Новое решение для борьбы и предотвращения заражения вирусами SARS-CoV-2 было разработано командой ученых и инженеров группы ASBIS, под руководством СЕО ASBIS Group Сергея Костевича и доктора наук Александра Корнева.
Изобретение основано на концепции комбинированного воздействия ионов различных металлов на мембрану рибонуклеиновой кислоты (РНК) вирусов без негативного воздействия на клетки человека. Созданный прибор на базе уникального метода двухступенчатой ионизации предназначен для непрерывного использования в небольших закрытых помещениях.
Цель, поставленная перед рабочей группой, заключалась в создании безопасного для людей решения, технологии и прибора, который мог бы эффективно бороться с РНК-вирусами, имеющими оболочку. Типичным представителем таких вирусов являются коронавирусы, включая вирус, вызывающий инфекцию COVID-19.
Изучив научные работы в области наномедицины (1, 2), рабочая группа применила решение, в основу которого положена концепция комбинированного воздействия ионов различных металлов на мембрану РНК вирусов, и нашла уникальные возможности из области теоретической физики, химии и нанотехнологий.
Решение
Вирусы не могут размножаться вне живых клеток. Они похожи на «флешку», которая активируется только в момент присоединения к живой клетке животного или человека. Оптимальное условие для распространения вирусов – прохладная, влажная и туманная погода.
Коронавирусы выглядят как сферические частицы диаметром около 125 нанометров. У них двухслойная оболочка, которая состоит из мембраны, белковой оболочки и протеиновых шипов. Оболочка же коронавируса состоит преимущественно из мембраны. В этом их уникальность среди вирусов в оболочке (3). Внешняя сторона мембраны, как правило, положительно заряжена. Она и стала «мишенью» для разрушительной атаки.
Рабочая гипотеза состояла в том, что группы ионов некоторых металлов, таких как калий и платина, будут притягиваться к положительно заряженной внешней оболочке мембраны вируса из-за сосредоточенной в них энергии. Это и приведет к гальванической изотермической реакции. В результате, ионы могут «прожигать» мембрану вируса, приводя к ее разрушению.
Ионы магния хорошо известны своей способностью укреплять живые клетки (4,5).
Таким образом, ионы защищают и укрепляют живые клетки, разрушая вирус, образно говоря, на подлете. Именно это свойство должно дать высокую эффективность для профилактики от заболеваний вирусными инфекциями.
Эта часть исследований была завершена в марте 2020 года.
Ионизированный композит
Его создание заняло еще несколько месяцев. Необходимо было разработать технологию формирования стабильного ионизированного композита. Он и является первой ступенью ионного рассеивателя, который позволяет применить высоковольтные разряды невысокой мощности для «распыления» выбранных ионных групп в воздух.
В итоге, был создан композитный ионный гель в пористой структуре, покрытой полимерной оболочкой с крупной кристаллической решеткой, достаточно стабильной и не препятствующей эмиссии ионов при воздействии на него высоковольтных электрических разрядов.
В состав ионного вещества для борьбы с коронавирусом вошли Na11, Mg12, Ag47, Cl17, H1, Pt78, Au79, I53, K19 и другие. Полученное ионное вещество устойчиво, не вступает в химическую реакцию с водой или воздухом и не испаряется в естественных условиях. Материал не затвердевает и остается в гелиевом состоянии при температуре от -55 до 135°C.
Комплексные ионы, эмитируемые устройством, содержат среди названных элементов еще и гидроксидные радикалы HO-. Предполагается, что такие ионы притягивают положительно заряженную внешнюю оболочку вирусной мембраны, забирают из нее водород или кислород и разрушают мембрану.
При этом, ионы постоянно мутируют в пространстве, создавая разные ионные группы. Тесты показали, что на расстоянии до 3 метров от источника появляются ионные вихри с плотностью до ста тысяч ионов на кубический сантиметр. Несмотря на то, что «время жизни» ионов очень малое, – ряд групп ионов мутирует во времени и пространстве, генерирует фазовый потенциал между мембраной вируса и ионом, что приводит к разрушению вируса. Все компоненты ионного материала подобраны таким образом, чтобы поддерживать как можно дольше в окружающей среде ионные группы, создаваемые за счет ионов, эмитируемых в воздух, не нанося вреда живым клеткам.
Практическая реализация
Для обеспечения работы второй ступени – выброса ионов в воздух – ионный гель помещается в две таблетки, разделенные воздушной прослойкой, образующие катод и анод биполярного ионного рассеивателя. Когда капсула заполняется материалом, полимер вступает в реакцию с воздухом, образуя пористый материал, который поглощает ионный раствор. Сам полимер на 100% является диэлектриком и не мешает работе жидкого ионного вещества.
Наличие ионизированного материала позволяет применять высоковольтные разряды низкой мощности. Для обеспечения плотности ионов до 40 000 на кубический сантиметр в 50 см от устройства достаточно создавать электрическую дугу между таблетками, приложив к ним 14 тысяч Вольт и мощность 10 Ватт. А это примерно такая же концентрация ионов, которая обычно регистрируется у подножия водопадов.
Одним из ключевых преимуществ данного решения является то, что оно не выделяет озон. Его показатель ниже верхнего порога норм безопасности, что было подтверждено рядом испытаний.
Поток ионов, рассеиваемых ионизатором такого типа, равномерен со всех сторон, и может создавать «ионный щит» в закрытом пространстве диаметром полтора-два метра, защищая тех, кто находится в нем.
Результаты тестов
Лабораторные тесты на эпителиальных клетках L929, подобных тем, что выстилают бронхи человека, показывают, что заражение клеток, не обработанных ионизатором, происходит в геометрической прогрессии. Через три дня более 50% клеток были заражены вирусом. На подложках, обработанных ионным рассеивателем, только 8% клеток остаются зараженными вирусом на 4-й день. Из этого можно сделать вывод, что эффективность данного метода борьбы с вирусом SARS-CoV-2 составляет 92%.
Результаты проведенных тестов наглядно подтвердили замедление распространения вирусной инфекции, а также стимуляцию роста здоровых клеток человека.
Тесты на эпителиальных клетках почек также показали отсутствие негативного влияния ионизации данным методом.
Тесты с бактериями в чашках Петри показали крайне высокую эффективность пагубного влияния выбранных ионных групп на ряд вредоносных бактерий.
Выводы
Найденное решение двухступенчатой ионизации определенных групп металлов обеспечивает эффективный барьер для распространения РНК вирусов. Уникальная технология создания стабильного ионизированного композитного материала в форме пористого геля позволяет создавать ионное облако диаметром до двух метров при мощности устройства не более 10 Ватт. Подобранная композиция ионных групп показала высокую эффективность для защиты от коронавирусов и положительное влияние на живые клетки. Можно предположить, что в помещениях, обрабатываемых таким инновационным методом, нет необходимости носить маски. Устройства, основанные на данном решении, могут быть компактными и даже работать от батарейки. Возможно, в перспективе такие приборы могут эффективно защищать от инфицирования коронавирусами, включая COVID-19, в жилых комнатах, а также в офисах, кафе, ресторанах, гостиницах, личном транспорте, такси, спортивных залах и других помещениях где есть риск заражения коронавирусами.