Нанотехнологично - базирани лични предпазни средства.

Резюме

През последните приблизително две години всеки отделен човек се оказа неволен участник в световната борба срещу тежкия остър респираторен синдром – CoV- 2. Хората са поставени в ситуация, в която трябва да защитят от една страна себе си, а от друга – останалите хора. Тази борба е далеч по-сериозна и важна за работещите на т.нар. първа линия, а също и за здравните работници. В тази връзка, ролята на личните предпазни средства в борбата срещу тази инфекция се оказва от съществено значение. Наноинжинерните решения могат да се разглеждат като един иновативен подход в медицината. За наноматериалите е известно, че притежават някои уникални характеристики, като: малък размер, подобрена разтворимост, подобрена адаптивност към различни повърхности, мултифункционалност, антивирусна/антибактериална активност, хидрофобност и др. Всичко до тук отваря нови възможности за изобретяването на иновативни, нано-базирани тъкани и текстил, които да осигуряват повишена лична защита. Още повече, приложението на нанотехнологиите и в други направления, като покрития на повърхности, ваксини, лекарства и др, може да се окаже сред възможните решения за намаляване на масовото разпространение на остри вирусни инфекции в световен мащаб.

Ключови думи/фрази: нано-базирани ЛПС, SARS-CoV-2, маски за лице, наноматериали, пътища на разпространение на вирусни инфекции.

1. Въведение: SARS-COV 2 – инфекциозният агент на новата болест – COVID – 19

През зимата на 2019 г. ново вирусно заболяване беше открито в град Ухан, Китай. Бързото разпространение на новата и непозната болест по целия свят принуди учените да изяснят нейната епидемиологията и произход с цел да се предприемат най-адекватните и бързи мерки за борба с нея. По този начин бяха описани и симптомите, които вирусният агент причинява на заболелите хора: треска, суха кашлица, редки случаи на диария, неразположение, лимфопения и билатерални промени в белите дробове [9, 22]. Така описаните симптоми са докладвани като подобни на тези, причинени от предишни познати патогенни коронавируси, като : SARS-CoV and MERS-CoV [58]. Тези два бета-коронавируса се считат като причинителите на две опасни вирусни епидемии за последните 20 години: Severe Acute Respiratory Syndrome coronavirus (SARS-CoV) – през 2002, в провинцията Гуандун, Китай [67] и Middle East Respiratory Syndrome coronavirus (MERS-CoV) – през 2012, в Средния Изток [64].

Проучването на новия вирусен агент започва с появата на първите случаи в Китай. Най-важният въпрос по това време е: от къде се появи този нов вирус? Така или иначе тогава се появяват две противоположни теории относно произхода на вируса. Може би най-тиражираната версия по този въпрос била, че заболяването произхожда от пазара за морски храни в Ухан, провинция Хубей, Китай [45]. Твърденията на други автори, обаче, поставят под въпрос тази теория на произход като единствена такава и внасят светлина върху основния път на разпространение на заболяването – от човек на човек [9, 22].

Изучаването на инфекциозният агент на COVID 19 продължава с филогенетични анализи на генома, които показват сходство по-малко от 90% с други бета-коронавируси. По тази причина той бил обявен за нов бета-коронавирус и наименован като 2019-nCoV. Заболяването причинявано от този вирус било първоначално наименовано като „novel coronavirus – infected pneumonia“ (NCIP) – „нова коронавирус – инфекциозна пневмония“ [68]. Изучаването на новият инфекциозен агент продължило и се задълбочавало с неговото масово разпространение по света и поразяването на милиони хора. И така с напредване на времето и появата на нови и нови случаи на инфектирани хора довело до натрупването на достатъчно данни, на базата на които Групата по изучаването на коронавируса (Coronavirus Study Group (CGS)) към Международния комитет по вирусна таксономия (International Committee on Virus Taxonomy (ICTV)) обявява името на новоизолирания вирусен агент като SARS-CoV-2, в началото на месец февруари 2020 г. [19]. В същото време, Световната здравна организация (СЗО) дава име на болестта, която този вирус причинява – COVID-19 (CO идва от „corona“, VI от „virus“ и D от „disease“). Месец по-късно, на 11ти март 2020 г., СЗО обявява разпространението на SARS-CoV-2 за световна пандемия [59].

2. Разпространението на SARS-CoV 2 и необходимостта от лични предпазни средства

2.1. Устойчиво запазване на вируса в различни екологични ниши

Глобалното и бързо разпространение на SARS-CoV-2 през последните 2 години доведе до увеличаване на проучванията, имащи за цел да характеризират и определят разнообразието от екологични ниши, които вирусът може да обитава и в които може да се задържа за дълго време. Тези познания са с фундаментално значение с оглед по-точното разбиране на начините на разпространение на вирусния агент от една страна, а от друга са нужни за изобретяването на ефективни и надеждни стратегии за борба с него.

Много проучвания докладват присъствието на инфекциозния агент на COVID-19 или на негов генетичен материал във водни местообитания. Това било до някъде очаквано като се има предвид, че достъпът на заболели хора до природните водни ресурси не е ограничен по никакъв начин. Освен това, обобщени данни от няколко проучвания описват присъствие на вирусен генетичен материал (RNA) или на жизнеспособни вирусни частици в различни клинични проби като: урина, храчки, изпражнения и други, дори в случаите, когато назо-фарингиалните проби на такива пациенти били отрицателни, няколко дни след възникване на инфекцията. Според учените, това в крайна сметка би могло да води до повишаване на вирусния титър в отпадните води от болниците, а оттам и в околната среда. [1]. Освен това, присъствието на SARS-CoV-2 в проби от отпадни води било докладвано и в аерозолни проби от станции за помпено напояване на растения [17, 65]. Що се касае до периода, в който вирусът може да запази жизнеспособност във вода или в утайки, то проучванията сочат, че той е от порядъка на 4.5 до 6 дни, в зависимост от условията на околната среда [18].

Други потенциални ниши за задържане на жизнеспособни вирусни частици също са докладвани в литературата: въздушни проби с различен произход [28, 29], храни [12] и проби от чешмяна вода [7, 30]. Може би най-слабо проучената екологична ниша като депо на SARS-CoV-2 е почвата. Все пак има публикувани данни за изолиране на вирусна РНК от почвени проби, събирани около болници, където хора, заболели от COVID-19 са били лекувани [66].

2.2. Присъствие и задържане на вирусите, включително SARS-CoV 2, върху различни неживи повърхности

Както е описано по-горе, разпространението на SARS-CoV-2 в разнообразни екологични ниши е ключов фактор за лесното и бързо разпространение на инфекциозния агент сред много хора, едновременно. Като допълнение тук може да се добави и соченият за най-инвазивен път на инфектиране, от човек на човек [9].

