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Nanotecnología del uso de los investigadores para desarrollar el nuevo modelo de la máscara del coronavirus

Sobre 84,8 millones confirmó casos de la enfermedad 2019 (COVID-19) del coronavirus se han denunciado a la Organización Mundial de la Salud (WHO), incluyendo 1,85 millones de muertes. Este peaje staggering viene incluso en medio de las dimensiones cruciales tomadas por autoridades sanitarias públicas por todo el mundo, por ejemplo lockdowns, prohibiciones de viaje, la masa que recolecta restricciones, las cuarentenas caseras, el social que se distancia dimensiones, medidas de protección personales, y otras intervenciones no-farmacéuticas.

La extensión del virus en gotitas del aerosol es la transmisión de largo alcance directa más infecciosa; la semivida de SARS-CoV-2 en aerosoles es 1,1 horas. Una de las estrategias mayores de la mitigación en la extensión del coronavirus nuevo, entonces, ha sido el uso de las mascarillas. Para el pandémico, muchos tipos de máscaras han pegado el mercado con los niveles de variación de eficacia.

La talla del poro de una máscara es crítica en su eficacia en la prevención de la infección - generalmente, hay un par de micrones en máscaras quirúrgicas y diez a los centenares de micrones en máscaras del paño. Los filtros de aire del electrospun, debido a sus nanofibers ultrafinos (~300 nanómetro), tienen una talla muy pequeña del poro comparativamente. Las membranas nanofibrous de Electrospun son también excelentes para quitar los aerosoles (molduras del poliestireno, NaCl, y bacterias).

Un equipo de investigación establecido en los Estados Unidos de la universidad de George Washington y de la orilla de la Universidad de California diseñó y fabricó los filtros de aire nanofibrous del electrospun que mantienen la promesa para los usos en el equipo protector personal y ambientes interiores. Las personas compararon la eficiencia de la filtración del coronavirus y de los aerosoles del NaCl a un espectro amplio de los filtros de aire del electrospun y de las mascarillas.

Desarrollaron los filtros de aire avanzados del electrospun para capturar los aerosoles del coronavirus - mostrar un excelente rendimiento de hasta 99,9%. Muestran que estos filtros superan muchas mascarillas disponibles en el comercio.

Así, en este estudio, también muestran por primera vez que el NaCl es un sustituto elegible para el coronavirus durante pruebas de la filtración del aerosol.

Electrospinning es una nueva tecnología para sintetizar las membranas nanofibrous no tejidas que son ideales para la filtración del aire. Aquí, una solución del polímero se expulsa en un campo eléctrico fuerte para formar los nanofibers finos que reducen talla del poro. Esto habilita la captura efectiva de pequeñas partículas llevadas por aire.

El diámetro de la fibra de los filtros del electrospun usados en este estudio coloca entre 0.2-1.3 micrones. Los filtros del electrospun tenían un ≤ medio de la talla del poro 2,7 micrones, mientras que todas las máscaras comerciales tenían un ≥ medio de la talla del poro 17,5 micrones.

Porque el electrospinning opera bajo campo eléctrico fuerte (es decir, 1-5 kilovoltios cm-1), los filtros conservan cargas de la superficie y del volumen que asciende importante captura del aerosol a través de la atracción electroestática.

Para las pruebas de la filtración, los aerosoles del NaCl son ampliamente utilizados. En este estudio, las personas compararon la eficiencia de la filtración obtenida de los aerosoles del coronavirus y de los aerosoles del NaCl.

Las personas seleccionaron el virus de hepatitis Murine A59 (MHVA59), un coronavirus en la misma familia que SARS-CoV-2, para la generación del aerosol y la filtración. Demostraron que los aerosoles del NaCl son un sustituto elegible para los aerosoles del coronavirus en las pruebas de la filtración cuando los filtros de aire y las mascarillas con tallas, morfologías, y eficiencias diversas del poro fueron utilizados.

Los autores demandan que éste es el primer estudio de esta clase: evaluando la eficiencia de la filtración de los filtros de aire/mascarillas usando los aerosoles de un coronavirus bastante que sustituye.

Nuestro trabajo pavimenta una nueva avenida para la filtración de avance del aire desarrollando los filtros de aire nanofibrous del electrospun para controlar la transmisión llevada por aire SARS-CoV-2.”

Este estudio demuestra que los filtros de aire del electrospun formados por los nanofibres mantienen la promesa para ofrecer la protección eficiente contra partículas llevadas por aire del coronavirus. Que desarrolla el aire del electrospun los filtros para capturar los aerosoles virales todavía está en su escenario naciente; este estudio indicativo muestra que un importante se mueve adelante.

Eficiencia de la filtración del aerosol de los filtros de aire del electrospun y de las mascarillas comerciales. Los aerosoles generados del coronavirus (MHV-A59) y del NaCl fueron utilizados para las pruebas. Los diamantes rojos y azules representan la eficiencia media de la filtración de los aerosoles MHV-A59 por los filtros de aire del electrospun y las mascarillas comerciales, respectivamente. El pentágono gris representa la eficiencia media de la filtración de los aerosoles del NaCl. Las barras rojas, azules, y negras representan los valores máximos y mínimos de la eficiencia de la filtración en réplicas.
Eficiencia de la filtración del aerosol de los filtros de aire del electrospun y de las mascarillas comerciales. Los aerosoles generados del coronavirus (MHV-A59) y del NaCl fueron utilizados para las pruebas. Los diamantes rojos y azules representan la eficiencia media de la filtración de los aerosoles MHV-A59 por los filtros de aire del electrospun y las mascarillas comerciales, respectivamente. El pentágono gris representa la eficiencia media de la filtración de los aerosoles del NaCl. Las barras rojas, azules, y negras representan los valores máximos y mínimos de la eficiencia de la filtración en réplicas.

Este estudio ha validado la elegibilidad del NaCl como sustituto del coronavirus en pruebas de la filtración del aerosol comparando la eficiencia de la filtración para un espectro amplio de los filtros de aire y de las mascarillas con diversos tallas del poro y alcances de la eficiencia.

La mayoría de los filtros de aire usados en los edificios residenciales, comerciales, e industriales - excepto los filtros de aire de partículas (HEPA) de gran eficacia - usados en instalaciones de atención sanitaria capturan solamente partículas más grandes como el polvo, las esporas del molde, o las bacterias pero los virus no llevados por aire. La necesidad de la hora - un filtro de aire innovador y eficiente para el sistema de la HVAC que puede prevenir la transmisión y la acumulación de largo alcance de aerosoles del coronavirus - se dirige en este estudio.

Promesa de los asimientos de la nanotecnología para los filtros efectivos, escalables, y asequibles el convertirse de aire para la máscara/la máscara respiratoria y usos de sistema de la HVAC.”

Advertencia *Important

el medRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
  • Haihuan Wang, Hongchen Shen, Zhe Zhou, Mengyang Zhang, Minghao Han, David P. Durkin, Danmeng Shuai, Yun Shen. (2021) Development of Electrospun Nanofibrous Filters for Controlling Coronavirus Aerosols. medRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2020.12.30.20249046, https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.12.30.20249046v1
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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