Las infecciones microbianas provocadas por bacterias, hongos, virus y otros patógenos han estado siempre presentes a lo largo de la historia de la humanidad.
En este escenario, ya se ha desarrollado desde hace unos cien años una gran variedad de medicamentos (como antibióticos u otros productos químicos). Pero todavía existen problemas importantes sin resolver que están amenazando a la salud humana. Por ejemplo, la resistencia a los medicamentos y nuevos patógenos emergentes.
La pandemia actual causada por el virus SARS-CoV-2 ha provocado un colapso de los sistemas de salud, impactos socioeconómicos sin precedentes y cambios significativos en todos los aspectos de la vida humana. Además, ha causado la muerte de casi seis millones de personas en todo el mundo.
Los aerosoles de SARS-CoV-2
Como otras enfermedades respiratorias, la principal fuente de infección por SARS-CoV-2 y sus variantes es la transmisión de microgotas. Estas se liberan cuando una persona infectada tose, estornuda, habla, canta o respira.
De esta manera, los virus pueden transmitirse de persona a persona a través de microgotas respiratorias dispersas en el aire (aerosol) o por vías de contacto directo e indirecto (fómites).
Los virus en estas gotículas pueden permanecer viables en el aire y en las superficies por períodos de tiempo prolongados. Pueden ir desde horas hasta días, dependiendo de la superficie del material donde se localicen.
Además, en función del tamaño de las gotas del aerosol procedente del aparato respiratorio, el rango de transporte puede ser más o menos amplio. Por ejemplo, las partículas más grandes (de más de 20 micras) tienen un alcance más corto (de menos de 1,5 metros). Esto sucede porque son demasiado pesadas para flotar en el aire y caen rápidamente sobre las superficies.
Sin embargo, cuando estas partículas son muy finas (menos de 10 micras), pueden transportarse a distancias mucho más lejanas (más de 1,5 metros e incluso más de seis metros) en forma de aerosol.
Principal vía de protección: las mascarillas
Durante la pandemia se han recomendado diferentes medidas para evitar contagios como el lavado de manos, el establecimiento de un distanciamiento social, los confinamientos, la cuarentena y las restricciones de viajes.
Pero hay otra medida que ha demostrado ser muy efectiva en la prevención y control de infecciones y que todavía sigue instaurada: el uso de la mascarilla facial protectora. Esta protege a los trabajadores de la salud y a las personas que pueden estar expuestos al virus.
En los países donde la mascarilla ha sido obligatoria desde el principio de la pandemia, como China, Singapur y Corea del Sur, la propagación de covid-19 ha sido controlada de manera más eficaz. Esto se ha demostrado con datos epidemiológicos.
Existe una gran diversidad de tipos de mascarillas. Encontramos higiénicas, quirúrgicas, FFP1, FFP2, KN95, N95, FFP3. Cada una tiene diferente porosidad, están fabricadas por diferentes métodos, tienen distintos materiales, distinto número de capas, etc.
Figura 1. Tipos de mascarillas, métodos de fabricación, mascarillas convencionales y mascarillas capaces de inactivar microorganismos. Creado con Biorender. / Ángel Serrano. Author provided
¿Qué limitaciones tienen las mascarillas actuales?
El mecanismo básico de una mascarilla convencional consiste en que las gotículas de aerosol que contienen virus se capturan en las estructuras porosas de la mascarilla. Estas actúan como barrera física y no permiten que se inhalen por el sistema respiratorio.
Sin embargo, presentan algunas limitaciones. Las mascarillas convencionales están fabricadas de materiales que no tienen capacidad antimicrobiana. Es decir, no son capaces de inactivar los microorganismos en cuanto estos entran en contacto con el tejido de la mascarilla.
Por lo tanto, el virus permanece activo en ellas (Figura 1) y la infección puede provocarse fácilmente si el usuario toca la mascarilla y luego un ojo o la boca, por ejemplo.
Además, el uso masivo de mascarillas está generando una fuente creciente de desechos que constituye uno de los nuevos problemas ambientales que afronta nuestra sociedad.
Una nueva generación de mascarillas más sostenibles
Tras la irrupción de la nueva variante ómicron se produjo un crecimiento exponencial de contagios. En este contexto, gobiernos de todo el mundo han hecho obligatorio el uso de mascarillas en lugares públicos. Todo ello, siguiendo las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS).
En este escenario de uso generalizado de la mascarilla, investigadores de todo el mundo están trabajando para poder desarrollar nuevas mascarillas antimicrobianas. El objetivo es que sean autoesterilizables, reutilizables y capaces, además, de biodegradarse en un tiempo adecuado. Así proporcionarían una solución sostenible con el medio ambiente.
Los materiales o recubrimientos antimicrobianos funcionan como agentes biocidas que pueden eliminar e inhibir el crecimiento de microorganismos en las superficies. De esta manera, podrían prevenir la transmisión de patógenos.
Estos materiales y recubrimiento biocidas deben ser seguros y no producir efectos nocivos a los consumidores. Las tecnologías modernas, junto con los avances de la ciencia y la ingeniería de materiales, han conseguido aumentar la efectividad de los materiales biocidas.
En resumen, las mascarillas antimicrobianas de nueva generación serán herramientas importantes para prevenir infecciones virales y de otros microorganismos como las bacterias multirresistentes. Estas últimas, según la OMS, se estima que podrían producir mayor cantidad de fallecimientos que otras enfermedades como el cáncer en el año 2050 si no se toman medidas eficaces hasta entonces.
Estas mascarillas antimicrobianas proporcionan una protección superior al usuario y reducen la generación de residuos infecciosos. En el progreso hacia el desarrollo de estas mascarillas ha contribuido significativamente las nuevas tecnologías de materiales biocidas que se están implementando en una amplia gama de aplicaciones. Incluida la producción de otros equipamientos protectores como las pantallas faciales, gafas, guantes, ropa, etc.
Sin embargo, hay que reconocer que es necesario hacer un mayor esfuerzo para resolver los crecientes problemas ambientales producidos por la utilización masiva de mascarillas faciales no reutilizables.
CDMF
El CDMF es uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepids) apoyados por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (Fapesp), y también recibe inversión del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), del Instituto Nacional de Materiales. Ciencia y Tecnología en Nanotecnología (INCTMN). Trabaja en colaboración con varios laboratorios del mundo en los que se agrupan el INTEMA (de Argentina) y la Universidad Jaume I de España.
Publicado originalmente en The Conversation
