За этот год появилось много биотех-стартапов, направленных на борьбу с вирусами и бактериями: хайтек-маски, дезинфицирующие роботы, очистители воздуха от вирусов, антимикробное покрытие, контрасты для дезинфекции и другие. Рассказываем про 12 инновационных проектов в сфере борьбы с патогенами.
Когда в 2002 году была первая вспышка атипичной пневмонии, ученым потребовалось несколько месяцев, чтобы секвенировать геном вируса. В 2020 году исследователи получили геном COVID-19 меньше чем за месяц, вскоре же разработали тест для обнаружения коронавируса. В результате пандемия стала драйвером для появления и развития биотех-проектов, которые защитили бы мир не только от конкретного коронавируса, но и внутрибольничных инфекций и заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем.
1. UVD Robots
Компания: Blue Ocean Robotics, Дания.
UVD Robots — это автономный робот, который устраняет вирусы и бактерии благодаря ультрафиолетовому излучению. Изначально его создали для борьбы с внутрибольничными инфекциями. Сейчас же UVD Robots интересуются не только больницы, а также дома престарелых и другие медицинские организации, школы и детсады, торговые центры и аэропорты.
На дезинфекцию одной палаты уходит 10–15 минут. Устройство состоит из мобильной базы с несколькими лидарными датчиками и набором УФ-ламп, установленных сверху. Робот сканирует окружающую среду и создает цифровую карту. Затем ее можно прокомментировать и указать все комнаты и точки, которые нужно продезинфицировать.
После этого UVD Robots полностью полагается на одновременную локализацию и построение карты (SLAM) и работает самостоятельно. При необходимости он может самостоятельно перемещаться по лифтам, тем самым полностью исключив участие человека в работе. Робот также использует датчики движения, чтобы убедиться, что поблизости нет людей. Как только в зоне работы появляется человек, устройство выключается.
2. Портативная дезинфекционная камера CoronaOven
Компания: Log 9 Materials, Индия.
Дезинфекционная камера убивает бактерии и вирусы с помощью ультрафиолета. Портативное устройство объемом 20 л работает по принципу УФ-облучателя и разработано для борьбы с COVID-19. Использование можно сравнивать с работой микроволновой печи, так как для дезинфекции достаточно поместить объект внутрь и закрыть крышку.
3. Портативный аппарат для дезинфекции холодной плазмой Scorpius, iPlasma
Компания: iPlasma, Россия.
Холодная плазма — это частично ионизированный газ, четвертое состояние вещества. Исследования показали, что если через плазменный генератор пропустить обычную дистиллированную воду в виде аэрозоля, то на выходе получается дезинфекционный агент, по своему активному действию превышающий многие химические соединения, применяемые для дезинфекции. Уничтожение патогенных микроорганизмов, бактерий, грибов и вирусов происходит вследствие окисления белков, углеводов и липидов клеток.
Ученые российской компании iPlasma разработали уникальный способ получения «антимикробного тумана» — это портативные автономные устройства, предназначенные для получения противомикробных агентов прямо на месте обработки. Суть технологии сводится к пропусканию аэрозоля из дистиллированной воды через холодно-плазменный разряд. Параметры плазменного разряда и определяют степень активации воды плазмой и уровень дезинфекции. В настоящее время практически достигнут уровень дезинфекции в 4log (это означает, что из 10 тыс. бактерий в живых осталась только одна — 99,99(9)%). И это только с использованием простой воды. Технология является экологически чистой, после обработки аэрозоль распадается на кислород и воду, не оставляя после себя токсичных соединений.
Устройства, работающие на холодной плазме, не выделяют избыточного тепла, не шумят, энергетически не затратны. При этом они полностью безопасны для человека и окружающей среды.
4. Текстильные материалы Sonovia
Компания: Sonovia, Израиль.
Израильский стартап делает ткань с наночастицами оксида цинка и оксида меди. Запатентованная технология основана на ультразвуковой кавитации. «Под воздействием звуковых волн в жидкости формируются пузырьки, которые при сжатии создают наночастицы оксидов металлов и высокоскоростные струйные потоки в самой жидкости, выталкивающих наночастицы на поверхность ткани», — объясняет технологию ученый из Sonovia Джейсон Мигдал.
Тесты в лаборатории Microspectrum в Шанхае показали, что ткань нейтрализовала 90,67% коронавируса, которому она подверглась. Но Reuters не подтвердил независимым образом заявление Sonovia.
Полученную ткань можно использовать для изготовления защитных масок, одежды, постельных принадлежностей для больницы и другой одежды для предотвращения внутрибольничных инфекций. Как готовый продукт компания уже выпустила многоразовые маски SonoMask. Но они не сертифицированы для использования медработниками в операционных и отделениях неотложной помощи, где требуется носить одноразовые маски. Израильская команда использовала SonoMask во время велогонки «Тур де Франс».
5. Маски для лица RespoKare
Компания: N95 Mask, США и Innonix Technologies, Китай.
Дистрибьютор средств индивидуальной защиты N95 Mask объединился с Innonix Technologies для создания противовирусной маски, в дальнейшем она получила одобрение FDA. В маске используется четыре слоя. Первый изготовлен из гидрофильного материала, который впитывает и улавливает жидкости. Он же втягивает микробы в кислотную оболочку, которая дестабилизирует вирусные белки. Второй слой состоит из ионов меди и цинка, уничтожающих патогены и вирусы. Третий фильтрует сверхмелкие частицы, которые прошли первые для уровня защиты. А последний сделан из мягкого водостойкого материала для комфортного ношения.
