通過小鼠的病毒感染模型與病毒傳播模型實驗，研究人員發現，“鼻內口罩”可以有效保護小鼠鼻腔和肺部免受病毒氣溶膠的感染。
此外，研究團隊還借助3D打印技術獲得了人體鼻腔實物模型，並將其與人肺類器官模塊（模擬肺組織）和氣流管道模塊（模擬呼吸氣流）連接，構建了集成化的人呼吸道仿真模型。在此基礎上，團隊證明了“鼻內口罩”能夠有效降低不同病毒氣溶膠對於肺類器官的感染率。
以內化方式遮蔽病毒感染蛋白
與以往研究主要針對病毒感染不同，這項研究主要聚焦於病毒氣溶膠。“我們的研究提供了一種攔截病毒氣溶膠並誘捕病毒，從而阻止病毒氣溶膠感染的新思路。這為病毒氣溶膠防護領域添上了一塊新的拼圖。”王雙說。
在以往的研究中，科研人員主要利用納米級細胞囊泡，或者宿主細胞的細胞膜修飾的納米顆粒作為病毒“誘餌”。這種病毒“誘餌”能夠借助其表面攜帶的病毒受體與病毒進行結合。但由於其內部尺寸太小或無內部空間，因此它不能內化病毒，僅能遮蔽病毒的一部分感染蛋白，導致病毒還有感染細胞的可能性。
王雙介紹，在本研究中，團隊制備出微米級細胞囊泡作為病毒“誘餌”。它的內部具有較大的空間，能夠通過內化的方式遮蔽病毒的感染蛋白，大大降低病毒感染的風險。更為重要的是，微米級細胞囊泡表面的病毒受體完全來自病毒的宿主細胞，而病毒感染細胞的過程必須借助宿主細胞膜表面的病毒受體。因此，這種結合不會由於病毒發生突變而喪失。這也就意味著微米級細胞囊泡內化病毒並使病毒失活的能力不會因為病毒變異而失效，能夠適用於病毒的不同變異株。
這項研究創新性地將計算流體力學—離散顆粒模擬（CFD－DPS）技術，與基於電子計算機斷層掃描（CT）數據的3D重構技術運用到病毒氣溶膠鼻內防護領域的研究中。研究還首次構建了人呼吸道仿真模型，來模擬真實人體在呼吸作用下吸入病毒氣溶膠的過程。同時，研究借助計算機模擬與實驗驗證相結合的方式，從多角度為“鼻內口罩”在人體上的適用性與有效性提供了有力證據。魏煒認為，研究中所使用的計算機模擬技術和人呼吸道仿真模型等創新模型，為病毒防護領域的研究者提供了一些新思路。
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