Новое исследование исследователей в MIT Отдел машиностроения предполагает, что Коронавирусы Может быть уязвим к ультразвуковым вибрациям, в пределах частот, используемых в медицинской диагностике визуализация.

Через компьютерное моделирование команда смоделировала вирус ' Механическая реакция на вибрации по ряду ультразвука частоты. Они обнаружил, что вибрации от 25 до 100 мегагерц вызвали вирус ' Shell и Spikes, чтобы свернуть и начать разрыв в пределах доли Миллисекунды. Это Эффект был замечен в моделировании вируса в воздухе и в воде.

Результаты являются предварительными и основаны на ограниченных данных, касающихся «вируса » Физические свойства. Тем не менее, исследователи говорят их Выводы - первый подсказку на возможном Ультразвуковые Лечение коронавирусов, в том числе роман SARS-COV-2 вирус. Как точно ультразвук мог бы быть введенным, и Как эффективно это бы быть поврежденным вирусом в сложности человеческого тела, являются среди Основными вопросами ученые должны будут решать идти вперед.

«Мы. внешняя оболочка и, возможно, невидимое повреждение РНК внутри », - говорит Tomasz Wierzbicki, профессор прикладной механики на MIT. «То, чтобы Надежда заключается в том, что наша статья начнет обсуждение в различных дисциплинах».

Команда Результаты появляются онлайн в Журнал механики и физики твердых веществ Wierzbicki's Соавторы - Wei Li, yuming Лю, а ЮНЕР Чжу на MIT.

Spiky Shell

Как Covid-19 Пандемия взяла по всему миру, Wierzbicki посмотрел вклад в научное понимание вируса. Его Группа Фокус находится в твердой и структурной механике, а изучение Как Перелом материалов при различных стрессах и штаммов. С этой точки зрения он задавался вопросом, что может узнать о вирус ' Перелом потенциал.

Wierzbicki's команда намерена имитировать роман Коронавирус и его механический ответ на вибрации. Они использованные простые концепции механики и физики твердых веществ для построения геометрической и вычислительной модели вируса структура, которую они на основе ограниченной информации в научной литературе, таких как микроскопические изображения вируса ' Shell и Spikes.

Из предыдущих исследований ученые наметили общую структуру Коронавирус - Семья вирусов, которые ВИЧ, грипп и роман SARS-COV-2 штамм. Это Структура состоит из гладкой оболочки липидных белков, а плотно упаковано Spike-Alkege рецепторы, выступающие из Shell.

Имея в виду этой геометрии, команда смоделировала вирус как тонкую эластичную оболочку, покрытую примерно 100 упругими шипами. как вирус ' Точные физические свойства являются неопределенными, исследователи смоделировали поведение этой простой структуры в целом эластичности как для оболочки, так и для Spikes.

«Мы не знать материальные свойства шипов потому что они настолько крошечные - около 10 нанометров высотой» Wierzbicki говорит. «Даже Более неизвестно Что такое внутри вируса, который не пуст, а наполнен РНК, который сам окружен белковой капсидом оболочка. Так что это моделирование требует много предположения».

«Мы чувствуем себя уверенно, что эта упругая модель является хорошей отправной точкой» Wierzbicki говорит. «Вопрос вопрос, каковы стрессы и штаммы, которые приведут к вирусу разрыв?»

а корона крах

К Ответьте на этот вопрос, исследователи представили акустические вибрации в моделирование и наблюдаемые Как Вибрации рифлены через вирус ' структура по ряду ультразвука частоты.

Команда началась с вибраций 100 мегагерц, или 100 миллионов циклов на во-вторых, которые они Предполагается бы быть Shell's Натуральная вибрирующая частота, основанная на Что известен из вируса ' Физические свойства.

Когда они открыл вирус до 100 МГц ультразвуковых возбуждений, вирус ' Натуральные вибрации были изначально неопределенны. Но в пределах доли миллисекунды внешние колебания, резонирующие с частотой вируса ' Природные колебания, вызванные оболочкой и шипами для пряжки внутрь, похожи на мяч, который ямочками, когда он отскакивает от земля.

Как исследователи увеличили амплитуду, или интенсивность вибраций, оболочка может Перелом - акустическое явление, известное как резонанс, который также объясняет как Opera Singers может взломать рюмку, если они петь только на правом поле и объем. На более низких частотах 25 МГц и 50 МГц вирус, вирус, пробитый даже быстрее, как в моделируемых средах воздуха, так и водой, похожий на плотность к жидкостям в корпусе

«Этими частоты и интенсивностями находятся в пределах диапазона, которые безопасно используются для медицинской визуализации», - говорит Wierzbicki.

К уточнить и подтвердить их Симуляторы, команда работает с микробиологами в Испании, которые используют микроскопию атомной силы, чтобы наблюдать эффекты ультразвуковых колебаний на тип Coronavirus найден исключительно в свиньях Если Ультразвук может быть экспериментально доказано, что у него повреждают коронавирусы, в том числе SARS-COV-2, и если этот ущерб может быть показан, имеет терапевтический эффект, команда предусматривает, что ультразвук, который уже используется для расставания камней в почках и выпустить лекарства через Липосомы, могут быть использованы для лечения и, возможно, предотвращения Coronavirus инфекция. Исследователи также предусматривают, что миниатюрные ультразвуковые преобразователи, установленные на телефоны и другие портативные устройства, могут быть способны защищать людей из вируса.

Wierzbicki подчеркивает, что существует гораздо больше исследований для подтверждения Ультразвук может быть эффективным стратегией лечения и профилактики против Коронавирусы. как его Команда работает над улучшением существующих симуляций с новыми экспериментальными данными, он планирует нулю на конкретной механике романа, быстро мутируя SARS-COV-2 вирус.

«Мы смотрели на генерал Coronavirus семья, и теперь ищут специально у морфологии и геометрии COVID-19», - Wierzbicki говорит. «Потенциал потенциал - что-то что может быть великолепно в нынешнем критическом ситуации»