En la pandemia, las personas usan máscaras faciales para respetar y proteger a los demás, no solo para protegerse a sí mismos, dice un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern.
Teniendo esto en cuenta, los investigadores desarrollaron un nuevo concepto de mascarilla que tiene como objetivo hacer que el usuario sea menos infeccioso. La idea central, que recibió el apoyo de la National Science Foundation a través de una subvención RAPID, es modificar los tejidos de la mascarilla con anti-químicos virales que pueden desinfectar las gotitas respiratorias exhaladas y escapadas.
Al simular la inhalación, la exhalación, la tos y los estornudos en el laboratorio, los investigadores encontraron que las telas no tejidas utilizadas en la mayoría de las máscaras funcionan bien para demostrar el concepto. Una toallita sin pelusa con solo un 19% de densidad de fibra, por ejemplo, desinfectadahasta el 82% de las gotitas respiratorias escapadas por volumen. Estos tejidos no dificultan la respiración y los productos químicos de la máscara no se desprenden durante los experimentos de inhalación simulada.
La investigación se publicará el 29 de octubre en la revista Materia .
Importancia de proteger a los demás
"Las máscaras son quizás el componente más importante del equipo de protección personal EPP necesario para combatir una pandemia", dijo Jiaxing Huang de Northwestern, quien dirigió el estudio. "Rápidamente nos dimos cuenta de que una máscara no solo protege a la persona que la usa,pero lo que es mucho más importante, protege a otras personas de la exposición a las gotas y gérmenes liberados por el usuario.
"Parece haber bastante confusión sobre el uso de mascarillas, ya que algunas personas piensan que no necesitan protección personal", agregó Huang. "Quizás deberíamos llamarlo equipo de salud pública PHE en lugar de EPP".
Huang es profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. El estudiante de posgrado Haiyue Huang y el becario postdoctoral Hun Park, ambos miembros del laboratorio de Huang, son los primeros coautores del artículo.
"Cuando hay un brote de enfermedad respiratoria infecciosa, controlar la fuente es más eficaz para prevenir la propagación viral", dijo Haiyue Huang, un ganador de la beca Ryan 2020. "Después de que abandonan la fuente, las gotitas respiratorias se vuelven más difusas y más difícilesal control."
El objetivo y los resultados
Aunque las máscaras pueden bloquear o desviar las gotitas respiratorias exhaladas, muchas gotitas y sus virus incrustados aún se escapan. Desde allí, las gotitas cargadas de virus pueden infectar a otra persona directamente o aterrizar en superficies para infectar indirectamente a otras personas. El equipo de Huang tenía como objetivo alterar químicamentelas gotas de escape para que los virus se inactiven más rápidamente.
Para lograr esto, Huang buscó diseñar una tela de máscara que: 1 No dificultaría la respiración, 2 Puede cargar agentes antivirales moleculares como iones ácidos y metálicos que pueden disolverse fácilmente en gotitas escapadas, y3 No contienen productos químicos volátiles o materiales fácilmente desmontables que puedan ser inhalados por el usuario.
Después de realizar múltiples experimentos, Huang y su equipo seleccionaron dos químicos antivirales bien conocidos: ácido fosfórico y sal de cobre. Estos químicos no volátiles fueron atractivos porque ninguno de los dos puede ser vaporizado y luego potencialmente inhalado. Y ambos crean un ambiente químico local quees desfavorable para los virus.
"Las estructuras del virus son en realidad muy delicadas y 'frágiles'", dijo Huang. "Si alguna parte del virus no funciona correctamente, pierde la capacidad de infectar".
El equipo de Huang hizo crecer una capa de polianilina polimérica conductora en la superficie de las fibras de la tela de la máscara. El material se adhiere fuertemente a las fibras, actuando como depósitos de sales ácidas y de cobre. Los investigadores encontraron que incluso las telas sueltas con relleno bajo en fibradensidades de alrededor del 11%, como la gasa médica, aún alteran el 28% de las gotas respiratorias exhaladas por volumen. Para telas más ajustadas, como las toallitas sin pelusa el tipo de telas que se usan típicamente en el laboratorio para la limpieza, el 82% de lasgotitas fueron modificadas.
Huang espera que el trabajo actual proporcione una base científica para que otros investigadores, particularmente en otras partes del mundo, desarrollen sus propias versiones de esta estrategia de modulación química y la prueben más con muestras virales o incluso con pacientes.
"Nuestra investigación se ha convertido en un conocimiento abierto, y nos encantará ver a más personas unirse a este esfuerzo para desarrollar herramientas para fortalecer las respuestas de salud pública", dijo Huang. "El trabajo se realiza casi en su totalidad en el laboratorio durante el cierre del campus. Esperamospara mostrar a los investigadores en el lado no biológico de la ciencia y la ingeniería y aquellos sin muchos recursos o conexiones que también pueden aportar su energía y talento. "
Este trabajo fue apoyado principalmente por la National Science Foundation RAPID DMR-2026944.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Northwestern . Original escrito por Amanda Morris. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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