你能想象得到吗？只需轻轻喷一喷，就能在鼻子内“戴”上一层“口罩”。中国科学院过程工程研究所(以下简称过程工程所)的科研人员创制了一种“鼻内口罩”，能够实现对病毒的拦截并让病毒失活，可大大降低病毒感染的风险。研究显示，在小鼠、人鼻腔数字模型、人呼吸道仿真模型验证中，“鼻内口罩”均表现出显著的防护效果。
什么是“鼻内口罩”，其防护原理是什么，和普通口罩相比它有什么优势？科技日报记者就这些问题采访了相关专家。
在鼻腔处设置一道“关卡”
气溶胶是病毒性呼吸道传染病的主要传播方式。鉴于病毒气溶胶可以通过鼻腔侵入人体，研究人员设想，是否可以在鼻腔处设置一道“关卡”或“护盾”，即涂上可以有效拦截病毒甚至灭活病毒的涂层？基于多年的生物剂型工程研究基础，中国科学院院士、过程工程所研究员马光辉和过程工程所研究员魏炜团队创制了“鼻内口罩”。
实际上，“鼻内口罩”是一种嵌合细胞囊泡的温度敏感型凝胶。它由表面高表达病毒受体的微米级细胞囊泡，嵌合在携带正电荷的温敏型水凝胶中构成。在室温状态下，它呈现液态并可以喷雾的方式进入鼻腔中。当液态的“鼻内口罩”进入鼻腔后，在人体温度的作用下，可以很快地由液态转化为凝胶态，从而在鼻腔中形成一层凝胶防护层。
“该防护层能够通过拦截和诱捕这两种作用，阻止病毒气溶胶进入肺部，并且能够使病毒气溶胶中的病毒失去感染能力。”论文共同第一作者、过程工程所副研究员王双说，当病毒气溶胶被吸入鼻腔时，该凝胶防护层中的正电荷凝胶能够拦截并吸附带负电荷的病毒气溶胶颗粒，从而阻断其向下游气管及肺部的传播；而嵌合在凝胶中的微米级细胞囊泡，能够进一步借助表面高表达的病毒受体，诱捕病毒进入囊泡内部使其失活，以此保护鼻腔上皮细胞不被病毒感染。上述两种作用协同，可降低病毒感染的风险。
“在研究过程中，我们制备了多种不同浓度、不同配比的水凝胶。通过考察它们的喷雾性能、温敏性能、气溶胶吸附性能等，我们最后筛选出了一个多方面均有良好表现的凝胶配方。”论文共同第一作者、过程工程所博士生胡校铭说。
通过小鼠的病毒感染模型与病毒传播模型实验，研究人员发现，“鼻内口罩”可以有效保护小鼠鼻腔和肺部免受病毒气溶胶的感染。
此外，研究团队还借助3D打印技术获得了人体鼻腔实物模型，并将其与人肺类器官模块(模拟肺组织)和气流管道模块(模拟呼吸气流)连接，构建了集成化的人呼吸道仿真模型。在此基础上，团队证明了“鼻内口罩”能够有效降低不同病毒气溶胶对于肺类器官的感染率。