Investigadores fabrican mascarilla anticovid-19 reutilizable para personal en primera línea

Un equipo de investigadores de la empresa Waka-s Textiles Finos S.A.C. y la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) fabricó un respirador reutilizable en tejido de punto rectilíneo que permitiría reducir el riesgo de contagio del covid-19 del personal de salud y las personas expuestas por condiciones laborales.

El ingeniero Erick Febres Gamero, investigador de Waka-s Textiles Finos S.A.C., señaló a la agencia Andina que la fabricación del prototipo -cofinanciado por el programa Prociencia del Concytec- estuvo a cargo de la empresa arequipeña, mientras que los investigadores de la UNMSM comprobaron que estos respiradores pueden mejorar su prestación con el uso de polímeros. Para ello se realizaron pruebas de impregnación de soluciones a base de quitosano con nanopartículas de cobre y plata, y luego los respiradores fueron sometidos a una bacteria tan resistente como el SARS-Cov-2, que causa el covid-19.

El prototipo final del respirador reutilizable en tejido de punto rectilíneo se convierte en una versión económica frente al alto costo de las importaciones de respiradores N95 y otros utilizados por el personal en primera línea y que han sido autorizados por la norma NIOSH (por las siglas en inglés del Instituto Nacional para la Salud y Seguridad Ocupacional), que garantiza la protección respiratoria ante la exposición de virus y bacterias.

Para recibir la aprobación de NIOSH, los respiradores deben cumplir con las normas de calidad y funcionamiento establecidas a nivel internacional. La empresa siguió este estándar para la fabricación del prototipo anticovid.

A diferencia de las mascarillas quirúrgicas, los respiradores están diseñados específicamente para proporcionar protección respiratoria al crear un sello hermético contra la piel y no permitir que pasen partículas que se encuentran en el aire, entre ellas, patógenos, según el Centros para el Control y Prevención de Enfermedades (CPC).

“Nunca antes se había desarrollado un respirador en tejido de punto debido a las limitación que este tipo de tejido tenía, pero con el transcurrir de la investigación hemos podido desarrollar una estructura de tejido que ha sido capaz, a nivel de laboratorio propio, de llegar a valores requeridos por la norma NIOSH para poder solicitar una certificación del producto”, sostuvo el ingeniero Febres Gamero.

Nivel de filtración del respirador en tejido

Durante la investigación se trabajaron 37 modelos y se realizaron 733 pruebas de eficiencia de filtración. Para ello se emplearon nueve materiales, entre ellos, poliéster, nilón, algodón, fibra de oveja y alpaca, acrílico, además de lycra recubierta con caucho y nylon.

Las pruebas de carga tuvieron resultados positivos con las combinaciones de materiales. El prototipo final tiene 1.8% de filtración, lo que está dentro del rango del estándar internacional del NIOSH.

La filtración se refiere a cuán eficiente es el respirador al retener partículas suspendidas en el aire. “La evaluación se hace sometiendo al respirador a un aerosol de Cloruro de Sodio cuyas partículas son de 0.07 µm, mientras que el SARS-CoV-2 es de 0.1 µm aproximadamente, pero se transporta en moléculas más grandes de 1 a 10 µm”, dijo.

Al tener una filtración de 1.8%, se comprobó que su eficiencia para contener partículas de 0.07 µm es de 98.2%. “Si es capaz de filtrar partículas de ese tamaño, mucho más las que transporta el SARS-Cov-2. Este es el mismo principio de todos los respiradores autofiltrantes y por eso son muy necesarios para el uso del personal de salud y trabajadores expuestos directamente al virus”, aseguró el investigador peruano.

Por otro lado, también se evaluó la caída de presión (24 mm H2O, según los resultados de las pruebas). “Esta hace referencia a la caída de presión que surge al pasar el aire por entre el respirador y tiene que ver con qué tanto el usuario puede respirar por entre el respirador”, precisó. La norma NIOSH indica que no debe ser mayor a 35 mm H2O.

“Este es un punto que queremos seguir trabajando e investigando ya que de este depende la comodidad del usuario al momento de usar el respirador. Los respiradores actuales ofrecen valores menores de caída de presión y nos gustaría por lo menos llegar a ese punto”, agregó Febres Gamero.

Ahorro de costos por reutilización

La innovación detrás de este respirador anticovid-19 no solo se garantiza en su eficiencia por el nivel de filtración, también por su nivel de ajuste en el rostro, lo que garantiza la reducción de riesgo de contagios. Además, se trabajó para que este sellado no varíe durante las largas horas (o días) de uso ni al pasar por procesos de desinfección debido a su propiedad reutilizable.

“De nada sirve que tengamos una buena eficiencia y respirabilidad si es que el respirador no sella completamente en el rostro del usuario. Este atributo es el que lo hace especial para uso en ambientes con aerosoles como los intrahospitalarios. Nuestro respirador ha demostrado que, con el tiempo y el uso -por lo menos en 15 días de uso ininterrumpidos- es capaz de mantener su forma y el  correcto sellado al contorno del rostro del usuario”, aseguró.

Durante las pruebas, las muestras se desinfectaron día tras día con alcohol de 96% y cámara de ozono.  

Pruebas de laboratorio para garantizar mayor protección

El respirador fabricado por la empresa Waka-s Textiles Finos permitiría proteger al personal en primera línea del covid-19, pero para ampliar su nivel de protección se realizaron pruebas adicionales a cargo de la UNMSM.

El Dr. Oscar Tinoco, investigador de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, informó que se realizaron validaciones con cuatro muestras de telas que fueron sometidas a la bacteria Staphylococcus aureus, que causa infecciones por estafilococos.

Para ello se formuló soluciones con quitosano, un biopolímero que fue obtenido de caparazones de langostinos; además que a este compuesto se le añadió nanopartículas de cobre y, en otra muestra, también se combinó con nanopartículas de plata.  

Los resultados fueron sumamente interesantes. Se comprobó el grado de inhibición obtenido de las telas impregnadas con quitosano. Sin embargo, las soluciones de quitosano con nanopartículas de cobre mejoraron aún más este nivel de protección, al igual que la combinación con nanopartículas de plata.

“La intención de la impregnación de quitosano y partículas de cobre y plata es una posibilidad muy interesante de seguir evaluando ya que se podría obtener un respirador que pudiera ser funcional para muchos nuevos campos y usos. El proceso de investigación de por sí es costoso, y si tuviéramos el apoyo del Estado definitivamente sería de mucha ayuda”, agregó Febres sobre la investigación complementaria.

Ambos investigadores agradecieron el cofinanciamiento de Prociencia del Concytec -que fue de 200,000 soles-, que se concretó mediante el concurso Proyectos Especiales: Respuesta al COVID-19.

En el equipo de investigación participaron el Dr. Oscar Rafael Tinoco Gómez, Dr. Pablo Sergio Ramirez Roca, Ing. Erick Rapahel Febres Gamero, Ing. Josette Rosmery Paredes Noa, Mg. Augusto Tarazona Fernández, Mg. Olivio Nino Castro Mandujano, Ignacio Ticona y el técnico textil Jose Torrez Alvaro.

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