Въпреки това, още един възможен начин на заразяване с коронавирус 2, а именно презумпцията за самозаразяването при контакт с контаминирани повърхности, не бива да се пренебрегва. Този алтернативен път на инфектиране е бил предположен и за други вирусни заболявания, много преди пандемията от COVID-19 [32]. В проучване публикувано през 2000 г., Sizun и колектив сравняват оцеляването на два щама на човешкия коронавирус (HCoV) върху различни повърхности и откриват, че те могат да се задържат върху алуминий, латексови ръкавици и памучна марля за няколко часа [48]. Потенциалните пътища за трансмисия на различни нозокомиални вируси (SARS, коксаки вирус, инфлуенца вирус, риновируси у др.) чрез контаминирани повърхности също са докладвани, като авторите правят заключението, че някои от тях могат да се задържат върху неживи повърхности за няколко дни [27]. Способността на птичия метапневмовирус и птичия инфлуенца вирус да се задържат върху различни повърхности също е изследвана. Резултатите от такива проучвания показват, че жизнеспособни вирусни частици са били изолирани до 9тия ден след контаминирането на повърхността [53]. Потенциалът на инфлуенца вируса (H1N1) да запазва своята жизнеспособност върху стоманени повърхности също е проучван и резултатите показват, че той може да се открива върху тях дори след 7 дни [40]. Подобни данни са докладвани и за двата патогенни коронавируса, отговорни за епидемиите през 2002 и 2012 г. (SARS-Co-V and MERS-CoV), като данните от различни проучвания сочат, че те могат да се запазват жизнеспособни върху повърхности като метал, стъкло или пластмаса за поне 9 дни [13, 25, 37].

Във връзка с гореспоменатото, пандемията от SARS-CoV-2 подтикна учените незабавно да направят необходимите проучвания с оглед на това да се установи потенциала на този вирус да запазва своята жизнеспособност върху различни неживи повърхности, а те от своя страна да служат като източник на инфекция. Такъв потенциал е предположен предварително на базата на сходството на новия коронавирус с познатите до момента. Така са получени и данни за способността на SARS-CoV 2 да се задържа върху четири вида неживи повърхности: стоманени, медни, пластмасови и картонени [55]. Двама учени, Ren и Tang, правят предположение за друг възможен път на разпространение на новата коронавирусна инфекция – чрез монети и банкноти [44]. По това време все още не са били публикувани други изследвания, касаещи пренасянето на вируси посредством банкноти. Хипотезата на двамата учени се базирала единствено на познанията относно задържането на вирусните частици върху хартия за принтер и носни кърпички [55]. В по-скорошни изследвания обаче този потенциал на SARS-CoV-2 бил проучен. Резултатите от изследването разкрили, че след 24 ч. на стайна температура върху банкнотите не се засичат жизнеспособни вирусни частици. Въпреки това, в друго проучване е разкрита по-добра способност на вируса да се задържа по повърхността на банкови карти – 48 h [35].

Запазването на жизнеспособността на патогенните вируси, включително и на SARS-CoV-2, за дълго време върху различни неживи повърхности и тяхната способност да бъдат пренасяне чрез аерозоли, човешки контакт и други познати пътища, води към важни въпроси: i) как може индивидуалния човек да се предпази от тези вируси и ii) как може изобщо да се ограничи масовото разпространение на такива вируси?

В тази връзка прилагането на различни дезинфекционни практики и употребата на лични предпазни средства (ЛПС) са сред възможните решения.

2.3. Личните предпазни средства – препоръките на СЗО

Личните предпазни средства, като цяло, се считат като последната линия на защита, изобщо [15]. Основната концепция на ЛПС има два основни аспекта:

• защита на отделния човек от различни рискови фактори по време на работа;
• защита на всички хора от инфекции предавани по въздушно-капков път.

В светлината на пандемията от COVID-19, нараства необходимостта от повишаване на познанията относно начините за ограничаване на инфекцията и в последствие намаляване на броя на засегнатите индивиди. Както беше споменато по-горе, вирусният агент на COVID-19, а също и на други нозокомиални инфекции могат да се разпространяват по разнообразни и различни начини: при контакт с друг човек, чрез слюнка (Фигура 1), чрез докосване на контаминирани с вируса повърхности и др.

Фигура 1. Разпространение на SARS-CoV 2 чрез слюнка.

Голямо разнообразие от възможни пътища на разпространение на вируса подтиква СЗО да публикува на 27ми февруари 2020 г., Interim guidance – Rational use of personal protective equipment for coronavirus disease 2019 (COVID-19), незабавно след появата на първите случаи на инфектирани с вируса хора. Ролята на това ръководство била да предостави на обществото актуални и специфични препоръки за лична и социална защита чрез рационалното използване на ЛПС. Сред специфичните препоръки поместени в ръководството били следните [60]:

• практикуване на честа хигиена на ръцете чрез обтриване с дезинфектант на алкохолна основа ако ръцете не са видимо мръсни или със сапун и вода ако ръцете са мръсни;
• да се избягва докосването на очите, устата и носа;
• при кихане и кашляне това да става в свивката на лакътя на ръката или в кърпа, след което тя трябва да се изхвърли незабавно;
• да се носи медицинска маска за лице ако са налице респираторни симптоми, както и да се хигиенизират ръцете след изхвърляне на маската;
• да се спазва социална дистанция (от минимум 1 m) и да се стои на страна от хора с респираторни симптоми;

В зависимост от обстоятелствата, персонала и вида активност, има списък с допълнителни ЛПС, който СЗО е публикувала и препоръчала за използване и приложение (Таблица 1) [60]:

Таблица 1. Списък на допълнителните ЛПС препоръчвани от СЗО.

