Covid. Le mascherine al grafene ne riducono carica virale al 99 per cento

I DPI attualmente in uso in contesti ad alto rischio per la trasmissione di COVID forniscono solo una barriera fisica che riduce la probabilità di infezione e non inattiva il virus.

Uno studio condotto dal dal professor Massimiliano Papi, associato presso il Dipartimento di Neuroscienze dell’Università Cattolica, Campus di Roma pubblicato sulla rivista “iScience”, ha dimostrato che la Grafite (G) e l’Ossido di Grafite (GO) sono in grado di inibire l'infezione da SARS-CoV-2 delle cellule, un’importante scoperta quindi, che costituisce un'importante strategia innovativa basata sui nanomateriali per aumentare significativamente l'efficacia dei DPI nella protezione contro il virus SARS-CoV-2 che può implementare metodi di filtrazione dell'acqua, purificazione dell'aria e diagnostici.

L'emergere della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) e la conseguente pandemia di malattia infettiva da coronavirus 2019 (COVID-19) ha indotto l'uso onnipresente di maschere facciali per frenare la trasmissione in contesti clinici, pubblici e lavorativi, che porteremo ancora a lungo.

Una carenza globale di maschere di grado medico come le maschere N95 ha portato all'uso diffuso di maschere di stoffa, comprese maschere di cotone intrecciato, per ridurre la trasmissione per via aerea (Clase et al., 2020). Sebbene queste maschere offrano una certa protezione contro la trasmissione virale, c'è una continua forte domanda di dispositivi di protezione individuale (DPI). In particolare, a causa dell'incapacità di evitare o della difficoltà nell'isolamento delle persone infettive che sono contagiose durante i primi giorni di infezione quando i sintomi sono più lievi o non presenti servono mascherine e DPI con migliori caratteristiche di protezione.

La progettazione di una maschera chirurgica protettiva per il viso consiste nell'uso di materiali con ruoli e proprietà diversi, stratificati in sequenza per ottimizzarne la funzionalità. Il primo strato, a contatto con la pelle di chi lo indossa, permette alle goccioline di passare e di essere assorbite nello strato idrofilo adiacente, mantenendo così la pelle asciutta (Sarkar et al., 2020). Anche questo secondo strato idrofilo assorbe e trattiene i microrganismi nella maschera, limitando la loro capacità di diffondersi ad altre persone. Al contrario, lo strato esterno della maschera è tipicamente un foglio di tessuto non tessuto idrofobo. La sua bassa bagnabilità impedisce la fuoriuscita di fluidi dallo strato intermedio verso l'esterno e allo stesso tempo impedisce l'ingresso di goccioline dall'esterno.

Per migliorare le proprietà protettive delle maschere, gli scienziati dei nanomateriali hanno proposto l'integrazione delle proprietà di inattivazione dei virus con le proprietà standard di filtraggio del propilene e dei tessuti con l'obiettivo di sviluppare DPI migliorati. Negli ultimi anni, il materiale bidimensionale grafene nanoplatelet (G) e i suoi derivati hanno catturato molta attenzione per le loro interazioni con i microrganismi.

I ricercatori hanno creato dei tessuti “funzionalizzati”, ovvero normali tessuti (cotone e poliuretano) nelle cui fibre vengono inseriti dei foglietti di grafene oppure di ossido di grafene. «Abbiamo testato l’efficacia di questi tessuti funzionalizzati infettando in laboratorio il tessuto con il Sars-CoV-2 – racconta Papi - prima abbiamo immerso il tessuto in un liquido infetto, poi abbiamo fatto fluire con una siringa il fluido contaminato dal virus. In un secondo tempo abbiamo estratto il virus dal tessuto e valutato la sua capacità di infettare le cellule in provetta».
Mentre dai tessuti standard viene estratto il virus attivo, in quelli funzionalizzati la carica virale estratta è ridotta fortemente: si ha una riduzione pressoché totale (del 99%) quando si immerge il virus nel tessuto e una del 78% circa quando lo si filtra con una siringa.

I ricercatori hanno scoperto che la filtrazione del virus attraverso cotone o PU funzionalizzato con G o GO ha quasi completamente sradicato l'infettività SARS-CoV-2. Infine, perché anche la protezione contro le infezioni batteriche è desiderabile per i materiali delle maschere facciali (Zhiqing et al., 2018 ), come biocompatibilità, gli studiosi hanno testato i materiali funzionalizzati con G o GO per i loro effetti antibatterici contro E. coli e gli effetti sulla vitalità della linea cellulare eucariotica, scoprendo che i materiali funzionalizzati hanno mostrato effetti antibatterici ma non hanno influenzato la vitalità delle cellule eucariotiche.

da iScience