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Le mascherine del futuro: dalla protezione alla diagnosi

Le mascherine del futuro: dalla protezione alla diagnosi
mascherina futuro

Da semplice barriera fisica a isolare per qualche ora naso e bocca dall’esterno, contrastando l’ingresso del virus nel nostro organismo, a strumento in grado di uccidere gli agenti patogeni o di rilevare lo sviluppo dell’infezione come un tampone.
La ricerca tecnologica applicata alla salute non si sta concentrando solo su vaccini, test diagnostici e cure mediche, ma anche sui dispositivi di protezione individuale che, in un solo anno di pandemia, sono passati da illustri sconosciuti, visti con un pizzico di ironia sul volto di qualche orientale in visita nel nostro Paese, a compagni della vita quotidiana di tutti noi.
Un lavoro che, come dimostrano alcuni progetti in fase di sviluppo presentati dallo statunitense Wall Street Journal, si sta indirizzando in più direzioni diverse.

Mascherine a lunga durata

Quanto dura una mascherina? Quelle monouso, per loro stessa definizione, possono essere indossate per poche ore prima di perdere buona parte della loro efficacia protettiva. Ma anche quelle riutilizzabili, con passare del tempo, dopo più sterilizzazioni perdono la loro capacità filtrante.
Adesso verrà presto sottoposto a valutazione un nuovo tipo di mascherina trasparente in gomma siliconica, in grado di resistere meglio anche a ogni tipo di sterilizzazione, dall’ebollizione ai trattamenti con calore, raggi ultravioletti o alcool isopropilico. Le mascherine sono dotate di filtri usa e getta N95 (lo standard americano equivalente all’europeo FFP2) e sensori che monitorano vestibilità e funzionalità. Ad esempio, un rivestimento sensibile al calore situato ai bordi del dispositivo cambia colore dal nero al rosa a seconda dell’adattamento alla pelle di chi la indossa.

mascherina futuro

A sviluppare questa mascherina è stato un team guidato da Carlo Giovanni Traverso, assistente professore di ingegneria meccanica al Mit, che ha pubblicato i risultati della ricerca lo scorso novembre su ACS Pharmacology and Translational Science. I test effettuati al Bringham and Women’s e al Massachusetts General Hospital hanno riscontrato un elevato gradimento da parte degli utenti. Questo sia in termini di vestibilità, visto che il 95% ha preferito questa mascherina a quella standard, sia per la possibilità di comunicare con gli altri, legata alla trasparenza della mascherina. L’obiettivo ora è quello di arrivare alla messa in commercio a prezzi competitivi entro fine anno.

Mascherine che uccidono il virus/1

Un altra strada che si sta percorrendo, sempre al Massachusetts Institute of Technology, è quella di realizzare mascherine che alla funzione di barriera associno anche quella di essere in grado di uccidere il virus. All’interno della mascherina su cui sta lavorando Michael Strano, docente di ingegneria chimica, è inserita una rete di rame riscaldata a circa 160 gradi, che intrappola e disattiva l’agente patogeno oltre ad eliminare anche altri batteri e muffe. L’aria penetra così all’interno sterile ma al tempo stesso respirabile, grazie all‘isolamento in neoprene e al raffreddamento ottenuto per via termoelettrica.

A garantire ai vari dispositivi la corrente necessaria per il loro funzionamento è una semplice batteria da 9 volt. Questo permette in primo luogo di contenerne il peso, che non supererà i 500 grammi, anche nella versione leggermente più grande pensata per gli operatori sanitari. Ma anche il costo, visto che è prevista una messa in commercio a pochi dollari per esemplare.

Mascherine che uccidono il virus/2

Quella americana non è comunque l’unica mascherina in grado di uccidere il virus su cui si sta lavorando. Anche in Gran Bretagna, già da prima della pandemia, si sta sviluppando un modello pensato per prevenire qualsiasi tipo di virus influenzale. La tecnologia utilizzata, però, è diversa e più costosa (si parla di circa 500 dollari a pezzo).
Per la sterilizzazione dell’aria viene infatti utilizzata la radiazione ultravioletta germicida (UVC). La destinazione del prodotto, dunque, non è pensata per il mercato generalizzato, ma per un impiego solo in ambito sanitario.

L’alimentazione del dispositivo avviene attraverso una batteria ricaricabile. La sterilizzazione dell’aria avviene all’interno di una piccola camera, indossabile in una cintura o uno zaino. Di qui, arriva alla maschera attraverso un tubo, con una ventola che mantiene il meccanismo in pressione per evitare le fughe. L’aria espirata dall’utilizzatore viene infine espulsa attraverso i filtri posizionati ai lati della mascherina. Il dispositivo è stato testato sugli animali nel 2017 dalla Public Health England, dimostrando un’efficacia protettivca pari a quella di un vaccino.

Mascherine come tamponi/1

Insieme alle mascherine, la pandemia ci ha fatto conoscere un altro dispositivo medico già esistente, ma in precedenza noto in pratica solo agli addetti ai lavori.
I tamponi, siano essi molecolari o antigenici, sono il test più efficace per verificare l’avvenuta infezione in una persona.
L’idea dei ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dell’Università di Harvard è dunque quella di integrare in un unico prodotto un test per il Covid-19 liofilizzato e una mascherina. E la tecnologia sviluppata consente di applicare il dispositivo, che dovrebbe essere messo in commercio a un prezzo di circa 5 dollari, su ogni tipo di mascherina.
Attraverso l‘analisi delle particelle espirate da chi indossa la mascherina sarà così possibile, in circa 90′, avere una diagnosi di eventuale positività. La verifica potrà iniziare dopo aver indossato la mascherina da almeno 30′. Perforando un piccolissimo blister di acqua, allegato al test, si darà il via alla reazione chimica, che comunicherà il risultato di positività, al Sars-CoV-2, alle sue varianti o ad altri virus, come un test di gravidanza, attraverso la comparsa di una o due linee.

Mascherine come tamponi/2

Anche per questo tipo di mascherine innovative non c’è un solo progetto su cui si sta lavorando. Sempre negli Stati Uniti, ma all’Università della California di San Diego, un team guidato dal professore di nanotecnologia Jesse Jokerst ha ideato un test contenuto in un semplice adesivo. Anche in questo caso, il prodotto, che dovrebbe essere messo in vendita a pochi centesimi, è utilizzabile su ogni tipo di mascherina.
In questo caso, non si identifica l’rna del virus, come avviene con la reazione prodotta nel dispositivo del Wyss Institute, ma la presenza di una proteasi che il corpo produce quando infettato dal coronavirus. I test effettuati finora, sottolinea il Wall Street Journal, sono stati effettuati su campioni di saliva, ma è ormai imminente l’inizio delle verifiche direttamente sugli esseri umani.

Alberto Minazzi

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