Шість інновацій для боротьби з коронавірусом, створення яких підтримав Євросоюз

Від біолюмінесцентного тестувального обладнання до роботів-дезінфекторів — у цій статті про шість інноваційних продуктів і технологій, які зараз розробляються для боротьби з коронавірусом за фінансової підтримки ЄС.

1. Покриття, що захищає поверхні від коронавірусу.

Антимікробне покриття, що знищує коронавірус, призначене для дезінфекції часто використовуваних поверхонь. Покриття можна нанести на такі поверхні, як сенсорні екрани та кнопки ліфта. Його виготовлено із синтетичних антимікробних пептидів (міні-білків), які розщеплюють зовнішню ліпідну мембрану вірусу, ефективно вбиваючи її.

«Ця технологія змушує мікроорганізм луснути. Це відбувається приблизно так, як із повітряною кулею, що торкається кактуса», — каже д-р Х'юго Македо, директор компанії з очищення повітря Smart Separations, яка розробляє покриття. «Ми протестували наш винахід на E. Coli, на H1N1, а зовсім недавно ми також протестували його проти SARS-CoV-2 — вірусу COVID-19, — додав доктор Македо, — Наші попередні тести показали, що він ефективний проти COVID-19». Др. Македо та його команда вивчають різні застосування для покриття, в тому числі для вдосконалення засобів індивідуального захисту. Противірусні наклейки, що містять покриття з одного боку та клейкий матеріал з іншого, можуть бути нанесені на часто використовувані поверхні, такі як банкомати, каже др. Македо. Компанія також розглядає способи нанесення покриття на існуючий продукт, систему фільтрації на основі кераміки, яка може знищити цвіль, віруси та бактерії, такі як Легіонела, що містяться у повітрі. Компанія презентувала свою технологію інвесторам на пітчингу Європейської інноваційної ради у квітні, а в липні було розпочато кампанію Kickstarter для фінансування керамічного повітряного фільтра з покриттям для використання в офісах та будинках.

2. Самокерувальний робот-дезінфектор

Автономний робот, який випромінює ультрафіолетове світло, і в даний час використовується в лікарнях для зупинки розповсюдження лікарняних інфекцій, перевіряється на ефективність проти коронавірусу. Робот УФД (ультрафіолетова дезінфекція) використовує тип ультрафіолетового світла, яке зазвичай не проникає в озоновий шар Землі. Оскільки він природним чином не присутній на Землі, біологічний матеріал особливо вразливий до впливу УФ-випромінювання.
«Якщо це випромінювання потрапляє в мікроорганізм, воно проникає в клітинну мембрану і знищує всі більші молекули всередині клітини, — заявляє Клаус Різагер, головний директор датської компанії з робототехніки Blue Ocean Robotics, яка проєктує, розробляє і виготовляє робота. — Це означає, що основні функції клітини вірусу зупиняються, і він гине».
Ультрафіолетове світло зазвичай використовується для знезараження поверхонь у лікарнях від бактерій і вірусів, однак через стаціонарні джерела світла залишаються ділянки, які не оброблені радіацією. Як машина, що працює на самокеруванні, робот УФД здатний переміщатися кімнатами, щоб знищити 99,99% бактерій, каже доктор Різагер. За його словами, лікарні на 300 ліжок з відділеннями інтенсивної терапії та операційними потрібно від 10 до 15 таких машин для ефективної дезінфекції.

Компанія Blue Ocean Robotics, яка раніше отримувала фінансування від Європейської інноваційної ради, вважає, що початкові результати щодо ефективності проти коронавірусу є позитивними. «Коронавірус досить великий і досить важкий, тому він дуже вразливий. Це один з вірусів, який ми найлегше знищуємо», — каже доктор Різагер.

3. Набори для тестування в темряві

Учені в Нідерландах створюють біолюмінесцентний набір для тестування, який може бути використаний для того, щоб з’ясувати чи імунна система виробляє антитіла у відповідь на коронавірус. Сенсори виготовлені з білків, які використовують люциферазу — фермент, що його виробляють світлячки для світіння. Сенсори випромінюють синє світло, якщо у зразку крові є антитіла. Структура кожного білка сенсора розділена на дві частини, що називаються «домени». Одна частина продукує синє світло, а друга випромінює флуоресцентне зелене світло. Білки залишаться зеленими, якщо не буде виявлено специфічних антитіл. Якщо ж антитіла присутні, їхнє зв'язування з білком викликає структурні зміни всередині білка, змінюючи колір на синій. Випромінюване світло недостатньо потужне, щоб було видно неозброєним оком, але може бути виявлене камерою смартфона.
Розробники цієї технології стверджують, що після завершення роботи над її створенням, тести зможуть давати результати уже за 30 хвилин.

