходимую защиту обработанных предметов от вирусов и других патогенов.
О противовирусных и противомикробных свойствах меди человечеству известно несколько тысяч лет. Медь за счет перехода в водной среде в ионную форму значительно превосходит другие металлы по своим антибактериальным и противовирусным свойствам, в том числе серебро, которое широко известно этими характеристиками.
Современные исследования ученых доказывают — медь, действительно, активно уничтожает микробы и вирусы. В частности, ученые Саутгемптонского университета (Великобритания), проводившие изучение антивирусных свойств меди, констатируют, что частицы вируса — вирионы — буквально взрываются, попадая на медную поверхность.
По заказу Американской ассоциации производителей меди они провели серию исследований, которые продемонстрировали дезинфицирующие свойства меди и медных сплавов. Ученые экспериментировали и с родственником COVID-19 — коронавирусом 229E, открытым в 2015 году. В своих экспериментах профессор Билл Кивилл брал полированные медные пластины, обрабатывал их спиртом и ацетоном, затем наносил на поверхность патогены.
Пластины экспонировались в течение определенного времени — от нескольких минут до нескольких дней. После этого их исследовали двумя способами: одни помещали в емкость с водой и стеклянными бусинами, которые омывали их и соскребали с них образцы, другие изучали под микроскопом. Ни в одном из случаев следы вирусов и других патогенов обнаружены не были. Медь, действительно, самоочищалась.
«Это свойство объясняется тем, что медь очень легко переходит из атомарного состояния в ионное, — поясняет доцент кафедры физической химии НИТУ „МИСиС“ Георгий Фролов. — Положительно заряженные ионы гидроксида меди являются „мягким“ электрофильным реагентом, который вступает в химическое взаимодействие с серосодержащими структурами вируса, а также меняет рН-среды в кислую сторону. Таким образом разрушается оболочка любого микроорганизма, в том числе и вириона. Ионы гидроксида металла как бы „расстреливают“ вирус. Однако в высокой концентрации они опасны так же и для клеток организма, могут вызывать раздражение кожных покровов. Поэтому наиболее целесообразно использовать препараты на основе ионов меди и ее соединений в качестве сильного внешнего дезинфектора совместно с антисептиком цетилпиридиния хлоридом».
Основываясь на этих данных и многолетнем опыте работы с коллоидными растворами наночастиц металлов, Георгий Фролов совместно с коллегами синтезировал первую экспериментальную партию дезинфицирующего спиртозоля на основе нанодисперсных частиц меди и антисептика цетилпиридиния хлорида.
«Молекулы цетилпиридиния хлорида, четвертичные аммониевые ПАВ (поверхностно активные вещества) в составе спиртозоля, являясь сильнейшим электрофильным агентом, разрушают оболочку вируса и других патогенных микроорганизмов. Высокая поверхностная энергия частиц меди, приводит к высокой адгезии (слипанию) вирусов и их агрегации, — добавляет Фролов. — Наноформуляция, в которой находится медь, обеспечивает длительное воздействие на обработанных поверхностях даже после высыхания спиртовой основы».
