הוכחת עקיצות: חומר לבוש חדש מביס יתושים, אומרים חוקרי NCSU
תאריך פרסום:מאת לורה אוליאץ'
חוקרים מאוניברסיטת צפון קרולינה, יצרו בגדים נטולי קוטלי חרקים ועמידים בפני יתושים באמצעות חומרי טקסטיל שהם אישרו כי הם עמידים בפני עקיצות בניסויים עם יתושים חיים. הם פיתחו את החומרים באמצעות מודל חישובי של עיצוב משלהם, המתאר את התנהגות הנשיכה של Aedes aegypti, היתוש הנושא וירוסים הגורמים למחלות אנושיות כמו זיקה, קדחת דנגי וקדחת צהובה.
בסופו של דבר, החוקרים דיווח ביומן חרקים שהם הצליחו למנוע 100 אחוז מהנשיכות כאשר מתנדב לבש את הבגדים שלהם - תחתון שכבת בסיס וחולצה קרבית שתוכננה בהתחלה לצבא - בכלוב עם 200 יתושים חיים ללא מחלות. וקטור טקסטיל, חברת סטארט-אפ במדינת NC, העניקה רישיון לזכויות הפטנטים הקשורות ובכוונתה לייצר בגדים למכירה מסחרית בארצות הברית.
צילום מסך מהגשת הפטנט של NCSU.
החוקרים חושבים שניתן להשתמש במודל החישובי שלהם באופן נרחב יותר לפיתוח בגדים להפחתת העברת מחלות.
"הוכח שהבד עובד - זה הדבר הגדול שגילינו", אמר שותף במחקר אנדרה ווסט, פרופסור חבר לאופנה ועיצוב טקסטיל במדינת NC ומנהל של צייס הרחבת טקסטיל לפיתוח כלכלי. "בעיני, זה מהפכני. מצאנו שאנחנו יכולים למנוע מהיתוש לדחוף דרך הבד, בעוד שאחרים היו עבים מספיק כדי למנוע ממנו להגיע לעור".
לפתח את המודל החישובי לעיצוב חומרי טקסטיל שיכולים למנוע א אגיפטי נשיכות, חוקרים חקרו את ממדי הראש, האנטנה והפה של א אגיפטי, והמכניקה של איך זה נושך. לאחר מכן, הם השתמשו במודל כדי לחזות חומרי טקסטיל שימנעו עקיצות, בהתאם לעובי ולגודל הנקבוביות שלהם. חוקרים אמרו שהם מאמינים שהחומרים יכולים להיות יעילים נגד מיני יתושים אחרים בנוסף א אגיפטי בגלל קווי דמיון בביולוגיה והתנהגות נשיכה.
[חמישה פרופסורים באוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט הגישו בקשה למשרד הפטנטים והסימנים המסחריים של ארה"ב לבגדים העמידים בפני עקיצות יתושים ב-2019: ווסט, מריאן ג'י מק'קורד, צ'ארלס ס. אפפרסון, ריצ'רד מייקל רו ואמיאל א. דנהרטוג.]
"ישנם שימושים שונים לבגדים", אמר המחבר הראשון של המחקר קון לואן, חוקר פוסט-דוקטורט של חומרים ביולוגיים ביער במדינת NC. "הרעיון הוא שיהיה דגם שיכסה את כל הבגדים האפשריים שאדם אי פעם ירצה."
כדי לבדוק את הדיוק של המודל שלהם, החוקרים בדקו את החומרים שצפויים להיות חסיני נשיכה. בניסויים עם יתושים חיים נטולי מחלות, הקיפו החוקרים מאגר דם בחומרים פלסטיים שנעשו על פי פרמטרים שחזה המודל. לאחר מכן הם ספרו כמה יתושים נבלעו בדם.
