un nuovo studio dei ricercatori in mit Dipartimento dell'ingegneria meccanica suggerisce che Coronavirus Può essere vulnerabile alle vibrazioni ad ultrasuoni, all'interno delle frequenze utilizzate nella diagnostica medica Imaging.

Attraverso simulazioni informatiche, il team ha modellato il virus ' Risposta meccanica alle vibrazioni su una gamma di ultrasuoni Frequenze. Loro trovato che le vibrazioni tra 25 e 100 megahertz hanno innescato il virus ' Shell e picchi per crollare e iniziare a rompere in una frazione di A Millisecond. Questo L'effetto è stato visto nelle simulazioni del virus in aria e in acqua.

I risultati sono preliminari e basati su dati limitati relativi al virus ' fisico proprietà. Ciononostante, i ricercatori dicono loro I risultati sono un primo suggerimento in un possibile Basato su ultrasuoni trattamento per coronavirus, incluso il romanzo SARS-Cov-2 virus. Come Esacto ecografia potrebbe essere somministrato e come Efficace Sarebbe essere nel danneggiare il virus all'interno della complessità del corpo umano, sono tra Le principali domande gli scienziati dovranno affrontare l'andare avanti avanti.

"Abbiamo comprovato che sotto l'eccitazione ad ultrasuoni il Coronavirus Coronavirus Shell e picchi vibrateranno, e l'ampiezza di quella vibrazione sarà molto grande, producendo ceppi che potrebbero rompere alcune parti del virus, facendo danni visibili al danno visibile Shell esterni e possibilmente danni invisibili all'RNA all'interno ", afferma Tomasz Wierzbicki, professore di meccanica applicata in MIT. "La speranza La nostra carta avrà inizio una discussione su vari discipline."

The Team's I risultati appaiono online nel Journal of the Mechanics and Physics of Solids Wierzbicki's I coautori sono Wei Li, Yuming Liu, e Juner Zhu A MIT.

una shell picky.

Come il Covid-19 La pandemia ha preso in giro per il mondo, wierzbicki sembrava contribuire alla comprensione scientifica del virus. Suo Gruppo il focus è in meccanismi solidi e strutturali e lo studio di come Frattura dei materiali sotto vari stress e ceppi. Con questa prospettiva, si chiese cosa potrebbe essere appreso del virus ' Frattura Potenziale.

Wierzbicki's La squadra ha messo in mostra per simulare il romanzo Coronavirus e la sua risposta meccanica a vibrazioni. Loro Utilizzati semplici concetti della meccanica e della fisica dei solidi per costruire un modello geometrico e computazionale del virus ' Struttura, che Essi Basato su informazioni limitate nella letteratura scientifica, come le immagini microscopiche del virus " Shell e Spikes.

Dai precedenti studi, gli scienziati hanno mappato la struttura generale del Coronavirus - una famiglia di virus che s HIV, influenza e il romanzo SARS-COV-2 ceppo. Questo La struttura è composta da un guscio liscio di proteine ​​lipidiche, e densamente imballato, Spike-Like Recettori che sporgono dal Shell.

Con questa geometria in mente, la squadra ha modellato il virus come un sottile guscio elastico coperto da circa 100 elastici picchi. come il virus ' Le esatte proprietà fisiche sono incerte, i ricercatori hanno simulato il comportamento di questa semplice struttura attraverso una gamma di elasticità per il guscio che per i picchi.

"Noi Non capire le proprietà del materiale dei picchi perché sono così piccoli - circa 10 nanometri alti" wierzbicki dice. "Anche più sconosciuto è Cosa c'è Dentro il virus, che non è vuoto ma pieno di RNA, che se stesso è circondato da una proteina capside Shell. Quindi questa modellazione richiede molte ipotesi."

"Ci sentiremo sicuri che questo modello elastico sia un buon punto di partenza", Wierzbicki dice. "La domanda è, quali sono gli stress e i ceppi che causeranno il virus rottura?"

A Corona's crollo

A Rispondi a questa domanda, i ricercatori hanno introdotto vibrazioni acustiche nelle simulazioni e osservate Come le vibrazioni increspate attraverso il virus ' Struttura attraverso una gamma di ultrasuoni Frequenze.

La squadra ha iniziato con vibrazioni di 100 megahertz, o 100 milioni di cicli per secondo, che loro stimato Sarebbe Sii il Shell's Frequenza vibrante naturale, basata su Cosa è noto del virus ' fisico proprietà.

Quando loro Esposto il virus a 100 MHz Eccitati ad ultrasuoni, il virus ' Inizialmente le vibrazioni naturali non rilevabile. Ma all'interno di una frazione di un millisecondo le vibrazioni esterne, risuonando con la frequenza del virus ' Le oscillazioni naturali, hanno causato la conchiglia e le punte alla fibbia verso l'interno, simile a una palla che si abbinano mentre rimbalza il terreno.

Mentre i ricercatori hanno aumentato l'ampiezza o l'intensità, delle vibrazioni, il guscio potrebbe Frattura - Un fenomeno acustico noto come risonanza che spiega anche Come I cantanti dell'opera possono rompere un bicchiere da vino se loro cantare al giusto passo e Volume. A frequenze inferiori di 25 MHz e 50 MHz, il virus è stato incantato e fratturato ancora più veloce, sia in ambienti simulati di aria, sia in acqua simile in densità ai fluidi nel Corpo.

"Questi Frequenze e intensità sono all'interno della gamma che è utilizzata in modo sicuro per l'imaging medico", afferma Wierzbicki.

A perfezionamento e convalida il loro Simulazioni, il team sta lavorando con i microbiologi in Spagna, che utilizzano la microscopia della forza atomica per osservare gli effetti delle vibrazioni ad ultrasuoni su un tipo di Coronavirus trovato esclusivamente in maiali. Se L'ultrasuoni può essere dimostrato sperimentalmente per danneggiare coronavirus, tra cui SARS-Cov-2, e se questo danno può essere dimostrato di avere un effetto terapeutico, il team prevede che gli ultrasuoni, che sono già usati per rompere le pietre renali e rilasciare farmaci via I liposomi, potrebbero essere imbrigliati per trattare e possibilmente prevenire Coronavirus infezione. I ricercatori immaginano anche che i trasduttori ad ultrasuoni in miniatura, montati su telefoni e altri dispositivi portatili, potrebbero essere in grado di schermare persone dal virus.

Wierzbicki sottolinea che c'è molta più ricerca da fare per confermare se L'ultrasuoni può essere un'efficace strategia di trattamento e prevenzione contro Coronavirus. come suo La squadra lavora per migliorare le simulazioni esistenti con nuovi dati sperimentali, ha intenzione di zero nella meccanica specifica del romanzo, rapidamente mutating SARS-Cov-2 virus.

"Noi Guardiamo il generale Coronavirus Famiglia, e ora sembra specificamente alla morfologia e alla geometria di Covid-19," Wierzbicki dice. "Il potenziale è qualcosa che potrebbe essere grande nell'attuale situazione critica "