Помещения	Целеви групи (персонал/ пациенти)	Дейност	Препоръчителни ЛПС
Здравни заведения
Стационарни съоръжения
Болнична стая	Здравни работници	Осигуряват директна грижа за болни от COVID-19	Медицинска маска Мантия Ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит).
		Провеждат процедури свързани с дишането на пациенти с COVID-19	Респиратор N95 или FFP2, или еквивалент. Мантия Ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит) Престилка
	Санитари	Влизат в стаите с настанени пациенти, болни от COVID-19.	Медицинска маска Мантия Тежки ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит) Ботуши или затворени обувки
	Посетители	Влизат в стаите с настанени пациенти, болни от COVID-19.	Медицинска маска Мантия Ръкавици
Други площи на преминаване на пациентите (напр. отделения, коридори и др.).	Целия персонал на болницата, включително лекарите	Всяка активност, която не предполага контакт с пациенти с COVID-19	Не се изискват ЛПС
Триаж	Здравни работници	Първични прегледи, които не изискват директен контакт	Не се изискват ЛПС
	Пациенти с респираторни симптоми	Всякакви	Спазване на физическа дистанция от поне 1м. Медицинска маска
	Пациенти без респираторни симптоми	Всякакви	Не се изискват ЛПС
Лаборатория	Лаборанти	Работа с респираторни проби	Медицинска маска Мантия Ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит).
Административни площи	Целия персонал на болницата, включително лекарите	Административни дейности, които не предполагат контакт с болни от COVID-19	Не се изискват ЛПС
Амбулаторни съоръжения
Стаи за консултации	Здравни работници	Физикален преглед на пациенти с респираторни симптоми	Медицинска маска Мантия Ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит).
	Здравни работници	Физикален преглед на пациенти без респираторни симптоми.	ЛПС според стандартните предпазни мерки и след оценка на риска
	Пациенти с респираторни симптоми	Всякакви	Медицинска маска
	Пациенти без респираторни симптоми	Всякакви	Не се изискват ЛПС
	Санитари	Почистват след и между консултациите на пациенти с респираторни симптоми	Медицинска маска Мантия Тежки ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит) Ботуши или затворени обувки
Чакалня	Пациенти с респираторни симптоми	Всякакви	Медицинска маска
	Пациенти без респираторни симптоми	Всякакви	Не се изискват ЛПС
Административни площи	Целия персонал на болницата, включително лекарите	Административни дейности	Не се изискват ЛПС
Триаж	Здравни работници	Първични прегледи, които не изискват директен контакт	Не се изискват ЛПС
	Пациенти с респираторни симптоми	Всякакви	Медицинска маска
	Пациенти без респираторни симптоми	Всякакви	Не се изискват ЛПС
Общност
У дома	Пациенти с респираторни симптоми.	Всякакви	Медицинска маска, освен по време на сън
	Болногледачи	Посещава стаите на болни от COVID-19, но не осъществява директна грижа	Медицинска маска
	Болногледачи	Осъществява директна грижа или пренася изпражнения, урина и отпадъци на пациент с COVID-19, който се лекува у дома	Ръкавици Медицинска маска Престилка (при риск от пръски)
	Здравни работници	Осъществява директа грижа или асистенция на пациент с COVID-19, който се лекува у дома	Медицинска маска Мантия Ръкавици Защита на очите
Публични места (напр. училища, магазини, ЖП гари).	Хора без респираторни симптоми	Всякакви	Не се изискват ЛПС
Входни точки
Административни площи	Целият персонал	Всякакви	Не се изискват ЛПС
Зони за скрининг	Перонал	Първични прегледи, които не изискват директен контакт	Не се изискват ЛПС
	Перонал	Вторични прегледи (напр. разпит на пациенти с висока температура за клинични симпроми предполагащи наличие на COVID-19 и за историята на пътуването).	Медицинска маска Ръкавици
	Санитари	Почистват зоните където пациентите с треска са били преглеждани	Медицинска маска Мантия Тежки ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит) Ботуши или затворени обувки
Временни помещения за изолация	Персонал	Посещават зоните за изолация но без да осигуряват директна систенция.	Спазване на физическа дистанция от поне 1м. Медицинска маска Ръкавици
	Персонал, здравни работници	Асистират пациентите, които са били транспортирани до здравното заведение	Медицинска маска Мантия Ръкавици Защита на очите
	Чистачи	Почистват зоните за изолация	Медицинска маска Мантия Тежки ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит) Ботуши или затворени обувки
Линейки или превозни средства за трансфер	Здравни работници	Превозват болни с преполагаем COVID-19 до здравното заведение	Медицинска маска Мантия Ръкавици Защита на очите
	Шофьори	Участват единствено в транспортирането на пациентите с предполагаем COVID-19 като помещението на шофьорите е отделено от тях	Не се изискват ЛПС
		Асистират при товаренето или разтоварването на пациенти с предполагаем COVID-19	Защита на очите
		Нямат директен контакт с пациенти с предполаем COVID-19 но отделението на шофьора не е отделено от тях	Медицинска маска
	Пациенти с предполагаем COVID-19	Транспортиране до болничното заведение	Медицинска маска
	Чистачи	Почистват след и между транспортирането на пациенти с предполагаем COVID-19 до болничното заведение	Медицинска маска Мантия Тежки ръкавици Защита на очите (очила или защитен щит) Ботуши или затворени обувки
Специални съображения на екипите за бързо реагиране, подпомагащи изследването на общественото здраве
Общност
Навсякъде	Разследващи екипи за бързо реагиране.	Интервюират пациенти с доказан или предполагаем COVID-19 и техните контактни лица	Не се изискват ЛПС ако се провеждат дистанционно (напр. по телефон или чрез видео конференция) Дистанционното интервю е препоръчителният метод
		Лично интервюират пациенти с доказан или предполагаем COVID-19 без директен контакт	Медицинска маска
		Лично интервюират безсимптомни контактни лица на пациенти с COVID-19	Не се изискват ЛПС

Source: Interim guidance WHO, 2020 [60]

Начинът по който изглежда един стандартен кит ЛПС е показан на Фигура 2. Всяка част от този кит има своята специфична функция за цялостната защита. Връзките между зоните на защита и съответните компоненти от кита, отговорни за нея са следните:

• цяло тяло – цял костюм, престилка и калцуни;
• очи – предпазен щит за лице и очила;
• нос и уста – маска за лице;
• ръце – ръкавици;
• глава – цяла качулка.

Най-важните части от тялото, които трябва да бъдат напълно защитени са очите, устата и носът тъй като те са основните врати за навлизане на нозокомиалните и вирусите предавани по въздушно-капков път, какъвто е и SARS-CoV-2.

Фигура 2. Компоненти на стандартен кит ЛПС.

3. Приносът на нанотехнологиите в глобалната борба с новата коронавирусна инфекция

3.1. Широка концепция за нанотехнологията

Борбата с вирусните инфекции и заболявания е трудна поради няколко основни причини, но сред най-важните се нареждат бързите мутации във вирусния геном и последващата поява на нови варианти и щамове. Липсата на надеждни методи на лечение на тези инфекции предизвиква учените да изобретяват нови лекарствени форми, които да бъдат ефективни срещу голям брой вируси, едновременно [24]. Този подход обаче има основни недостатъци: получаването на нова лекарствена форма и нейното клинично изпитване, за доказване на безопасност и ефективност, отнема много дълго време [10]. Следователно, вниманието вече е насочено по-скоро към превенцията и към конструирането на алтернативни формули, които да действат в различни етапи от жизнения цикъл на вирусите. Счита се, че по този начин би могло да се повлияе на разпространението и развитието на инфекциите [33]. В тази връзка, тук е точното място да подчертаем ролята на нанотехнологиите, като един обещаващ подход в борбата с вирусните заболявания.

Основната концепция на науката „Нанотехнология“ е дадена от нобеловия лауреат за физика Ричард П. Фейнман, в негова лекция на тема “Има много място на дъното“, през 1959, по време на сбирка на Сдружението на американските физици [16]. Като цяло, нанотехнологията може да се дефинира като „дизайн и приложение на няколко материали и устройства, където поне един от компонентите е с размер по-малък от 100 нанометра“ [8]. Счита се, че развитието на нанотехнологиите се осъществява в три основни направления [46]: наноматериали, наноустройства и наносистеми.

Сред изброените три направления, наноматериалите се считат за най-бързо развиващата се сфера на нанотехнологиите. За да можем обаче напълно да разберем концепцията на нанотехнологията и на наночастиците в частност, то от съществено значение е да изясним термина „нано“. „Нано“ е една милиардна част от един метър (10-9) или казано иначе: един метър съдържа 1 млрд. нанометра. Размерите на наночастиците (NPs – NanoParticles) могат лесно да се обяснят и представят като се сравнят с размерите на различни биомолекули или с други по-големи неща, като тенис топка, например (Фигура 3). От фигурата ясно се вижда, че размерите на една ракова клетка са между 100 и 1000 пъти по-големи от размерите на наночастиците. Размерът на вирусните частици (включително и на SARS-CoV-2), обаче, е приблизително еднакъв с този на известните наночастици.

Фигура 3. Наночастици и техните размери.

