Mascarillas ‘made in Spain’ antibióticas y biodegradables

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Científicos y empresarios han aunado fuerzas para desarrollar mascarillas con un nivel de seguridad a prueba de los diminutos coronavirus.

Grupo de investigación de la Unidad Asociada IATA-UJI.
Grupo de investigación de la Unidad Asociada del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos y la Universidad Jaume I de Castellón.

La palabra del año en inglés según los expertos del famoso diccionario Webster es pandemic (pandemia), pero muy bien podría haber sido mask, mascarilla. Es el símbolo externo y universal de la invisible pandemia. Circunscrita hasta hace unos meses a algunos asiáticos responsables para protegerse de la contaminación o para no contagiar a los demás de sus resfriados, hoy es una prenda obligatoria en muchos países. Su escasez inicial ha dado paso a un próspero sector que ha inundado farmacias, supermercados y puestos callejeros de mascarillas de todos los colores y calidades.

El uso masivo de esta protección respiratoria de vida efímera se vislumbró enseguida como una nueva carga medioambiental, paralela a la de las toallitas higiénicas que tantos atascos causan en los desagües y colectores urbanos.

En este escenario, Bioinicia, una spin-off del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), decidió desarrollar en abril la primera mascarilla biodegradable certificada. Sin sacrificar en ningún momento la respirabilidad, el confort ni la eficacia -filtración bacteriana superior a un 92% y de aerosoles mayor a un 85%-, tiene la ventaja de degradarse como la materia orgánica.

Según José María Lagarón, del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA)-CSIC y director del equipo que ha desarrollado junto con la empresa Bioinicia el filtro de nanofibras Proveil-Biomask, la necesidad de reducir esa previsible contaminación plástica les orientó a buscar filtros de nanofibras, que ofrecen una filtración mecánica, no electrostática y, según la literatura científica, presentan una morfología uniforme con tamaño de poro muy inferior al de los filtros convencionales de polipropileno meltblown. Esto permite que el aire, con tamaño aproximado de 4 nm, pueda pasar a través del filtro, a la vez que evita aerosoles virales, bacterias y partículas en suspensión.

Mediciones terrestres y marinas

Las mediciones realizadas revelan que esos filtros de nanofibras no obstruyen tanto la respiración, ya que disipan mejor el calor, la humedad y el CO2 que los filtros tradicionales de polipropileno meltblown. El equipo que lidera Lagarón, formado por Cristina Prieto, María Pardo, Álvaro Lafraya y Alberto Chiva, ha desarrollado así un filtro ultrafino y 100% compostable, salvo el clip nasal de acero inoxidable y las gomas de sujeción. Además, se puede desinfectar con pulverizaciones de solución alcohólica al 70 por ciento sin perder sus capacidades óptimas de filtración.

La Unidad Asociada del CSIC en Tecnología de Polímeros, que se encuentra en la Universidad Jaume I de Castellón, dirigida por Luis Cabedo, del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Diseño, ha sido la encargada de estudiar los niveles de biodegradación de la Biomask, con la colaboración del Instituto de Medio Ambiente y Ciencias Marinas de la Universidad Católica de València.

El equipo formado por Cabedo, José Gámez, Patricia Feijóo, Anna Marín y Estefanía Sánchez, ha analizado la biodegradabilidad de las mascarillas en el medio terrestre y marino con pruebas de laboratorio y también en condiciones reales. Han comprobado así que no se generan microplásticos y que todo el material se transforma en CO₂ y agua, y también han medido en el medio marino su biodegradación en las instalaciones de la costa mediterránea que la UCV tiene en Calpe. Según José María Lagarón, ahora trabajan en el desarrollo de filtros a partir de residuos agroalimentarios y también se van a hacer en formato EPI “con un nivel de protección aún mayor”.

Con un minuto basta

En este nuevo campo científico y comercial, en el que la improvisación inicial con sus corredores aéreos para traer material de China ha sido sustituida por unas exigencias de control más estrictas sujetas a las normativas de la Unión Europea, otro equipo del Grupo de Biomateriales y Bioingeniería del Centro de Investigación Traslacional San Alberto Magno (CITSAM), de la Universidad Católica de Valencia, dio un nuevo paso con un proyecto internacional para desarrollar un filtro protector capaz de inactivar tanto el SARS-CoV-2 como las bacterias multirresistentes tras un minuto de contacto. El filtro, fabricado con un revestimiento biofuncional de cloruro de benzalconio, también inactiva a las bacterias Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis resistentes al antibiótico meticilina. Hay que recordar que las infecciones bacterianas empeoran la neumonía provocada por el coronavirus y suponen una amenaza añadida.

El trabajo ha sido encabezado por Ángel Serrano, acompañado de Miguel Martí y Alberto Tuñón (del mismo grupo), Yukiko Muramoto, Takeshi Noda y Kazu Takayama (Universidad japonesa de Kioto), y Finn Lillelund Aachmann (Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología).

Imagen eliminada.
Alberto Tuñón Molina, Ángel Serrano Aroca y Miguel Martí Jiménez, del Grupo de Biomateriales y Bioingeniería del Centro de Investigación Traslacional San Alberto Magno (CITSAM), de la Universidad Católica de Valencia. 

