Se ha demostrado que un novedoso proceso de recubrimiento por pulverización de nanopartículas prácticamente elimina el crecimiento de algunas de las bacterias más peligrosas del mundo en los sistemas de filtración de aire, lo que reduce significativamente el riesgo de infecciones bacterianas y virales transmitidas por el aire.
Ése es el principal hallazgo de un estudio, dirigido por investigadores del Instituto IMDEA Materiales en colaboración con científicos del Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Respiratorias (CIBERES) y la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) de Madrid, España. El estudio fue publicado en Materials Chemistry and Physics .
El estudio, "Control de agentes microbianos mediante la funcionalización de filtros de aire comerciales con partículas de óxido metálico", probó varios recubrimientos de plata en aerosol (Ag2 O), óxidos de cobre (CuO) y zinc (ZnO) como filtros antivirales y antibacterianos de bajo costo cuando se aplican a sistemas de filtración de aire disponibles comercialmente.
Los autores encontraron que tanto el Ag2 Se demostró que los compuestos de O y CuO utilizados tienen una actividad antiviral total superior al 99%, siendo Ag2 El extracto de filtro O también demuestra una prevención completa del crecimiento bacteriano específico durante el período de incubación de 24 horas medido por el estudio.
Los hallazgos del estudio podrían resultar relevantes para prevenir la propagación de una gran cantidad de infecciones respiratorias. Sin embargo, los investigadores se centraron específicamente en las propiedades antimicrobianas de las partículas de óxido metálico contra dos patógenos respiratorios específicos:Streptococcus pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa.
"S. pneumoniae y P. aeruginosa están consideradas entre las cinco bacterias patógenas que más muertes provocan en todo el mundo", explica la investigadora de IMDEA Materiales, la Dra. Mónica Echeverry-Rendón. "S. pneumoniae es la principal causa de neumonía bacteriana adquirida en la comunidad, otitis media aguda en niños y meningitis no epidémica.
"Mientras tanto, P. aeruginosa se asocia comúnmente con exacerbaciones recurrentes asociadas con infecciones crónicas en pacientes con fibrosis quística y bronquiectasias".
El estudio se realizó en colaboración con el fabricante español de filtros de aire Venfilter, que suministró cinco filtros disponibles comercialmente para realizar pruebas.
La filtración del aire es uno de los métodos más utilizados para garantizar la calidad del aire interior. Su eficacia ha sido bien establecida para capturar patógenos transmitidos por el aire y garantizar una esterilidad adecuada del aire en ambientes controlados.
Sin embargo, después de un uso prolongado, los microorganismos dañinos para la salud humana, como las esporas de hongos y las bacterias, pueden acumularse e incluso prosperar dentro de los filtros no tratados.
Durante las últimas dos décadas, se han detectado varias especies de esporas bacterianas en dichos ambientes, incluidas Propionibacterium, Staphylococcus y Legionella. También se han identificado una amplia variedad de especies de hongos dañinos, como Aspergillus, Penicillium y Cladosporium.
Después de un extenso período de preparación, los polvos de óxido utilizados en el estudio se rociaron directamente sobre las superficies del filtro, que luego se caracterizaron y evaluaron biológicamente.
En los últimos años, las nanopartículas de óxido metálico han mostrado resultados positivos al inhibir el crecimiento bacteriano y desafiar la resistencia antibacteriana. Los buenos resultados alientan a seguir estudiando el tema para aprender más sobre los mecanismos entre partículas y microorganismos.
No solo se probó la eficacia antibacteriana y antiviral de los óxidos, sino que también se demostró que su proceso de aplicación por pulverización no tiene efectos negativos en la eficiencia de la filtración ni en la microestructura subyacente del filtro en sí.
Si bien los resultados iniciales del estudio son extremadamente prometedores, será necesario realizar más pruebas para confirmar y evaluar los hallazgos.
"En general, este trabajo presenta una evaluación preliminar parcial del recubrimiento por aspersión como un proceso de posfabricación de filtros de aire de bajo costo, simple y versátil que se puede aplicar con fines comerciales", concluye el Dr. Echeverry-Rendón.
"Sin embargo, aunque los logros alcanzados hasta el momento son muy significativos a nivel científico, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que sea posible comercializarlos a nivel industrial.
"En trabajos futuros será necesario considerar diferentes aspectos y pruebas adicionales... para que se pueda llevar a cabo una caracterización completa de la efectividad del recubrimiento y el rendimiento del filtro, a lo largo del tiempo, y utilizando prototipos de filtro de tamaño real con marcos sellados".
Más información: Bruno Ribeiro et al, Control de agentes microbianos mediante funcionalización de filtros de aire comerciales con partículas de óxido metálico, Química y Física de Materiales (2023). DOI:10.1016/j.matchemphys.2023.128684
Proporcionado por IMDEA Materiales
