Uno de los mecanismos principales por el cual las personas se contagian el coronavirus es a través de los “aerosoles” que las personas con COVID-19 -con o sin síntomas- pueden emitir al hablar, toser, gritar, cantar o exhalar y pueden quedar suspendidos en el aire. Por eso, los espacios cerrados favorecen más la concentración de los aerosoles y se convierten en un ambiente de alto riesgo de contagio si hay personas con la infección.
Ahora, un equipo de científicos en China crearon una mascarilla que puede detectar en el aire los virus respiratorios más comunes, como el de la gripe y el coronavirus, en forma de gotas o aerosoles. Se trata de una mascarilla altamente sensible que puede alertar a los usuarios a través de sus dispositivos móviles en un plazo de 10 minutos si los patógenos están presentes en el aire circundante.
Durante la pandemia, las diferentes mascarillas pasaron a ser esenciales para reducir la transmisión y salvar vidas, junto con el distanciamiento físico, reducir reuniones en entornos cerrados y concurridos, la ventilación permanente y cruzada de los espacios interiores, el lavado de manos con regularidad y cubrirse al estornudar o toser con un pañuelo de papel o con la parte interna del codo.
Los investigadores de China buscaron sumarle valor agregado al uso del barbijo. Entonces, crearon un producto que no solo protege contra los patógenos sino que alerta sobre su presencia. “Investigaciones anteriores han demostrado que el uso de mascarillas puede reducir el riesgo de contagio y de contraer la enfermedad. Por eso queríamos crear una mascarilla que detectara la presencia de virus en el aire y alertara al usuario”, explicó Yin Fang, uno de los autores del estudio e investigador en ciencias de materiales de la Universidad Tongji de Shanghai. La investigación fue publicada en la revista Matter del grupo Cell,
Los patógenos respiratorios que causan la gripe COVID-19 y H1N1 se propagan a través de pequeñas gotas y aerosoles que liberan las personas infectadas cuando hablan, tosen y estornudan. Estas moléculas que contienen virus, especialmente los aerosoles diminutos, pueden permanecer suspendidas en el aire durante mucho tiempo.
Fang y sus colegas probaron la mascarilla o barbijo en una cámara cerrada. Rociaron la proteína de superficie viral que contiene líquido y aerosoles de nivel traza en la mascarilla. El sensor respondió a tan sólo 0,3 microlitros de líquido con proteínas virales, entre 70 y 560 veces menos que el volumen de líquido producido en un estornudo y mucho menos que el producido al toser o hablar, afirmó Fang.
El equipo diseñó un pequeño sensor con aptámeros, que son un tipo de molécula sintética que puede identificar proteínas únicas de patógenos como los anticuerpos. En su diseño de prueba de concepto, el equipo modificó el sensor multicanal con tres tipos de aptámeros, que pueden reconocer simultáneamente las proteínas superficiales del coronavirus SARS-CoV-2, y los virus de la gripe el H5N1 y el H1N1.
Una vez que los aptámeros se unen a las proteínas objetivo en el aire, el transistor activado por iones conectado amplificará la señal y alertará a los usuarios a través de sus teléfonos. Un transistor activado por iones es un nuevo tipo de dispositivo muy sensible, por lo que la mascarilla puede detectar incluso niveles mínimos de patógenos en el aire en 10 minutos.
“Nuestra mascarilla funcionaría muy bien en espacios con poca ventilación, como ascensores o habitaciones cerradas, donde el riesgo de infectarse es alto”, comentó Fang. En el futuro, si surge un nuevo virus respiratorio, podrán actualizar fácilmente el diseño del sensor para detectar los nuevos patógenos, añadió.
El equipo espera reducir el tiempo de detección y aumentar la sensibilidad del sensor optimizando el diseño de los polímeros y los transistores. También están trabajando en dispositivos portátiles para una serie de enfermedades, como el cáncer y las enfermedades cardiovasculares.
“En la actualidad, los médicos se basan en gran medida en su experiencia para diagnosticar y tratar las enfermedades. Pero con los datos más ricos recogidos por los dispositivos portátiles, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades pueden ser más precisos”, resaltó Fang.
El trabajo de creación de la mascarilla contó con el financiamiento del Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Comisión de Ciencia y Tecnología de la Municipalidad de Shanghai, el Proyecto Principal de Ciencia y Tecnología Municipal de Shanghai y los Fondos de Investigación Fundamental para las Universidades Centrales.
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