Según explica Serrano a DM, “el cloruro de benzalconio es un producto con el que estábamos trabajando desde hace más de un año para otras aplicaciones médicas por su capacidad antimicrobiana. De hecho, en mayo de 2019 realicé una estancia de un mes en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología y le di este compuesto al profesor Finn Lillelund Aachmann para que lo caracterizara por resonancia magnética”.

Sin embargo, desde el comienzo de la pandemia, “con familiares cercanos trabajando en primera línea que se infectaron, quise contribuir de algún modo a mitigarla. Aunque intenté solicitar un proyecto europeo en colaboración con mis colegas noruegos y una compañía farmacéutica, fue imposible encontrar un laboratorio de bioseguridad disponible que trabajara con el SARS-CoV-2 porque estaban todos saturados haciendo pruebas con fármacos de aplicación inmediata y con el desarrollo de las vacunas”.

Así que cuando se pudo volver al laboratorio después del confinamiento y debido a la imposibilidad de trabajar con el virus real, “empezamos a estudiar un modelo viral que me sugirió Miguel Martí: un virus similar al SARS-CoV-2 que no es infeccioso para los humanos y que podíamos utilizar en nuestro laboratorio de microbiología”.

Tras darle vueltas a posibles aplicaciones no convencionales de este compuesto, “un día hablando con Martí tuve la idea de poner este compuesto en un filtro de mascarilla en forma de recubrimiento micrométrico y ver si era capaz de inactivar ese virus no infeccioso. Realizamos las pruebas y los resultados fueron fulminantes: el filtro tratado eliminaba, en tan sólo un minuto, al cien por cien de los virus”.

Al alcance de todos

Más tarde comprobaron si era capaz también de destruir las bacterias multirresistentes Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis, “y también las destruía de forma impresionante”. Con estos resultados contactó con el profesor Kazuo Takayama, de la Universidad de Kioto, que cuenta con un laboratorio de bioseguridad para trabajar con el SARS-CoV-2 para presentarle los resultados. Tras verlos, “dijo de inmediato que le enviara el filtro para probarlo con el SARS-CoV-2”. Al cabo de una semana, habían comprobado que el filtro “también era capaz de desactivar al SARS-CoV-2 en un minuto”.

Dentro de poco, las mascarillas con estos nuevos filtros podrían estar ya en el mercado a un precio muy asequible, pues su método de fabricación es rápido y económico, y el producto clave, el cloruro de benzalconio, no tiene un coste elevado. “El uso correcto de esta tecnología de amplio espectro antimicrobiano es importante para la producción en masa y comercialización de estos filtros para mascarillas, que serán muy útiles para los sanitarios e investigadores que se enfrentan a la pandemia”, apunta Ángel Serrano.

Para facilitar ese trasvase, y en espera de publicar los resultados -ahora están en la plataforma de prepublicación bioRxiv-, “en lugar de buscar un rendimiento económico, descartamos la posibilidad de generar una patente debido a la emergencia sanitaria en la que nos encontramos y consideramos que lo más correcto éticamente era ponerlo en conocimiento lo antes posible de la comunidad científica y las empresas dedicadas a la fabricación masiva de mascarillas”.

Doble protección

Y así, de la escasez inicial se ha pasado en poco tiempo a que un puñado de empresas acelere producción y desarrollos con garantías para una pandemia que no parece calmarse y que ha descubierto la utilidad de esta prenda. Otra empresa española, Protect Line, con sedes en Bilbao, Madrid y Valencia, ha desarrollado una mascarilla dual que protege frente a los bioaerosoles tanto al portador como a los demás, pues reduce la transmisión de agentes infecciosos que el usuario emite a su entorno. Es hipoalergénica y está compuesta en un 43% por tejido sin tejer, en un 30% por tela fundida por soplado y en un 27% por algodón de aire caliente.

Según sus fabricantes, posee una eficacia superior al 94% a la hora de filtrar partículas, superior al 98% en el caso de las bacterias, y tiene una presión de resistencia a las salpicaduras superior a 16 kPa. Cumple todos los requisitos del Reglamento 2016/425 de la Unión Europea (UE) relativo a los equipos EPI y, a su vez, la Directiva 93/42 de la Comunidad Económica Europea relativa a los productos sanitarios. Esta situación convierte a la mascarilla FM0201-966 en una FFP2/IIR, es decir, válida tanto en el ámbito sanitario como fuera de él.

No tan sofisticadas, pero igualmente válidas, son las FFP2 y FFP3 de la firma Star Care. Según Xavier Gastaminza, director general de la empresa, tienen un 98% de eficacia en la filtración de aerosoles de partículas, como las del SARS-CoV-2. Su diseño de 5 capas, hidrófugas, hipoalergénicas y con propiedades electroestáticas, atrae las partículas más pequeñas impidiendo su inhalación. ”La elección correcta de la mascarilla es fundamental para una protección eficaz contra el virus y así, contribuir a una reducción de contagios considerable en esta segunda ola”, aconseja Gastaminza.

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