Combatiendo el SARS-CoV-2 con la ciencia de los materiales

En un editorial reciente de la revista Materiales emergentesEl Dr. Hussain C. Yalcin del Centro de Investigaciones Biomédicas de la Universidad de Qatar y el Dr. Ajit Kaushik de la Universidad Politécnica de Florida anunciaron varios avances importantes en su oportuno número especial titulado «Ciencia de los materiales en la batalla contra COVID-19».

La pandemia de la enfermedad por coronavirus de 2019 (COVID-19), causada por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) transmitido de persona a persona, ha perpetuado la crisis económica y de salud mundial.

Aunque se han introducido muchas vacunas (con éxito variable entre los diferentes países), nuestras vidas aún pueden girar en torno a otras medidas preventivas en los próximos años. Aunque los proveedores de atención médica están en primera línea, los científicos e ingenieros tienen un papel que desempeñar en la exploración de los mejores tratamientos, métodos de diagnóstico y protocolos de seguridad.

En esta carrera contrarreloj sin precedentes, la ciencia de los materiales sin duda puede considerarse una de las áreas que más contribuyen, principalmente debido al gran conocimiento acumulado que puede traducirse rápidamente al medio clínico.

Por lo tanto, como los editores de Springer Journal Emergent Materials, el Dr. Yalcin y el Dr. Kaushik se propusieron presentar un conjunto representativo de revisiones y estudios originales que cubran y destaquen todos los temas relevantes en el campo de la ciencia de los materiales, como biosensores, nanomedicina, nanopartículas y equipos de protección personal y dispositivos médicos para la fabricación de aditivos y materiales vitales.

Máscaras inteligentes y superficies de desactivación

Un ejemplo notable es el estudio que destaca la importancia de mezclar nuevos biomateriales dentro de máscaras faciales «inteligentes» para evitar la transmisión y la posterior mejora de la actividad antiviral, donde también se utilizan materiales ambientalmente aceptables para reducir el impacto a largo plazo en el medio ambiente. Descubierto. Esto se hizo utilizando herramientas de diseño asistido por computadora y dinámica de fluidos computacional.

Además, las superficies antimicrobianas pueden detener la propagación del SARS-CoV-2 y otras infecciones virales. Un estudio también incluido en este número especial destaca los materiales de oro oxidado sólido (GHA) con características superficiales antimicrobianas, pero también con propiedades tribológicas y mecánicas mejoradas adecuadas para diversas aplicaciones biomédicas.

Asimismo, se pueden introducir polímeros conductores con propiedades antivirales / antimicrobianas en el equipo de protección personal (sobre todo guantes, impermeables y protectores faciales) para los trabajadores de la salud de primera línea con el fin de protegerse no solo del COVID-19, sino también de las infecciones bacterianas que abundan en los entornos hospitalarios. .

La posibilidad de la impresión 3D también se ha destacado en aplicaciones relacionadas con la epidemia COVID-19, como la impresión de equipos de protección personal, toallitas, así como salas de aislamiento completas. Esto puede ser parte de la fabricación aditiva para abordar el aumento de la demanda de suministros.

Protectores faciales impresos en 3D. Haber de imagen: PN Photography / Shutterstock

Acelere la detección de SARS-CoV-2

Esta epidemia nos recuerda una vez más la importancia de las pruebas que permitan la detección rápida y directa de virus respiratorios. Además, las pruebas de PCR requieren personal bien capacitado y equipos costosos, y esto también puede ampliarse para incluir casos en los que se utiliza cultivo celular.

Por un lado, las tecnologías de microfluidos pueden abrir la puerta para la detección precisa de virus respiratorios, razón por la cual se han incluido muchos artículos en este número especial que describen nuevas tecnologías de biosensores para mejorar los diagnósticos del SARS-COV-2.

Por ejemplo, un artículo explica con elegancia el uso de diferentes nanomateriales en plataformas de microfluidos de diagnóstico para COVID-19, mientras que otro artículo describe en detalle cómo se pueden desarrollar biosensores de alta afinidad utilizando puntos cuánticos para detectar SARS-CoV-2.

Además, también se destacan los biosensores electroquímicos, plasmónicos y magnéticos que se centran en la detección de la proteína SARS-COV-2, y un estudio llega a una profundidad extraordinaria al describir biosensores de plataformas microfluídicas para el diagnóstico viral.

“Creemos firmemente que este tema servirá como la mejor plataforma para la transferencia de conocimientos y ayudará a la comunidad multidisciplinaria a definir una tendencia importante en ciencia y tecnología hacia aplicaciones de materiales emergentes avanzados para combatir el SARS-COV-2 y complicaciones relacionadas”, concluyó el autores de esta editorial.