Redacción
La empresa Nanox, secundada por el Programa FAPESP Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de Brasil, ha desarrollado un tejido con micropartículas de plata en la superficie capaz de inactivar el virus SARS-CoV-2 en las pruebas realizadas en el laboratorio, donde el material ha eliminado el 99,9% del virus después de dos minutos de contacto.
El desarrollo del material ha contado con la colaboración de investigadores del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad São Paulo (ICB-USP), el Laboratorio de Química Teórica y Computacional de la Universitat Jaume I de Castellón (España), y del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) con el apoyo de la FAPESP (Fundación Estatal de Apoyo a la Investigación) de São Paulo.
El tejido está compuesto por una mezcla de poliéster y algodón (polycotton) y contiene dos tipos de micropartículas de plata impregnadas en la superficie a través de un proceso de inmersión, seguido de secado y fijación, llamado «curado en seco». La empresa ha presentado ya la solicitud de patente y manifiesta que «tenemos alianzas con empresas y fábricas del sector textil, del plástico y polímeros que lo usarán para la producción y comercialización de máscaras protectoras y ropa de hospital», ha explicado Luiz Gustavo Pagotto Simões, director de Nanox.
Personal investigador del CDMF en colaboración con un equipo de UJI, coordinado por el catedrático Juan Andrés Bort del Departamento de Química Física y Analítica de la UJI, iniciaron hace unos meses una serie de pruebas para evaluar un posible uso de las nanopartículas de plata en la lucha contra el nuevo coronavirus, ante las evidencias en la literatura científica de su posible eficacia contra otros tipos de virus, predecesores del COVID-19. En esta ocasión, la compañía se ha asociado también con investigadores del ICB-USP, quienes habían aislado y cultivado en laboratorio el SARS-CoV-2 obtenido de los dos primeros pacientes brasileños diagnosticados con esta enfermedad.
(Foto: UJI)
La síntesis de los materiales y su caracterización la llevaron a cabo Marcelo Assis del CDMF y Guilherme Tremiliosi de Nanox. Los equipos de investigación del CDMF y la UJI han caracterizado muestras de tejido con y sin micropartículas de plata incrustadas en la superficie por espectrometría y en tubos de ensayo con una solución que contenía grandes cantidades de SARS-CoV-2, cultivado en células. Las muestras se mantuvieron en contacto directo con los virus en diferentes intervalos de tiempo de dos y cinco minutos para evaluar su actividad antiviral y se realizaron dos veces en días diferentes por ambos equipos, de modo que el análisis de los resultados se realizó a ciegas.
Los resultados de los análisis por cuantificación de material genético por PCR han indicado que las muestras de tejido con diferentes micropartículas de plata incrustadas en la superficie han inactivado el 99,9% del virus después de dos y cinco minutos de contacto. Además de las pruebas para evaluar la actividad antiviral, antimicrobiana y fungicida, el material también se ha sometido a pruebas para evaluar el potencial alérgico, fotoirritante y fotosensible, para eliminar el riesgo de causar problemas dermatológicos.
El siguiente paso es evaluar la duración del efecto antiviral de micropartículas en el tejido. En pruebas relacionadas con la propiedad antibactericida, los materiales fueron capaces de controlar hongos y bacterias en las telas incluso después de 30 lavados y el equipo investigador espera que la actividad antiviral se mantenga durante el mismo tiempo. Las micropartículas pueden ser aplicadas a cualquier tela compuesta de una mezcla de fibras naturales y sintéticas. También se prueba la capacidad de inactivación del virus de las micropartículas de plata incrustadas en la superficie de otros materiales como películas de plástico o un polímero flexible, similar al que se ha utilizado para desarrollar una máscara de protección en asociación con el fabricante de juguetes Elka e IEC Partners.
El desarrollo para la obtención, aplicación y funcionalización de esta nueva tecnología es muy innovador, ya que no existe producto o trabajo publicado sobre un material con un espectro de tan alta acción microbicida (bacterias, hongos y virus). Constituido por nanopartículas de plata metálica y un semiconductor, esta combinación le confiere unas propiedades únicas, debido a la sinergia entre el efecto plasmónico de la plata y la capacidad del semiconductor para generar especies muy reactivas que destruyen a las bacterias, hongos y virus.
En especial se ha demostrado una alta actividad antiviral contra el SARS-CoV-2, cuando se incrustan en polímeros o algodón. Las características diferenciales de este producto son la prevención de infecciones cruzadas causadas por patógenos como bacterias y hongos oportunistas, responsables del empeoramiento por COVID-19. La fabricación de dispositivos compuestos de estos materiales puede abrir la puerta para el desarrollo de materiales protectores de forma sostenible, autorecargable y estructuralmente adaptable. Hay que resaltar que los materiales inorgánicos no se deterioran con el tiempo a diferencia de los orgánicos que todavía tienen poca actividad antiviral contra el SARS-CoV-2.
Desde hace más de treinta años, la colaboración entre el QTC de la UJI y el CDMF ha permitido obtener nuevos materiales y tecnologías, publicando más de 80 artículos sobre semiconductores en las revistas más prestigiosas de Química, Física, Ciencia de Materiales y Nanotecnología. La empresa Nanox fue una spin-off y después start-up del CDMF, y actualmente es una empresa de base tecnológica que comercializa sus productos en todo el mundo. Sus fundadores (Gustavo Simoes y Guilherme Tremiliosi) han sido alumnos de doctorado del profesor Elson Longo, director del CDMF, y del profesor Juan Andrés, director del Laboratorio de QTC de la UJI.
La originalidad de los proyectos de I+D+i entre el QTC y el CDMF, y ahora con la empresa Nanox, consiste en conectar la teoría y la simulación con la experimentación. Esta estrategia ha permitido encontrar y diseñar relaciones estructura-actividad y obtener nuevas propiedades físicas y químicas de materiales para aplicaciones tecnológicas específicas, en este caso un tejido capaz de eliminar por contacto el SARS-CoV-2.
Por otra parte, se está utilizado láser de femtosegundos y haz de electrones como una herramienta novedosa para maximizar la actividad de estos semiconductores, lo que permite una disminución en el material utilizado sin pérdida de actividad microbicida Toda esta tecnología se basa en un fenómeno inédito asociado a la formación de nanopartículas de plata bajo irradiación de electrones o láser, lo que ha permitido desarrollar rutas más ecológicas y tecnologías sostenibles para obtener materiales con propiedades ópticas mejoradas que actúa como nuevos catalizadores y fotocatalizadores, así como potentes bactericidas, fungicidas, antivirales y agentes toxicológicos.
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