חומר אחד שהם בדקו בתחילה היה דק מאוד - בעובי של פחות ממילימטר אחד - אבל היה לו גודל נקבוביות קטן מאוד כדי למנוע מהיתוש להדביק את חלקי הפה שלו, או את החרטום, דרך החומר. לחומר אחר היה גודל נקבוביות בינוני כדי למנוע מהיתוש להחדיר את ראשו דרך הטקסטיל מספיק רחוק כדי להגיע לעור; ולחומר שלישי היו נקבוביות גדולות יותר, אבל היה עבה מספיק כדי שפיו של היתוש עדיין לא יכול להגיע לעור.
בבדיקה שנערכה לאחר מכן בחרו החוקרים סדרה של בדים סרוגים וארוגים שעמדו בפרמטרים חסיני הנשיכה שנקבעו על ידי המודל, ואימתו שהם עבדו בניסויים תוך שימוש במאגר הדם ובמתנדבים אנושיים. החוקרים בדקו את מספר העקיצות שקיבלו מתנדבים כאשר משתתפי המחקר החדירו זרוע מכוסה בשרוול מגן לתוך כלוב יתושים. החוקרים השוו גם את יכולתם של הבדים למנוע עקיצות ולדחות יתושים לבדים שטופלו בקוטל חרקים.
ממה שלמדו בניסויים מוקדמים, החוקרים פיתחו את הבגד התחתון העמיד לנשיכות, בעל גזרה עשויה מחומר דק, כמו גם חולצה עם שרוולים ארוכים, שנראתה בתחילה כחולצה קרבית לצבא.
כאשר מתנדב לבש את הבגדים בישיבה 10 דקות ועומד 10 דקות בכלוב עם 200 יתושים רעבים, המתנדב גילה שהחולצה הקרבית יעילה ב-100 אחוז במניעת עקיצות. בניסוי הראשון שבדק את שכבת הבסיס קיבל המתנדב עקיצות בגב ובכתפיים - שבע עקיצות ל-200 יתושים. החוקרים ייחסו את העקיצות למתיחה והעיוות של הבד, ולכן הכפילו את שכבת החומר סביב הכתפיים, ובסופו של דבר הצליחו למנוע 100 אחוז מהנשיכות. הם גם בדקו את הלבוש לנוחות, וכדי לראות עד כמה הוא לוכד חום ומשחרר לחות.
"הבגדים הסופיים שיוצרו היו עמידים ב-100 אחוז לנשיכות", אמר מייקל רו, וויליאם ניל ריינולדס פרופסור מכובד לאנטומולוגיה במדינת NC. "בגדים יומיומיים שאתה לובש בקיץ אינו עמיד בפני עקיצות בפני יתושים. העבודה שלנו הוכיחה שזה לא חייב להיות ככה. בגדים שאתה לובש מדי יום יכולים להיות עמידים לנשיכות. בסופו של דבר, הרעיון הוא שיהיה דגם שיכסה את כל הבגדים האפשריים שאדם אי פעם ירצה - גם לצבא וגם לשימוש פרטי".
פורסם המחקר, "פיסיקה של יתושים-טקסטיל: מפת דרכים מתמטית לבגדים ללא קוטלי חרקים, חסיני עקיצות לחיי היומיום", באינטרנט 13 ביולי 2021, בכתב העת חרקים. הוא נכתב על ידי לואן, רו, ווסט, צ'ארלס אפפרסון, מריאן מק'קורד, אמיאל דןהרטאג, קוואן שי, ניקולס טרוואנטי, רוברט מיטשל, גרייסון קייב, ג'ון סטרידר ויאנגקסין וואנג מאוניברסיטת NC State ו-Isa Bettermann, Florian Neumann וטוביאס בק מ אוניברסיטת אאכן, גרמניה. המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, תוכנית לוחמי המלחמה בפריסה של משרד ההגנה, חטיבת הקבלנות של Natick של משרד ההגנה האמריקאי, קרן החדשנות של קנצלרית במדינת NC, המרכז הדרום-מזרחי לבריאות חקלאית ומניעת פציעות, PILOTS ו- תחנת ניסוי מחקר חקלאות של NC.
(ג) NCSU
מקור מקורי: WRAL TechWire