Design intelligenteLe prossime mascherine potrebbero fare tamponi e uccidere il virus

I dispositivi di protezione stanno diventando sempre più efficienti. Un articolo del Wall Street Journal racconta i nuovi prototipi attualmente in fase di studio: alcuni includono diagnostica e test rapidi

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Di stoffa, sintetiche, chirurgiche, Ffp2, Ffp3, con filtro, senza filtro, variopinte, monocromo. Di mascherine se ne vedono di tutti i tipi, a volte anche due insieme. Sono il più diffuso ed elementare, dispositivo di protezione dal virus che abbiamo sperimentato durante la pandemia. E c’è grande attenzione a riguardo: si parla del loro riutilizzo, il modello più efficace e il più comodo, oppure come smaltirli dopo averle buttate nella spazzatura.

Le mascherine sono diventate anche oggetto di studio per l’innovazione tecnologica: la prospettiva di doverle avere sempre a portata di mano ancora per un po’ spinge verso una ottimizzazione dei modelli, per renderle più efficienti in termini di produzione, consumo e sostenibilità.

In fase di test ci sono modelli che vanno oltre la semplice barriera fisica tra chi li indossa e i potenziali virus. Scienziati dei materiali, chimici, biologi e ingegneri stanno lavorando per creare i primi prototipi funzionanti di maschere che includono diagnostica, sensori e persino la capacità di uccidere i virus.

Ne ha parlato il Wall Street Journal in un lungo articolo, firmato da Suzanne Oliver, proprio sulle proposte innovative attualmente in fase di studio: «La mascherina sta ricevendo un aggiornamento high-tech», scrive l’autrice.

Alcune di queste nuove mascherine sono progettate solo per gli operatori sanitari, altre invece saranno commercializzate anche per i consumatori. Il primo problema, però, sembra essere di natura normativa: in ogni Paese i modelli devono essere approvati dalle autorità competenti. Una condizione che non si sposa troppo bene con gli studi indipendenti per la creazione di nuove mascherine.

Parlando con il Wall Street Journal, il professore di epidemiologia e medicina presso la Yale School of Public Healt Albert Ko ha detto: «Sembra il Far West, non ci sono parametri di riferimento. Abbiamo bisogno di standard di armonizzazione in modo da poter confrontare una maschera con un’altra e valutare». È un nodo che va sciolto a monte, per garantire ai consumatori uno standard valido: senza una vera e propria regolamentazione sarebbe difficile orientarsi tra decine di nuovi prodotti.

Le tecnologie più ricercate vanno in due direzioni: una maggior sicurezza, quindi una percentuale di protezione dal virus più alta; e un maggior rispetto per l’ambiente – dal momento che lo smaltimento delle mascherine ha un impatto non trascurabile sul pianeta, come avevamo raccontato in questo articolo.

Non mancano le innovazioni che creano un po’ di scetticismo tra gli addetti ai lavori. Un esempio lo ha fatto al Wall Street Journal Ana Rule, della Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health e membro del gruppo di consulenza tecnica sui dispositivi di protezione individuale dell’Organizzazione mondiale della sanità: «I rivestimenti antimicrobici possono peggiorare una semplice mascherina N95 aderente. Se hai un rivestimento sulla maschera ma c’è uno spazio intorno al naso o alla bocca, le particelle virali entreranno da quella parte lì. Le goccioline di aerosol prendono sempre il percorso più semplice».

La giornalista del quotidiano statunitense entra poi nel dettaglio di tre macro aree di innovazione per il perfezionamento delle mascherine. Si parte dagli studi che provano a rendere le mascherine riutilizzabili più e più volte.

La ratio è molto semplice: «A causa della carenza di mascherine, gli operatori sanitari hanno indossato sempre le stesse più a lungo di quanto raccomandato, e ne riutilizzano alcune degradate a causa delle sterilizzazioni. Nel tempo, la sterilizzazione degrada il sistema di filtraggio e l’adattamento della maschera, così i lavoratori diventano meno protetti», scrive Suzanne Oliver.