Има няколко причини за интензивното изучаване на наночастиците. В тази връзка, някои от най-важните техни характеристики могат да бъдат дефинирани като: [8]:

• малък размер;
• подобрена разтворимост;
• повърхностна адаптивност;
• повърхностна адаптивност;

Всички гореспоменати характеристики на наночастиците ги правят подходящи за приложение върху тъкани по време на лечение, в персонализираната медицина и в диагностиката и превенцията на вирусни и бактериални заболявания. [49]. В обобщение можем да споменем, че сферите, в които нанотехнологиите могат да бъдат полезни са твърде разнообразни: в медицината (в разработването на лекарства и в тяхното приложение), в екологията (в третирането на замърсени води), в технологично отношение (в изобретяването на технологии за информация и комуникация) и други [4].

3.2. Нанотехнологиите в светлината на COVID-19

Според Campus и колектив [8], най-големият потенциал на нанотехнологиите в световната борба срещу SARS-CoV-2 би могъл да се реализира чрез 5 основни подхода (Фигура. 4):

1. разработване на нано-активирани (базирани) ЛПС;
2. разработване на нано-базирани анти-вирусни дезинфектанти и покрития за повърхности, способни да улавят и да унищожават вируса и по този начин да възпрепятстват неговото разпространение;
3. разработване на нано-сензори с висока специфичност, които да имат способност за бърза идентификация на вирусния агент и за разпознаване на имунологичния отговор в човешкото тяло;
4. разработване на нано-базирани лекарства за целева терапия, директно в белите дробове на пациентите, например. Счита се, че този тип лекарства имат повишена ефективност, намалена токсичност и забавено освобождаване;
5. разработване на нано-базирани ваксини;

Ретроспективно, спешната нужда от надеждни и ефективни методи за лечение на вирусните инфекции е подтиквало учените през годините да проучват различни естествени източници на активни съставки, като растителни екстракти, например [5]. За съжаление, за много от тези природни активни съставки е отчитана слаба ефективност поради лошата им разтворимост във вода, ниският добив, трудното култивиране на растенията и други. Счита се, че за да се увеличи терапевтичния ефект на растителните активни съставки те могат да се комбинират с нано-базирани материали [41].

Разработването на ваксини от ново поколение, базирани на наночастици, е сред обещаващите подходи в борбата с вирусните инфекции. Счита се, че тези иновативни ваксини имат някои предимства пред познатите до момента, като повишена доставка на антигени и повишен имунен отговор [2].

Фигура 4. Сфери на приложение на нанотехнологиите.

Няколко проучвания докладват приложението на наночастиците в разработването на покрития за повърхности. Предполага се, че тези покрития имат антивирусно и антибактериално действие и по този начин предотвратяват заразяването по т.нар. път на самозаразяване от контаминирани повърхности [26, 36]. Такъв иновативен продукт е бил произведен от Sisson and Hackemeyer. Изобретателите предлагат този продукт като подходящ за приложение на публични места с висок риск от вирусна контаминация, като бутони на асансьори, дръжки на врати и други. Продуктът бил наречен NanoTouch и представлявал нанокристално-базирано покритие, което се активира от светлината (Фигура. 5). Ефективността на това покритие срещу различни вирусни агенти, включително и SARS-CoV-2 била диказана [51].

Фигура 5. Самопочистващо се нано-базирано покритие, изобретено от NanoTouch/nanoSeptic.

Така или иначе, стратегията за прилагане на нано-базираните покрития с антивирусно и антибактериално действие е тясно свързана със стратегията за разработване на нано-базирани технологии за дезинфекция и санитизация. Така например, има данни за такъв нано-базиран дезинфектант, съдържащ инженерно проектирани водни наноструктури [56]. Неговото основно предимство е, че след приложение, този дезинфектант значително намалява количеството на патогенните микроорганизми. Друго основно предимство на този дезинфектант е, че за ефективна дезинфекция е необходимо сравнително малко количество от активната съставка.

Подобен комерсиален нано-базиран дезинфектант е бил използван за дезинфекция на сгради в Милано, Италия, по време на пандемията от COVID-19. Съставът на продукта е на основата на Ag и TiO2 наночастици и се произвежда от италианската нанотехнологична компания Nanotech Surface. Мениджърът на компанията тогава твърдял, че иновативната формула на препарата осигурява самопочистваща способност на обработените повърхности за до 2 години [52].

Въпреки всичко казано до тук трябва да отбележим, че както всички иновации в здравеопазването, лечението и превенцията, така и нано-базираните продукти трябва да бъдат оценени като безопасни и ефективни преди да бъдат внедрени в масовото производство. В тази връзка, индустриалните нанобиотехнологични компании трябва да предоставят солидни отговори по някои много важни въпроси, като безопасност и надеждност на продуктите, цена, законова регулация и други [8].

4. Нанотехнологично – активирани (базирани) ЛПС

Лесното, бързо и глобално разпространение на патогенния коронавирус SARS-CoV-2 изправя всеки отделен човек пред индивидуална борба с него. В ситуация на световна пандемия се налагат две основни предизвикателства: как може да се спре разпространението на инфекциозния агент или поне да се ограничи и как хората да се пазят от заразяване? Ежедневното използване на маски за лице и ръкавици по целия свят стана нормално явление дори при пребиваване на отворени пространства, където рискът от зараза е все пак висок. Както, обаче, е споменато и по-горе (Таблица 1), типът на ЛПС, препоръчвани от СЗО, може да бъде различен в зависимост от конкретната ситуация и степента на риск.

В тази връзка, качеството и ефективността на конвенционалните ЛПС става ключов въпрос. Така например, има достатъчно публикувани данни за вредния ефект от дългото носене на маски за лице. Сред някои от най-описваните оплаквания на хората са свързани с различни видове увреждане на кожата на лицето в зоната на носене на маската [14]. Допълнителни ограничения, които ограничават продължителното носене на маска за лице са ненадеждната защита и дискомфорта [43]. Според публикуваните данни за ефективността на конвенционалните маски става ясно, че те са изработени от материал, който не възпрепятства навлизането на вирусните частици към устатa и носа. Причините за това са две: от една страна е размерът на порите на маските, който е твърде голям (10-30 µm), а от друга – разстоянието между текстилните влакна, което също e твърде голямо и по никакъв начин не възпрепятства навлизането на 100 nm вирусна частица. Така например, конвенционалните маски, които се използват от медицинския персонал (хирурзи, медицински сестри, здравни работници и др.) не осигуряват надеждна защита тъй като вирусни частици с размери 80 nm могат спокойно да преминат през тях. Най-разпространените маски за лице, N95 и FFP2, защитават от вируси с размери по-големи от 100 nm [21]. Въпреки това, някои автори считат, че ако размерът на порите и разстоянието между текстилните влакна се намалят, то това би довело до нарушаване на дишането по време на носенето на маската. Това от своя страна би имало изключително сериозни последствия за организма на човека, като повишение на телесната температура и кръвното налягане [43].

