Ultraschallwellen können das Coronavirus schädigen und zerstören. Darauf weist eine aktuelle Studie von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) aus Cambridge, USA, hin. Mithilfe von Computersimulationen haben die Forscher die mechanische Reaktion des Virus auf Ultraschall-Vibrationen im Frequenzbereich medizinischer Bildgebung getestet: Innerhalb von Sekundenbruchteilen zerstörten die Vibrationen sowohl die Hülle als auch die charakteristischen Spike-Proteine des Coronavirus. Airbion hat zu Anfang des Jahres 2021 den Luftreiniger Airbion One auf den Markt gebracht, welcher sich diese Wirkung von Ultraschallwellen gezielt zunutze macht.

Das Team des MIT, Department of Mechanical Engineering, wollte die physikalischen Eigenschaften des Coronavirus erforschen und hat deshalb in Computersimulationen die mechanische Reaktion des Virus auf Vibrationen von Ultraschall modelliert. Sie fanden heraus, dass Vibrationen zwischen 25 und 100 Megahertz die Hülle und die Spike-Proteine des Virus innerhalb eines Bruchteils einer Millisekunde kollabieren und brechen lassen. Der Effekt wurde in Simulationen des Virus in Luft und in Wasser beobachtet. „Die Ergebnisse sind vorläufig und basieren auf begrenzten Daten bezüglich der physikalischen Eigenschaften des Virus“, heißt es in einer Stellungnahme des Instituts. Dennoch sagten die Forscher, dass ihre Ergebnisse ein erster Hinweis auf eine mögliche ultraschallbasierte Behandlung von Coronaviren seien, einschließlich des neuen SARS-CoV-2-Virus. Die Forscher entwickelten die Vision, dass perspektivisch Miniatur-Ultraschallwandler, die in Telefone und andere tragbare Geräte eingebaut werden, Menschen vor dem Virus schützen könnten.

„Wir freuen uns, dass das renommierte MIT die Wirkung von Ultraschall auf Viren bestätigt“, erklärt Eduard Schubert, CEO von Airbion. „Auch wir sehen das immense Potential, das diese Erkenntnis für die globale Gesundheit hat.“ Airbion setzt in seinen Luftreinigungsgeräten bereits Ultraschallwellen ein. Die von Prof. Dr. Gregor Luthe entwickelte VAPUR-Technologie nutzt die physikalische Wirkung dieser Wellen, um Viren und Bakterien zu inaktivieren. Dabei wird zunächst die mit Partikeln wie Feinstaub oder Viren belastete Luft in das Airbion Gerät eingesaugt und an sogenannten Piezo-Elementen vorbeigeführt, welche Ultraschallwellen emittieren. Diese treffen auf die ultrafeinen Partikel, wodurch sie sich verformen und zu größeren Einheiten verklumpen, was sie unschädlich macht. In einem zweiten Schritt wird zusätzlich über Leuchtdioden (LED) UV-C-Licht erzeugt, um die agglomerierten Partikel zu bestrahlen. Aufgrund ihrer neuen Größe absorbieren sie nun sehr viel mehr Energie aus dem UV-C-Licht; dies bewirkt eine Ultraerhitzung, welche organische Bestandteile denaturiert und abtötet. Airbion-Geräte sind aufgrund dieser Technologie in der Lage, Feinstpartikel in der Größe von 1nm bis zu 2.000 nm vollständig zu zerstören.

Quelle: Tomasz Wierzbicki, Wei Li, Yuming Liu, Juner Zhu, MIT: „Effect of receptors on the resonant and transient harmonic vibrations of Coronavirus“, in: Journal of the Mechanics and Physics of Solids, May 2021, vgl. auch https://news.mit.edu/2021/ultrasound-coronaviruses-damage-0316

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