4. Шатл, що захищає від інфекцій

Розроблений для боротьби з еболою у 2014 року, EpiShuttle — це спеціальний ізолятор для транспортування пацієнтів. Його використовують бригади швидкої для перевезення інфікованих людей із гарячих точок коронавірусу до регіонів, що мають більше можливостей для лікування. Контроль інфекції в середовищі швидкої допомоги ускладнений через брак місця, обладнання та води. Не існує фізичної перегородки між кабіною водія та кабіною пацієнта, що означає, що водії, які не мають можливості користуватися спеціальним захисним обладнанням, ризикують заразитися. EpiShuttle повністю герметичний, окрім кількох повітряних фільтрів, що ловлять і зупиняють мікроби. Це закрите середовище, яке затримує інфекцію і дозволяє безпечно перевозити пацієнтів.

«Ми бачимо, що транспорт був дуже важливою складовою боротьби з коронавірусом, тому що є епіцентри з великою кількістю пацієнтів, а інтенсивна терапія в цих регіонах не впорується, — каже Еллен Кетрін Андерсен, виконавча директорка EpiGuard, компанії, що виготовляє EpiShuttle. — Маючи достатню транспортну спроможність, ми можемо переміщувати пацієнтів у райони з меншою кількістю хворих і з більшою доступністю інтенсивної терапії».

EpiShuttles використовують у повітряній швидкій допомозі — літаках та гелікоптерах, у наземних бригадах швидкої, а також у лікарнях, щоб захистити здорових пацієнтів від інфікованих. На даний момент дизайн шатла удосконалюється в рамках проєкту EpiShuttle 2.0, щоб вбудувати систему дезінфекції на основі газу, яка забезпечить швидке повторне використання.

5. 3D-друковані окуляри для контролю життєвих показників

На думку винахідників, 3d-друкована система моніторингу хворих на коронавірус, яка носиться, як окуляри, може дати лікарям швидші та точніші дані про стан пацієнта. Окуляри, які постійно відстежують життєві показники, були розроблені Team Discover, групою студентів з Угорщини, які брали участь у квітневому хакатоні «ЄС проти вірусу», мета якого підтримати розробку антикоронавірусних інновацій. Система, розроблена впродовж 48 годин на основі консультацій з лікарями та медсестрами, наразі на стадії прототипу. «Ми думали про те, яку форму вона має мати, чи це буде пов'язка на голову чи щось схоже на walkie-talkie, — каже Пітер Лакатос, учасник Team Discover. — Але тоді ми обрали рамку від окулярів, оскільки це здавалося найбільш інтуїтивно зрозумілим».
В окулярах є три датчики: інфрачервоний монітор температури, імпульсний оксиметр для вимірювання частоти пульсу та насичення киснем і мікрофон для контролю дихання.
«Оскільки цей пристрій дає змогу постійно моніторити стан пацієнта, це дозволить більш точно аналізувати зміни його стану, — каже винахідник. — Ми можемо попередити медсестер та лікарів значно швидше, якщо стан пацієнта погіршився».

Зараз команда веде переговори з угорськими та міжнародними організаціями, щоб знайти способи зробити цю технологію широко доступною. Винахідники переконані, що окуляри можуть використовуватися для спостереження за пацієнтами з найрізноманітнішими станами, зменшуючи часове навантаження на медичний персонал.

6. Онлайн-система пошуку медичного обладнання в Інтернеті.

Платформа, яка в реальному часі забезпечує зв’язок постачальників медичних послуг з постачальниками медичного обладнання. За словами її розробників, може усунути великий розрив між попитом та пропозицією, щоб уникнути нестачі обладнання. Болгарський винахідник Борис Міхов каже, що коронавірусна криза виявила дефіцит даних. «Як повідомити світові, що ви виробляєте щось, що потрібно медичним працівникам? — каже Міхов. — Як показала криза COVID-19, знайти пропозицію, яка б задовільняла попит у цій ситуації іноді майже неможливо».
Платформа AidBind, яка також була розроблена під час хакатону «ЄС проти вірусу», має на меті полегшити закупівлю медичних виробів шляхом швидкого та прозорого обміну інформацією. На платформі відображені потреби медичних установ, запаси виробників і сфери, в яких благодійні та неурядові організації можуть направляти отриману ними допомогу. За словами Міхова, платформа також допоможе благодійним організаціям краще працювати: «Зараз їм надзвичайно важко координувати допомогу. Тож маючи ці дані та забезпечуючи їхній доступ зацікавленим сторонам, робота стає простішою».
Планується, що платформа AidBind буде запущена в Болгарії протягом найближчих 4-6 тижнів з метою її впровадження на міжнародному рівні в найближчі місяці.

Усі дослідження, про які йдеться у цій статті, фінансувались ЄС.

Джерело: Horizon magazine.