Разработването и конструирането на иновативни нано-базирани материали може да се окаже ключът към преодоляване на всички гореспоменати ограничения по отношение на ефективността и безопасността на ЛПС. Според няколко проучвания, ЛПС (маски за лице, престилки и др.), които съдържат наноматериали в състава си, осигуряват: [50, 63]:

• по-добър комфорт;
• резистентност към микроорганизми (осигуряват защита от частици с размери под 50 nm) [11];
• повишена безопасност при работа с различни химични вещества;
• хидрофобност;
• липсата на отрицателен ефект върху другите материали;
• подобрено дишане (липса на отрицателен ефект върху дишането).

Според Campos и колектив, прилагането на наноматериали в производството на маски за лице има две основни предимства: i) маската играе ролята едновременно на бариера и на антимикробен агент, като резултатът е блокиране и унищожаване на вирусните и бактериални патогени; ii) намалява риска от самозаразяване на човек по време на свалянето на маската [8]. Още повече, вирусните частици се дезактивират след контакт с нано-повърхността на маската, като по този начин маските стават екологосъобразни, защото изхвърлянето им в околната среда не води до повишаване на вирусния титър.

На Таблица 2 са представени някои патенти за производството на ЛПС, съдържащи наноматериали в състава си.

Таблица 2. Патенти в производството на нано-базирани ЛПС.

ЛПС	Име на продукта	Приложение на наноматериала	Компания производител
Маски за лице
1.	Surgical Masks-ESpin Technologies	Приложение на нанофибри за улавяне на частици.	ESpin Technologies, Inc.-USA
2.	Defenser Series-Respirator masks	Приложение на Ag и Cu наночастици като покритие с антимикробно действие върху маските .	Nexera Medical-Canada
3.	The Guardian (valve)- reusable	Маските са с клапан и са покрити със Ag и Cu наночастици с антимикробно действие.	Nexera Medical-Canada
4.	The Guardian masks- reusable	Маските са с клапан и са покрити със Ag и Cu наночастици с антимикробно действие.	Nexera Medical-Canada
5.	MVX Nano Mask	Самопочистващи се маски, съдържащи наночастици от титан, сребро и зеолит.	MVX Prime Ltd
Ръкавици
1.	Everyday Protect Gloves L	Продуктът съдържа сребърни наночастици и активни съставки тиабендазол и Zn-пиритион.	Mapa Spontex- United Kingdom
2.	PADYCARE®	Продуктът е снабден с покритие от Ag наночастици с антибактериално действие.	TEXAMED® GmbH-Germany
3.	Chlorhexidine wash gloves	Продуктът съдържа Ag наночастици и 2% хлорхексидин; антибактериалния ефект се запазва много часове след употреба.	GAMA HEALTHCARE LTD.

Източник: Campos et al., 2020 [8]

Когато споменаваме наноматериали трябва да направим уточнението, че това са материали, които съдържат някаква нанострукура, например нановлакна, нанофибри и наночастици.

4.1. Нановлакна

Както споменахме по-горе, хидрофобността е едно от важните свойства на иновативните наноматериали. При нано-конструираните ЛПС тази хидрофобност се постига чрез използването на много тънки хидрокарбонови фибри познати като нановклана (Фигура 6). Благодарение на нановлакната се постига повишаване на повърхностното напрежение на текстилния материал и от там намаляване на неговата способност да адсорбира капки и други малки молекули [8].

4.2. Нанофибри

Една от обещаващите стратегии в производството на маски за лице е използването на нанофибри. Такава иновация е била патентована от Conlon [11]. Според същия автор „нанофибрите“ могат да бъдат няколко типа: електроспунови, протеинови, целулозни, бактериални, неорганични, хибридни или всяка друга подходяща комбинация от изброените. Средният диаметър на нанофибрите може да варира между 10 – 20 nm и 400 – 1500 nm. Предполага се, че способността на нанофибрите да действат като бариера за малките молекули и частици се дължи на два комбинирани процеса: i) улавяне на малките частици от самите нанофибри и ii) Брауновото движение на частиците. Следователно, колкото по-голяма е площта от нанофибри върху текстилния материал, толкова по-добра ще бъде ефективността на нанослоя по отношение на улавяшата и защитна способност. Патентът за маска за лице покрита със слой от нанофибри на Conlon [11] е представена на Фигура 7. Тя се състои от три основни слоя отбелязани като 33, 36, and 39 между които са инкорпорирани основните слоеве от нанофибри. Всеки основен слой има вътрешна и външна повърхност.

Фигура 6. Нановлакна прикачени към текстилна фибра.

In the situation of a global pandemic, people are using PPE every day and sometimes during the whole day. Hence, ensuring physical comfort when wearing Носенето на маски за лице беше задължително по време на пиковете на пандемията от COVID-19, а в някои страни дори и през останалото време. В тази връзка основен проблем се оказа дискомфорта, който много хора изпитват, когато носят маски за лице постоянно. Този дискомфорт най-често се описва като нараняване кожата на лицето и повишаване на температурата и влажността от вътрешната страна на маската. Освен това, тези две състояние са отлична предпоставка за повишен здравен риск поради създаването на благоприятна среда за развитие на микроорганизми. Често този дискомфорт се отдава на дебелината на маската, както споменахме и по-горе. Именно това е подтикнало група учени да създадат маска за лице, която да осигурява термалния комфорт по време на носене [62]. Маската се състои от комбинация от нанофибри, нанопорест полиетилен и слой сребро. Авторите твърдят, че такава маска има отличен охлаждащ ефект и осигурява добра защита.

Фигура 7. Маска за лице с вградени слоеве от нанофибри.

4.3. Наночастици

Обещаваща стратегия в производството на маски за лице с подобрена защита е използването на наночастици, които се влагат в текстилния материал. Разнообразни материали могат да служат като матрица за вграждането на наночастици: памук, целулоза, полиамид, полиестер, полиарамид, полиуретан и др. [8].

Колектив от учени изследвали антивирусният потенциал на ново синтезиран нанокомпозит, вграден в маска за лице. Този композит се състоял от наноматериал съставен от карбонови наночастици (C-dots) и поли винилидин флуорид (PVDF). Пълното наименование на нанокомпозита бил C-dot-PVDF филм [47]. Според получените резултати този нанокомпозит осигурявал хидрофобност на маската и по този начин намаляване на влажността. А както вече споменахме, колкото е по-ниска степента на влажност, толкова по-малка е вероятността от микробна контаминация на маската. Още повече, нанопорите, които се формирали от този нанокомпозит не повлиявали отрицателно въздухопотока през маската и осигурявали защита от частици с размери 100 nm и повече (Фигура 8).

Фигура 8. Маска за лице с вграден филм от нанокомпозит C-dot-PVDF.

