Синергетический контроль персистенции вирусов на противовирусных покрытиях посредством смачиваемости и высвобождения ионов
Разработка противовирусных покрытий для поверхностей, контактирующих с потенциально инфицированными биологическими жидкостями, остаётся одной из актуальных задач в области биобезопасности. Однако до настоящего времени отсутствовала единая количественная методология, позволяющая связать физико-химические свойства покрытий с продолжительностью сохранения инфекционности вирусов на них в реальных условиях, особенно с учётом быстрого высыхания микрокапель, характерного для бытовых и клинических сценариев.
В представленном исследовании предложен новый подход к оценке эффективности противовирусных покрытий, основанный на двух динамических параметрах — времени выживания вируса (продолжительность сохранения инфекционной активности) и скорости его сокращения. Ключевым результатом работы стало установление поверхностной плотности вируса (количество инфекционных вирусных частиц на единицу площади распределения) в качестве универсального физического параметра, определяющего продолжительность выживания вируса на твёрдых поверхностях. При одинаковой поверхностной плотности вируса время его выживания оставалось практически неизменным независимо от исходного объёма инокулюма или геометрии капли. На основе этого принципа продемонстрировано, что гидрофильные покрытия, не содержащие противовирусных агентов, обеспечивают сокращение времени выживания вируса на 70–80% за счёт физического перераспределения вирусных частиц по большей площади.
Дополнительно изучена роль химического фактора — высвобождения ионов металлов (меди и серебра) из аморфных ванадатных стеклянных частиц, интегрированных в покрытие. Показано, что решающее значение для противовирусной эффективности имеет не столько общее количество высвобождаемых ионов, сколько скорость их высвобождения в первые 1–5 минут после нанесения капли, то есть в период, критически важный для инактивации вируса до завершения высыхания.
Синергетическое сочетание физического механизма (увеличение площади распределения вируса за счёт гидрофильности) и химического (быстрое высвобождение ионов меди или серебра) позволило достичь сокращения времени выживания вируса на до 97,6% для вируса гриппа, 98,2% для калицивируса кошек и 94,9% для высокопатогенного вируса гриппа птиц H5N1 (как высоковирулентного, так и низкопатогенного штамма), что свидетельствует о широком спектре действия разработанных покрытий.
Полученные результаты имеют прямое практическое значение для снижения рисков контактной передачи инфекций в медицинских учреждениях, животноводческих комплексах и общественных пространствах.
