Maschere COVID 19 più intelligenti e sicure progettate dalla UCLA, sono un nuovo strumento per monitorare COVID-19. I ricercatori dell’Università della California di San Diego stanno sviluppando una striscia reattiva che cambia colore e che può essere attaccata su una maschera e utilizzata per rilevare SARS-CoV-2 nel respiro o nella saliva di un utente.
Il progetto, che ha ricevuto 1,3 milioni di dollari dal National Institutes of Health, ha lo scopo di fornire una sorveglianza semplice, economica e affidabile per le infezioni da COVID-19 che può essere eseguita quotidianamente e facilmente implementata in contesti poveri di risorse. Lo studio fa parte del programma NIH’s Rapid Acceleration of Diagnostics Radical ( RADx-rad ) per COVID-19.
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“In molti modi, le maschere sono il perfetto sensore ‘indossabile’ per il nostro mondo attuale“, ha detto Jesse Jokerst, Professore di nanoingegneria presso la UC San Diego Jacobs School of Engineering e capo riceratore principale del progetto. “Stiamo utilizzando uno strumento già in uso di molte persone e lo riutilizziamo, in modo da poter identificare rapidamente e facilmente nuove infezioni e proteggere le comunità vulnerabili”.
Il team ha creato strisce reattive o adesivi, che possono essere applicati su qualsiasi maschera (N95, chirurgica o panno). Sono stati progettati per rilevare la presenza di molecole che scindono le proteine, chiamate proteasi, prodotte dall’infezione con il virus SARS-CoV-2.
L’idea è che mentre l’utente respira attraverso la maschera, le particelle, comprese le proteasi SARS-CoV-2 se l’utente è infetto, si accumulano nella striscia reattiva. Alla fine della giornata o durante un cambio di maschera, l’utente effettuerà il test. La striscia reattiva è dotata di un blister che l’utente strizzerà, rilasciando nanoparticelle che cambiano colore in presenza delle proteasi SARS-CoV-2. Una linea di controllo sulla striscia reattiva mostrerà l’aspetto che dovrebbe avere un risultato positivo. Sarebbe simile a controllare i risultati di un test di gravidanza domestico.
Jokerst osserva che le strisce non sono destinate a sostituire gli attuali protocolli di test COVID-19.
“Pensa a questo approccio come a un approccio di sorveglianza, simile ad avere un rilevatore di fumo in casa tua“, ha detto il ricercatore. “Questo approccio rimarrebbe in background ogni giorno e se viene attivato, allora sai che c’è un problema ed è allora che lo esamineresti con test più sofisticati”.
Le strisce reattive possono essere facilmente prodotte in serie tramite l’elaborazione roll-to-roll. Ciò manterrebbe i costi a pochi centesimi per striscia. “Vogliamo che questa strategia sia abbastanza conveniente per i test quotidiani”, ha detto Jokerst. Ciò consentirebbe alle strutture ad alto rischio come case famiglia, carceri, cliniche di dialisi e rifugi per senzatetto di monitorare prima e più frequentemente nuove infezioni per ridurre la diffusione”, ha aggiunto.
Jokerst sta collaborando con i ricercatori della UC San Diego School of Medicine per testare le strisce prima su campioni di saliva positivi a COVID-19, poi su pazienti e operatori sanitari del Veterans Affairs San Diego Healthcare System.
Co-ricerctori del team sono William Penny, Professore di medicina clinica e cardiologo presso VA San Diego Healthcare System, Louise Laurent, Professore di ostetricia, ginecologia e scienze della riproduzione e Rob Knight, Professore di pediatria, bioingegneria e informatica e ingegneria e Direttore del Center for Microbiome Innovation presso l’UC San Diego.
Potenziale strumento contro future epidemie
“Questa tecnologia può tradursi in strategia per rilevare futuri focolai di coronavirus”, ha detto Jokerst. “Le proteasi che stiamo rilevando qui sono le stesse presenti nelle infezioni con il virus della SARS originale del 2003 e con il virus MERS, quindi non sarebbe troppo lontano immaginare che potremmo ancora beneficiare di questo lavoro in seguito in caso di future pandemie“.
E anche con gli sforzi di vaccinazione in corso, questo approccio di sorveglianza potrebbe essere implementato in parti del mondo in cui i vaccini non sono ancora disponibili o sono ancora limitati nella distribuzione.
Approccio della scienza dei materiali per mascherare di sicurezza
Oltre a questo lavoro, Jokerst e il suo team, in collaborazione con il Professore di nanoingegneria dell’UC San Diego Ying Shirley Meng, hanno condotto una ricerca approfondita sulle maschere per rispondere a una domanda scottante emersa all’inizio della pandemia: i respiratori N95 possono essere riutilizzati in sicurezza dopo essere stati disinfettati?
La risposta, hanno scoperto i ricercatori, è sì.
Dall’inizio della pandemia COVID-19, gli operatori sanitari hanno dovuto affrontare carenze di dispositivi di protezione individuale. Ricercatori e centri medici negli Stati Uniti hanno trovato modi per decontaminare e riutilizzare i respiratori N95 per aiutare a mantenere gli operatori sanitari al sicuro mentre prestano servizio in prima linea. Jokerst, Meng e colleghi volevano esplorare esattamente quanto siano sicuri ed efficaci i respiratori per il riutilizzo.
Un documento che descrive in dettaglio questo lavoro è stato pubblicato su ACS Applied Materials & Interfaces dallo studente Wonjun Yim della UC San Dieggo e primo autore dello studio.
I ricercatori della UC San Diego hanno studiato le proprietà dei respiratori N95 e KN95 prima e dopo la decontaminazione: il processo prevedeva il riscaldamento dei respiratori in un forno a 70 ° C (158 ° F) per 30 minuti alla volta, tre volte in totale. Hanno usato un apparato di filtrazione per contare quante particelle nell’aria vengono catturate dai respiratori. i ricercatori hanno anche esaminato le fibre dei respiratori al microscopio elettronico.
Il team ha scoperto che dopo il trattamento termico, i respiratori sono stati in grado di filtrare il 90% delle particelle sospese nell’aria, una piccola diminuzione rispetto alla loro classificazione originale di 95. Inoltre non hanno visto cambiamenti nella struttura, densità o larghezza delle fibre.
“Queste maschere sono più riutilizzabili di quanto si pensi“, ha detto Jokerst.
Fonte:UCSDnews
