可吸入粉末可以保护肺部免受COVID-19和流感病毒的侵害gydF4y2Ba
![Fabrication and characterization of SHIELD. a , Schematic showing the concept of the SHIELD method. Dry SHIELD particles (gray spheres) are inhaled and they become swollen (blue spheres) once they are in contact with the mucus layer (pink layer). Finally, it forms a layer of hydrogel (blue layer) and adheres to the mucus layer. The process includes inhalation (i), swelling (ii) and adhesion (iii). b , A representative SEM image showing the morphology of SHIELD particles before swelling. The inset shows a zoomed-in view of one particle. c , Aerodynamic diameter of SHIELD particles. Data are mean ± s.d.; n = 4 independent experiments. d – f , Swelling behavior study. d , Representative optical microscopy images showing the morphological changes of SHIELD particles during a period of ten minutes in water. Scale, 50 μm. e , Volume change of spherical hydrogel in contact with water. The volume was calculated from the measured diameters during the swelling process. Data are mean ± s.d.; n = 5 independent experiments. f , A representative SEM image showing the hydrogel network after SHIELD particle swelling. g , Fourier-transform infrared spectrum showing the presence of PAAc-NHS ester within SHIELD particles. h , Mucoadhesive study using NH 2 -labelled beads. Fluorescence images showing the interaction between microbeads (blue) and swollen SHIELD particles (red). In b and h , independent experiments were performed ( n = 5) with similar results. 可吸入“SHIELD”保护肺部免受COVID-19和流感病毒的侵害gydF4y2Ba](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/inhalable-shield-prote.jpg)
研究人员开发了一种可吸入的粉末,可以通过加强人体自身的粘膜层来保护肺部和呼吸道免受病毒入侵。这种粉末被称为增强肺防御的球形水凝胶吸入剂(SHIELD),可以在24小时内减少小鼠和非人灵长类动物模型的感染,并且可以反复服用而不影响正常的肺功能。gydF4y2Ba
“这项工作背后的想法很简单——病毒必须穿透粘液才能到达并感染细胞,所以我们创造了一种可吸入的生物粘合剂,它与你自己的粘液结合,以防止病毒进入你的肺细胞,”描述这项工作的论文通讯作者Ke Cheng说。“粘液是人体天然的水凝胶屏障;我们只是在加强这一屏障。”gydF4y2Ba
程是北卡罗莱纳州立大学兽医学院再生医学的Randall B. Terry, Jr.特聘教授,也是北卡罗莱纳州/北卡罗来纳大学教堂山分校生物医学工程系的教授。gydF4y2Ba
所述可吸入粉末微粒由明胶和接枝无毒酯的聚(丙烯酸)组成。当被引入一个潮湿的环境,如gydF4y2Ba呼吸道gydF4y2Ba而肺——微粒膨胀并粘附在粘膜层上,增加了粘液的“粘性”。gydF4y2Ba
吸入后的前8小时内药效最强。SHIELD可在48小时内进行生物降解,并完全从体内清除。gydF4y2Ba
在一个gydF4y2Ba小鼠模型gydF4y2Ba吸入4小时后,SHIELD阻断SARS-CoV-2假病毒颗粒的效率为75%,24小时后降至18%。研究人员在对肺炎和H1N1病毒进行测试时发现了类似的结果。gydF4y2Ba
在原始SARS-CoV-2变种和delta SARS-CoV-2变种的非人灵长类动物模型中,经shield治疗的受试者的病毒载量减少了50 - 300倍,并且没有出现灵长类动物感染的常见症状,如肺部炎症或纤维化。由于灵长类动物不表现出与人类相同的感染症状,病毒载量是用于确定暴露的标准标记。gydF4y2Ba
研究人员还观察了体外和体内的潜在毒性:95%gydF4y2Ba细胞培养gydF4y2Ba暴露在高浓度(10毫克毫升-1)的SHIELD中仍保持健康,每天服用两周的小鼠仍保持正常gydF4y2Ba肺gydF4y2Ba还有呼吸功能。gydF4y2Ba
Cheng说:“SHIELD比其他物理屏障或杀毒化学物质更容易使用,也更安全。”“它就像一个‘隐形面具’,适用于那些难以面具的人,例如在剧烈运动、饮食或密切社交时。”人们也可以在物理掩蔽的基础上使用SHIELD来获得更好的保护。gydF4y2Ba
“但SHIELD的美妙之处在于,它不一定仅限于预防COVID-19或流感。我们正在研究它是否也可以用来防止过敏原甚至空气污染等任何可能伤害肺部的东西。”gydF4y2Ba
这项研究发表在gydF4y2Ba自然材料gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
更多信息:gydF4y2Ba北卡罗来纳大学教堂山分校和北卡罗来纳州立大学教堂山和罗利分校,美国北卡罗来纳州,一种吸入性生物粘合剂水凝胶,可保护非人类灵长类动物免受SARS-CoV-2感染,gydF4y2Ba自然材料gydF4y2Ba(2023)。gydF4y2BaDOI: 10.1038 / s41563 - 023 - 01475 - 7gydF4y2Ba.gydF4y2Bawww.nature.com/articles/s41563 - 023 - 01475 - 7gydF4y2Ba