6. Воздухоочистители Aair
Компания: Aeris Health, Швейцария.
Aeris Health производит воздухоочистители с ИИ. Всего представлено четыре модели, которые рассчитаны на разные размеры помещений и особенные потребности. Устройство уничтожает бактерии, вирусы, грибки, аллергены, запахи и пыль. В устройствах не используется ультрафиолетовое излучение и озон.
Например, модель Aair Medical Pro оснащена медицинским фильтром HEPA 14, улавливающий 99,995% частиц размером до 0,1 микрона (обычный размер вирусов). Предварительно фильтр обрабатывают противомикробным средством «цинк пиритион», которое разрушает попавшие на фильтр бактерии.
7. Антимикробное покрытие поверхностей Bio-Fence
Компания: Bio-Fence, Израиль.
Компания разработала покрытие, предотвращающее заражение патогенными бактериями, такими как листерия и сальмонелла, в пищевой промышленности. После вспышки COVID-19 компания протестировала изобретении в лаборатории Университета имени Давида Бен-Гуриона и выяснила, что покрытие уничтожает даже вирус герпеса, который прочнее коронавируса.
В основе антимикробного покрытия Bio-Fence находится стабильный хлор — эффективное дезинфицирующее средство. Продукцией компании можно покрывать стены, полы, перегородки и другие поверхности в помещениях. Сейчас Bio-Fence разрабатывает набор для проверки уровня хлора на поверхности, чтобы пользователи знали, когда нужно обновить покрытие.
8. Антимикробное покрытие ViraTeq
Компания: Smart Separations, Великобритания, Португалия.
В ViraTeq используются синтетические антимикробные пептиды (минипротеины), которые проникают в липидную мембрану вируса и убивают его, как если бы воздушный шарик упал на кактус. Покрытие можно распылять на сенсорные экраны, кнопки в лифте, ручки эскалаторов и другие поверхности. Тесты показали, что покрытие действует против E. Coli (кишечная палочка), H1N1 (свиной грипп) и SARS-CoV-2.
В июле компания запустила на Kickstarter сбор средств на персональный санитайзер воздуха Gino. Дезинфекция состоит из двух этапов. Сначала микробы притягиваются к внутренним поверхностям фильтра, где они улавливаются. На втором этапе они разрушаются в результате быстрой химической реакции с покрытием ViraTeq.
9. Робот Spot
Компания: Boston Dynamics, США.
Социальное дистанцирование — один из эффективных способов борьбы с COVID-19, но иногда про него нужно напоминать людям. Spot — маневренный робот с камерами 360°. Власти Сингапура использовали устройство для патрулирования в парках и напоминания посетителям держаться друг от друга на безопасном расстоянии. А в больницах робот помогает удаленно лечить пациентов с коронавирусом.
10. Скруббер для мытья полов
Компания: Carnegie Robotics и Питтсбургский аэропорт, США.
Аэропорт объединился с робототехнической компанией, чтобы создать автономные скрубберы (очищающее устройство) для полов: они модифицировали машины датской фирмы Nilfisk. Carnegie Robotics разработала искусственный интеллект и роботизированную систему, которая позволяет автономно отображать и очищать территорию. Некоторые свои устройства Carnegie Robotics оснастила ультрафиолетовым излучателем для обработки поверхности после очистки с применением давления и дезинфицирующих средств.
11. Контраст для дезинфекции Highlight
Компания: Kinnos, США.
Человеческий фактор — причина большинства ошибок при уборке. При этом использование дезинфицирующих средств — первая линия защиты. Но из-за прозрачности можно не заметить пропущенные участки, поэтому студенты Колумбийского университета разработали цветную добавку, которая смешивается с хлоркой.
Спрей в полевых условиях испытывался в Либерии, Гвинее, Гаити, Демократической Республике Конго и Уганде во время вспышки лихорадки Эбола и холеры. Сейчас есть две версии контраста: для салфеток и жидких отбеливателей. Они обеспечивают контроль качества и соблюдение нормативных гигиенических требований.
12. Самоочищающаяся дверная ручка SteriGrip
Компания: Smart Hygiene, Ирландия.
В дверную ручку встроен резервуар для дезинфицирующего средства. Ей достаточно повернуться на 180°, чтобы обеспечить гигиену после каждого использования. Устройство работает от энергии, создаваемой открыванием двери: благодаря такой технологии дверная ручка полностью выпадает из цепочки передачи болезней.
Технологии, которые разрабатываются в том числе для борьбы с коронавирусом, пригодятся и в будущем при вспышке новых заболеваний. Они также помогают в предотвращении внутрибольничных инфекций, одна из распространенных в России — внутрибольничная пневмония. Проблема COVID-19 в том, что это новый вирус. Организм не сразу распознает его как что-то плохое, поэтому к нему нет иммунитета. Превентивные меры помогают исследователям выиграть время, чтобы разработать и протестировать вакцину и лекарства.
Читайте также:
Годовая миссия в Арктике закончилась, и данные неутешительны. Что ждет человечество?
Ученые пытаются понять, сколько живет нейтрон. Почему это так сложно и важно?