It has been reported that carbon-based nanoparticles (for example Graphene and Graphene oxide) can bind to the viral particles and thus, destroy their outer structures [23]. В литературата се срещат и други данни за антивирусния ефект на карбоновите наночастици (например графен и графенов оксид). Предполага се, че този антиврусен ефект се постига след свързване на наночастиците с вирусните частици и разрушаване на техните външни структури [23]. Потенциалът на наночастиците от графен (G) и графенов оксид (GО) да действат като „оръжие“ срещу вирусни инфекциозни агенти е бил добре проучен. Такива наночастици са били добавяни към конвенционалните материали използвани при производството на ЛПС (памук и полиуретан). В едно такова проучване, разтвор съдържащ жизнеспособни вирусни частици, е бил филтруван през материя покрита с нанослой. Резултатите от този експеримент показали, че след филтруването способността на вирусните частици да причиняват инфекция била значително или напълно подтисната. Подобни резултати дават основание да се счита, че нано-базираните материали притежават потенциала да бъдат успешно включвани в борбата срещу сериозни вирусни инфекции, като тази причинявана от SARS-CoV-2. Още повече, според други автори включването на графена в конвенционални текстилни материали могат да ги направат по-здрави, по-проводими и устойчиви на огън, износване и UV светлина [6]. Освен това, разнообразни химични субстанции като молибденов сулфид, меден оксид, манганов диоксид, силиконов карбид и др. са добавяни към графенови композити в различни проучвания и техния антибактериален ефект също е бил доказан [42].

Металните наночастици също са алтернатива при производството на ЛПС. Това което се знае относно техния механизъм на антивирусно действие е, че той се състои от три основни етапа: i) блокиране на навлизането на вирусната частица в клетката гостоприемник; ii) стимулиране на производството на реактивните форми на кислорода (ROS), радикали и йони, които дезактивират основни функции на вирусните частици и iii) стимулиране на имунната система на макроорганизма [42]. Среброто и медта са сред металите, за които се знае, че имат универсално антимикробно действие. Няколко проучвания, обобщени от Campos и колектив, описват успешното влагане на тези метали в разнообразни текстилни материали [8]. Например, има докладвани данни за сребърни наночастици, композирани в силициев хибрид, които осигуряват добра антивирусна защита срещу инфлунца вирус, когата са добавяни към филтрите на маските [39]. Подобни резултати са съобщавани и за медните наночастици, включително относно доброто антивирусно действие срещу SARS-CoV [69].

От описаното до тук става ясно, че предимствата и переспективите на нано-инжинерните материали в производството на ЛПС са много. Обобщена информация касаеща тези предимства е показана на Фигура 9.

Фигура 9. Основни предимства на нано-базираните ЛПС.

5. Безопасност на нано-базираните продукти

Потенциалът на нанотехнологиите не би могъл да се ограничи до една сфера на действие. В настоящата лекция ние обсъждаме приложението конкретно на наночастиците, нанофибрите и нановлакната в производството на нано – активирани (базирани) ЛПС. Нанотехнологиите обаче имат по – широкообхватно приложение. В светлината на COVID-19 пандемията и начините за борба с инфекциозния агент, основните фокуси и надежди са насочени към иновативните научни постижения, особено в сферата на нанотехнологиите. Приложението им в медицината (т.нар. наномедицина) може да бъде разделено в няколко основни направления: диагностика, лечение и предпазване от вирусни/бактериални заболявания [8]. Освен, обаче, неуспоримите предимства на нанотехнологиите, има някои важни въпроси, касаещи безопасното приложение на наночастиците, които трябва обезотелно да бъдат обсъдени. Ограничения в прилагането на нано-базираните подходи в медицината могат да бъдат възникнат поради някои предизвикателства касаещи производството на такива материали, безопасното приложение и освобождаване в околната среда след употреба. Основните аспекти, заслужаващи специално внимание могат да бъдат класифицирани по следния начин: [8]:

• оценка на безопасното приложение в/върху човешкото тяло– за някои наночастици включвани в маски за лице, като сребърните например, е докладвано вредно влияние върху различни части на тяло (бял дроб, кръвообращение и сърце) ако те бъдат вдишани [20]. Подобни данни има и за токсичност на наночастиците от TiO2 върху тялото на човека, а така също и за канцерогенен ефект на карбоновите нанотуби [31, 54]. Следователно, нужно е да бъдат провеждани по-задълбочени тестове in vivo, за да бъде доказана безопасността на наночастиците, влагани в материалите за производство на ЛПС или лекарства, които ще бъдат в близък контакт с външните и вътрешните повърхности на човешкото тяло [8].
• оценка на безопасността за околната среда– ефектът на наночастици, свободно освобождавани в околната среда също е важно да бъде проучван. Така например, има доказателства за сериозния токсичен ефект на сребърни и медни наночастци върху морски екосистеми [3]. Обобщените данни, за евентуалния отрицателен ефект на наночастиците за околната среда, към настоящия момент са доста оскъдни и е нужно да бъдат допълвани постоянно. [54].
• разработване на универсален протокол за широкообхватно характеризиране на нови наночастици– да бъдат включени биологични, физични, химични тестове и други. Според Palmieri и колектив, отговорността за това трябва да бъде на правителствата и всички компании производители трябва да спазват приетите правила [38].
• адаптиране на унверсална дефиниция на термина „нанматериали“ [57];
• внимателна оценка на възможностите на дадено производство да отговори на търсенето на пазара [8].

Нуждата от надеждни решения свързани с предпазването на хората от остри вирусни инфекции и лечението на заболяванията причинени от тях е от съществено значение. В тази връзка, нанотехнологиите имат светло бъдеще в тези сфери на живота.

