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#Novedades de la industria
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Un tipo mejor de mascarilla: Los investigadores desarrollan máscaras que matan el virus
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El equipo de investigación utilizó equipos accesibles y asequibles para mejorar las máscaras N95 y reducir los residuos
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Los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han creado un método práctico para producir mascarillas N95 que son a la vez excelentes barreras antigérmenes y eliminadores de gérmenes por contacto. Las mascarillas antivirales y antibacterianas pueden llevarse durante más tiempo, lo que supondría menos residuos de plástico, ya que no habría que sustituirlas tan a menudo.
Para combatir las enfermedades respiratorias infecciosas y la contaminación ambiental, Helen Zha, profesora adjunta de ingeniería química y biológica y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios de Rensselaer (CBIS), trabajó con Edmund Palermo, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales y miembro del Centro de Materiales, Dispositivos y Sistemas Integrados (cMDIS) de Rensselaer.
"Se trata de un reto de ingeniería de materiales polifacético con un gran y diverso equipo de colaboradores", dijo Palermo. "Creemos que el trabajo es el primer paso hacia un equipo de protección personal más duradero y autoesterilizante, como el respirador N95. Puede ayudar a reducir la transmisión de patógenos en el aire en general"
Los investigadores injertaron con éxito polímeros antimicrobianos de amplio espectro en los filtros de polipropileno utilizados en las mascarillas N95, según el estudio publicado recientemente en Applied ACS Materials and Interfaces.
"Las capas activas de filtración de las mascarillas N95 son muy sensibles a las modificaciones químicas", explica Zha. "Esto puede hacer que tengan un peor rendimiento en términos de filtración, por lo que esencialmente ya no funcionan como las N95. Están hechas de polipropileno, que es difícil de modificar químicamente. Otro reto es que no se quiere alterar la finísima red de fibras de estas mascarillas, lo que podría dificultar su respiración."
Zha y Palermo, junto con otros investigadores de Rensselaer, el Instituto Tecnológico de Michigan y el Instituto de Tecnología de Massachusetts, unieron covalentemente polímeros de amonio cuaternario antimicrobianos a las superficies de las fibras de los tejidos de polipropileno no tejidos mediante injertos iniciados por rayos ultravioleta (UV). Los tejidos fueron donados por Hills Inc. por cortesía del ex alumno de Rensselaer Tim Robson.
"El proceso que hemos desarrollado utiliza una química realmente sencilla para crear este revestimiento de polímero no lixiviable que puede matar los virus y las bacterias rompiendo esencialmente su capa exterior", dijo Zha. "Es muy sencillo y un método potencialmente escalable"
El equipo sólo utilizó luz ultravioleta y acetona en su proceso, que están ampliamente disponibles, para que sea fácil de implementar. Además, el proceso puede aplicarse a filtros de polipropileno ya fabricados, en lugar de tener que desarrollar otros nuevos.
El equipo observó una disminución de la eficacia de la filtración cuando el proceso se aplicó directamente a la capa de filtración de las mascarillas N95, pero la solución es sencilla. El usuario podría llevar una mascarilla N95 inalterada junto con otra capa de polipropileno con el polímero antimicrobiano encima. En el futuro, los fabricantes podrían hacer una mascarilla con el polímero antimicrobiano incorporado en la capa superior.
Gracias a una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias para la Investigación de Respuesta Rápida (RAPID), Zha y Palermo comenzaron su investigación en 2020, cuando las mascarillas N95 escaseaban.
El personal sanitario incluso reutilizaba mascarillas que estaban destinadas a ser de un solo uso. En 2022, las mascarillas de todo tipo ya están ampliamente disponibles. Sin embargo, las tasas de COVID siguen siendo altas, la amenaza de otra pandemia en el futuro es una posibilidad clara, y las mascarillas desechables de un solo uso se acumulan en los vertederos.
"Esperemos que estemos al otro lado de la pandemia de COVID", dijo Zha. "Pero este tipo de tecnología será cada vez más importante. La amenaza de las enfermedades causadas por microbios en el aire no va a desaparecer. Ya es hora de que mejoremos el rendimiento y la sostenibilidad de los materiales que utilizamos para protegernos."
"Adherir al polipropileno grupos químicos que matan los virus o las bacterias al entrar en contacto con él es una estrategia inteligente", dijo Shekhar Garde, decano de la Facultad de Ingeniería de Rensselaer. "Dada la abundancia de polipropileno en la vida cotidiana, quizá esta estrategia sea útil también en muchos otros contextos"
El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de la Salud (NIH)
Referencia: "Virucidal N95 Respirator Face Masks via Ultrathin Surface-Grafted Quaternary Ammonium Polymer Coatings" por Mirco Sorci, Tanner D. Fink, Vaishali Sharma, Sneha Singh, Ruiwen Chen, Brigitte L. Arduini, Katharine Dovidenko, Caryn L. Heldt, Edmund F. Palermo y R. Helen Zha, 25 de mayo de 2022, ACS Applied Materials and Interfaces.
DOI: 10.1021/acsami.2c04165
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