---

Тест LO 1.2

---

Литература

1. Adelodun B., Ajibade F.O., Tiamiyu A.G.O, Nwogwu N.A., Ibrahim R.G et al. (2021). Monitoring the presence and persistence of SARS-CoV-2 in water-food-environmental compartments: State of the knowledge and research needs. Environmental Research 200 111373; https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111373
2. Al-Halifa S., Gauthier L., Arpin D., Bourgault S. and Archambault D. (2019). Nanoparticle- based vaccines against respiratory viruses. Front Immunol.2019;10:22.
3. Baker T.J., Tyler C.R. and Galloway T.S. (2014). Impacts of metal and metal oxide nanoparticles on marine organisms, Environ. Pollut. 186 257–271.
4. Benelmekki, M. (2015). An introduction to nanoparticles and nanotechnology. Chapter 1. In: Designing Hybrid Nanoparticles. IOP Concise Physics. Morgan & Claypool Publishers
5. Ben-Shabat S., Yarmolinsky L., Porat D. and Dahan A. (2020). Antiviral effect of phytochemicals from medicinal plants: applications and drug delivery strategies. Drug Deliv. Transl. Res. 10:354–67.
6. Bhattacharjee S., Joshi R., Chughtai A.A. and Macintyre C.R. (2019). Graphene modified functional personal protective clothing, Adv. Mater. Interfaces 6, 1900622.
7. Bivins A., Greaves J., Fischer R., Yinda K.C., Ahmed,W., Kitajima M., Munster V.J. and Bibby K. (2020). Persistence of SARS-CoV-2 in water and wastewater. Environ. Sci. Technol. Lett. 7 (12), 937–942. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00730.
8. Campos E.V.R., Pereira A.E.S., de Oliveira J.L., Carvalho L.B., Guilger‑Casagrande M., de Lima R. and Fraceto L.F. (2020). How can nanotechnology help to combat COVID‑19? Opportunities and urgent need. Nanobiotechnol; 18:125, https://doi.org/10.1186/s12951-020-00685-4
9. Chan J.F-W, Yuan S., Kok K-H., et al. (2020). A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster. Lancet https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30154-9.
10. Chen W-H, Strych U., Hotez P.J. and Bottazzi M.E. (2020). The SARS-CoV-2 vaccine pipeline: an overview. Curr Trop Med Rep. 7:61–4.
11. Conlon, M. (2014). A facemask having one or more nanofiber layers. 2014. https://paten ts.googl e.com/paten t/WO201 41430 39A1/en. Accessed 27 Apr 2020.
12. Dai M., Li H., Yan N., Huang J., Zhao L., Xu S., Wu J., Jiang S., Pan C. And Liao M. (2021). Long-term survival of SARS-CoV-2 on salmon as a source for international transmission. J. Infect. Dis. 223, 537–539. https://doi.org/10.1093/infdis/jiaa712.
13. Dowell S.F., Simmerman J.M., Erdman D.D., Wu J.S., Chaovavanich A., Javadi M., et al. (2004). Severe acute respiratory syndrome coronavirus on hospital surfaces. Clin Infect Dis; 39: 652e7.
14. Elston, D.M. (2020). Occupational skin disease among health care workers during the coronavirus (COVID-19) epidemic. J Am Acad Dermatol. 82: 1085–6.
15. Fact Sheet. Personal Protective Equipment for Engineered Nanoparticles. Sponsored by the AIHA® Nanotechnology Working Group, Date Reviewed: October 2018.
16. Feynman, R. P. (1960). There’s plenty of room at the bottom Engineering and Science 23 22–36
17. Gholipour S., Mohammadi F., Nikaeen M., Shamsizadeh Z., Khazeni A., Sahbaei Z.,Mousavi S.M., Ghobadian M. and Mirhendi H. (2021). COVID-19 infection risk from exposure to aerosols of wastewater treatment plants. Chemosphere 273, 129701. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129701.
18. Giacobbo A., Rodrigues M.A.S., Ferreira J.Z., Bernardes A.M. and de Pinho, M.N. (2021). A critical review on SARS-CoV-2 infectivity in water and wastewater. What do we know? Sci. Total Environ. 145721 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145721
19. Gorbalenya A.E., Baker S.C., Baric R.S., de Groot R.J., Drosten C., Gulyaeva A.A., Haagmans B.L., Lauber C., Leontovich A.M., Neuman B.W.; Penzar, D., Perlman S., Poon L.L.M., Samborskiy, D.V., Sidorov I.A., Sola I. and Ziebuhr J. (2020). Coronaviridae Study Group of the International Committee on Taxonomy of Viruses. The Species Severe Acute Respiratory Syndrome-Related Coronavirus: Classifying 2019-nCoV and naming it SARS-CoV-2. Nat. Microbiol. 5, 536−544.
20. Hadrup N., Sharma A.K., Loeschner K. and Jacobsen N.R. (2020). Pulmonary toxicity of silver vapours, nanoparticles and fine dusts: a review, Regul. Toxicol. Pharmacol. 115, 104690.
21. Herron J.B.T., Hay-David A.G.C., Gilliam A.D. and Brennan P.A. (2020). Personal protective equipment and Covid 19—a risk to healthcare staff? Br J Oral Maxillofac Surg. 58(5):500–2.
22. Huang C., Wang Y., Li X., Ren L., Zhao J., Hu Y., Zhang L., et al. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet 2020; 395: 497–506, https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5.
23. Innocenzi P. and Stagi L. (2020). Carbon-based antiviral nanomaterials: graphene, C-dots, and fullerenes. A perspective. Chem Sci. 2020;11(26):6606–22.
24. Jackman J.A., Lee J. and Cho N-J. (2016). Nanomedicine for infectious disease applications: innovation towards broad-spectrum treatment of viral infections. Small, 12:1133–9.
25. Kampf G., Todt D., Pfaender S. and Steinmann E. (2020). Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents. J. Hosp. Infect. 104, 246–251. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2020.01.022.
26. Karunanayake L.I., Waniganayake Y.C., Gunawardena K.D.N., Padmaraja S.A.D., Peter D., Jayasekera R., et al. (2019). Use of silicon nanoparticle surface coating in infection control: experience in a tropical healthcare setting. Infect Dis Health. 24:201–7.
27. Kramer A., Schwebke I. and Kampf G., (2006). How long do nosocomial pathogens persist on inanimate surfaces? A systematic review. BMC Infect. Dis. 6, 130. https://doi.org/ 10.1186/1471-2334-6-130.
28. Lednicky J.A., Lauzardo M., Alam M.M., Elbadry M.A., Stephenson C.J., Gibson J.C. and Morris J.G. (2021). Isolation of SARS-CoV-2 from the air in a car driven by a COVID patient with mild illness. Int. J. Infect. Dis. 103108. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2021.04.063.
29. Lednicky J.A., Lauzard M., Fan Z.H., Jutla A., Tilly T.B., Gangwar M., Usmani M., et al. (2020). Viable SARS-CoV-2 in the air of a hospital room with COVID-19 patients. Int. J. Infect. Dis. 100, 476–482. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.09.025
30. Lee Y.J., Kim J.H., Choi B.S., Choi J.H. and Jeong Y.I. (2020). Characterization of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 stability in multiple water matrices. J. Kor. Med. Sci. 35, 1–5. https://doi.org/10.3346/jkms.2020.35.e330.
31. Luo Z., Li Z., Xie Z., Sokolova I.M, Song L., Peijnenburg W.J.G.M., Hu M. and Wang Y. (2020). Rethinking nano‐TiO2 safety: overview of toxic effects in humans and aquatic animals, Small 2002019.
32. Mahl M.C. and Sadler C. (1975). Virus survival on inanimate surfaces. Can. J. Microbiol. 21, 819–823. https://doi.org/10.1139/m75-121.
33. Mohammadi P.P, Fakhri S., Asgary S., Farzaei M.H. and Echeverrнa J. (2019). The signaling pathways, and therapeutic targets of antiviral agents: focusing on the antiviral approaches and clinical perspectives of anthocyanins in the management of viral diseases. Front Pharmacol. 10:1207.
34. Mohapatra H.S., Chatterjee A. and Maity S. (2013). Nanotechnology in Fibres and Textiles. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE) ISSN: 2, 5:2277-3878.
35. Newey C.R., Olausson A.T., Applegate A., Reid A-A., Robison R.A. and Grose J.H. (2022). Presence and stability of SARS-CoV-2 on environmental currency and money cards in Utah reveals a lack of live virus. PLoS ONE 17(1): e0263025. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0263025.
36. Orti-Lucas R.M. and Muсoz-Miguel J. (2017). Effectiveness of surface coatings containing silver ions in bacterial decontamination in a recovery unit. Antimicrob Resist Infect Control. 6:61.
37. Otter J.A., Donskey C., Yezli S., Douthwaite S., Goldenberg S.D. and Weber D.J. (2016). Transmission of SARS and MERS coronaviruses and influenza virus in healthcare settings: the possible role of dry surface contamination. J Hosp Infect. 92:235e50.
38. Palmieri V., De Maiod F., De Spiritob M. and Papib M. (2021). Face masks and nanotechnology: Keep the blue side up. Elsevier, Nano Today 37 (2021) 101077. https://doi.org/10.1016/j.nantod.2021.101077
39. Park S., Ko Y-S., Lee S.J., Lee C., Woo K. and Ko G. (2018). Inactivation of influenza A virus via exposure to silver nanoparticle-decorated silica hybrid composites. Environ Sci Pollut Res. 25: 27021–30.
40. Perry K.A., Coulliette A.D., Rose L.J., Shams A.M., Edwards J.R. and Noble-Wang J.A. (2016). Persistence of Influenza A (H1N1) virus on stainless steel surfaces. Appl. Environ. Microbiol. 82, 3239–3245. https://doi.org/10.1128/AEM.04046-15.
41. Praditya D., Kirchhoff L., Brьning J., Rachmawati H., Steinmann J. and Steinmann E. (2019). Anti-infective properties of the golden spice curcumin. FrontMicrobiol. 10: 912.
42. Ray S.S. and Bandyopadhyay J. (2021). Nanotechnology-enabled biomedical engineering: Current trends, future scopes, and perspectives. Nanotechnology Reviews 2021; 10: 728–743 https://doi.org/10.1515/ntrev-2021-0052
43. Ren G., Oxford P.J.S., Reip P.W., Lambkin-Williams R. and Mann A. (2020). Anti-viral formulations nanomaterials and nanoparticles. 2013. https ://patents.googl e.com/paten t/US201 30091 611/de. Accessed 27 Apr 2020.
44. Ren T. and Tang Y. (2020). Accelerate the promotion of mobile payments during the COVID- 19 epidemic. Innovation 1, 100039. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2020.100039.
45. Report of clustering pneumonia of unknown etiology in Wuhan City. Wuhan Municipal Health Commission, 2019. (http://wjw .wuhan .gov .cn/ front/ web/ showDetail/ 2019123108989).
46. Salata, O.V. (2004). Applications of nanoparticles in biology and medicine.Journal of Nanobiotechnology, 2:3 http://www.jnanobiotechnology.com/content/2/1/3
47. Singh S., Shauloff N., Sharma C.P., Shimoni R., Arnusch C.J. and Jelinek R. (2021). Carbon dot-polymer nanoporous membrane for recyclable sunlight-sterilized facemasks. J Colloid Interface Sci. 592(5):342–8.
48. Sizun J., Yu M.W. and Talbot P.J. (2000). Survival of human coronaviruses 229E and OC43 in suspension and after drying onsurfaces: a possible source ofhospital-acquired infections. J. Hosp. Infect. 46, 55–60. https://doi.org/10.1053/jhin.2000.0795.
49. Soares S., Sousa J., Pais A. and Vitorino C. (2018). Nanomedicine: principles, properties, and regulatory issues. Front Chem. 6:360.
50. Spagnol C., Fragal E.H., Pereira A.G.B., Nakamura C.V., Muniz E.C., Follmann H.D.M., et al. (2018). Cellulose nanowhiskers decorated with silver nanoparticles as an additive to antibacterial polymers membranes fabricated by electrospinning. J Colloid Interface Sci. 531: 705–15.
51. (2020). Mineral nanocrystal-based coating activated by light kills coronavirus STATNANO. 2020. https://nanotouch.com/; Accessed 7 Aug 2020.
52. (2020). Coronavirus: nanotech surface sanitizes Milan with nanomaterials remaining self-sterilized for years | Coronavirus: Nanotech Surface Sanitizes Milan with Nanomaterials Remaining Self-sterilized for Years | STATNANOAccessed 28 Apr 2020.
53. Tiwari A., Patnayak D.P., Chander Y., Parsad M. and Goyal S.M. (2006). Survival of two avian respiratory viruses on porous and nonporous surfaces. Avian Dis. 50, 284–287. https://doi.org/10.1637/7453-101205R.1.
54. Valdiglesias V. and Laffon B. (2020). The impact of nanotechnology in the current universal COVID-19 crisis. Let’s not forget nanosafety!, Nanotoxicology 14 1013–1016.
55. van Doremalen N., Bushmaker T., Morris D.H., Holbrook M.G., Gamble A., Williamson B.N., Tamin A., et al. (2020). Aerosol and surface stability of SARS-CoV-2 as compared with SARS-CoV-1. N. Engl. J. Med. 382, 1564–1567. https://doi. org/10.1056/NEJMc2004973.
56. Vaze N., Pyrgiotakis G., McDevitt J., Mena L., Melo A., Bedugnis A., et al. (2019). Inactivation of common hospital acquired pathogens on surfaces and in air utilizing engineered water nanostructures (EWNS) based nanosanitizers. Nanomed Nanotechnol Biol Med. 18:234–42.
57. Wacker M.G., Proykova A. and Santos G.M.L. (2016). Dealing with nanosafety around the globe-regulation vs. innovation. Int J Pharm. 509:95–106.
58. Wang C., Horby P.W., Hayden F.G. and Gao G.F. (2020).A novel coronavirus outbreak of global health concern. The Lancet, Vol 395, ISSUE 10223, P470-473, DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30185-9
59. World Health Organization. Situation Report – 51; https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/situation-reports/20200311-sitrep-51-covid-19.pdf?sfvrsn=1ba62e57_10.
60. World Health Organization. Rational use of personal protective equipment for coronavirus disease 2019 (COVID-19). Interim guidance. 27 February 2020.
61. Xu R., Cui B., Duan X., Zhang P., Zhou X. and Yuan Q. (2020). Saliva: potential diagnostic value and transmission of 2019-nCoV. International Journal of Oral Science 12:11; https://doi.org/10.1038/s41368-020-0080-z
62. Yang A.L., Zhang C.R, Wang J., Hsu P.C, Wang H., Zhou G., Xu J., Cui Y. (2017). Thermal management in nanofiber-based face mask, Nano Lett. 17 3506–3510.
63. Yetisen A.K., Qu H., Manbachi A., Butt H., Dokmeci M.R., Hinestroza J.P., et al. (2016). Nanotechnology in textiles. ACS Nano. 10: 3042–68.
64. Zaki A.M., van Boheemen S., Bestebroer T.M., Osterhaus A.D. and Fouchier R.A. (2012). Isolation of a novel coronavirus from a man with pneumonia in Saudi Arabia. N Engl J Med .367:1814-20.
65. Zaneti R.N., Girardi V., Spilki F.R., Mena K., Westphalen A.P.C., da Costa Colares E. R., Pozzebon A.G. and Etchepare R.G. (2021). Quantitative microbial risk assessment of SARS-CoV-2 for workers in wastewater treatment plants. Sci. Total Environ. 754, 142163. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142163.
66. Zhang D., Yang Y., Huang X., Jiang J., Li M., Zhang X., Ling H., et al. (2020). SARS-CoV-2 spillover into hospital outdoor environments. medRxiv 86, 05.12.20097105.
67. Zhong N.S., Zheng B.J., Li Y.M., et al. (2003). Epidemiology and cause of severe acute respiratory syndrome (SARS) in Guangdong, People’s Republic of China, in February, 2003. Lancet 362: 1353–58.
68. Zhu N., Zhang D., Wang W. et al. (2020). A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med. 382(8), 727–733 (2020).
69. ФУДЖИMOPИ И., ДЖИКИXИPA И., CATO T., ФУКУИ Й., HAКAЯMA Ц. (2020). Virus inactivating cloth. 2015. https ://paten ts.googl e.com/paten t/RU255 0922C 2/en. Accessed 27 Apr 2020.