In questo senso un nuovo prototipo interessante è quello che resiste maggiormente alle sterilizzazioni con alcool e altri sistemi, quindi alla possibilità di riutilizzare la mascherina senza timore che perda il suo valore protettivo.

Ci sta lavorando un gruppo guidato da Giovanni Traverso, assistente professore di ingegneria meccanica al Massachusetts Institute of Technology (Mit) e gastroenterologo al Brigham and Women’s Hospital, Scuola di Medicina di Harvard: hanno progettato mascherine trasparenti in gomma siliconica dotate di filtri N95 pop-out (questi ultimi usa e getta).

Un primo vantaggio è il materiale utilizzato: «Le maschere – si legge nell’articolo del Mit – richiedono molto meno materiale N95 rispetto a una mascherina N95 tradizionale». Inoltre sono dotate di sensori che forniscono un feedback su vestibilità e funzionalità: un rivestimento sensibile al calore posizionato sul perimetro della maschera indica un adattamento alla pelle cambiando colore dal nero al rosa.

Il prezzo, secondo il Wall Street Journal, dovrebbe essere abbastanza competitivo rispetto alle N95 usa e getta, e il prodotto dovrebbe essere sul mercato già quest’anno.

Il secondo tipo di mascherine attualmente in fase di studio ha una funzione che può sembrare sorprendente: sono mascherine in grado di eliminare i virus. «Nel prossimo futuro, se dovessi essere su un aereo e la persona accanto a te dovesse starnutire, potresti indossare una maschera che sterilizza l’aria prima di inspirarla», si legge nell’articolo del Wsj.

Il design della mascherina incorpora una rete di rame riscaldata a circa 160 gradi che intrappola e uccide il virus. Mentre l’isolamento in neoprene e un dispositivo di raffreddamento termoelettrico assicureranno che l’aria inalata sia confortevole da respirare.

«Le maschere attuali funzionano come barriere alle particelle virali. Questa nuova, che uccide anche batteri e muffe, può essere utilizzata con una batteria da 9 volt. Il team che ci sta lavorando negli Stati Uniti deve ancora costruire e testare prototipi funzionanti e la loro ricerca attuale è stata accettata per la pubblicazione da AIChE Journal, una rivista di ingegneria chimica», scrive il Wall Street Journal.

Un problema potrebbe essere il peso: se una qualsiasi mascherina tra quelle più utilizzate pesa non più di qualche grammo, questa, spiegano dal laboratorio che ci sta lavorando, potrebbe arrivare a pesare poco meno di mezzo chilo.

L’ultima tipologia di mascherine hi-tech attualmente in fase di definizione sono quelle diagnostiche, cioè quelle in grado di analizzare le particelle emesse da chi le indossa. Sembra un prodotto futuristico destinato a rimanere in circolazione a lungo.

Le mascherine sono progettate per raccogliere eventuali prove di infezione di chi le indossa: quindi potenzialmente utilizzabili per fare dei rapidi test per il Covid-19.

Al lavoro ci sono i ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dell’Università di Harvard, che hanno scoperto come integrare un test Covid-19 diagnostico liofilizzato in una mascherina. Il test reagisce con le particelle espirate e fornisce una diagnosi in 90 minuti circa.

«I test e un minuscolo blister d’acqua possono essere montati su qualsiasi maschera. Dopo che questa è stata indossata per almeno 30 minuti, una persona perfora il blister per rilasciare l’acqua necessaria per reidratarsi e dare il via alle reazioni chimiche. Il risultato del test è indicato da una o due linee, simile a un test di gravidanza», si legge sul Wall Street Journal.

I ricercatori hanno testato la loro tecnologia mettendo le loro maschere su un simulatore di respirazione che ha esalato un frammento di Rna Sars-CoV-2 in forma di aerosol, simili a quelli generati dagli esseri umani. I ricercatori hanno scoperto che il loro test funziona in maniera molto simile, in termini di efficacia, ai tamponi molecolari Rt-Pcr. Intervistato dal quotidiano economico, uno dei ricercatori, Peter Nguyen, ha detto: «Possiamo eguagliare l’attuale tecnologia in circolazione per rilevare il virus e creare dei test alla portata di tutti».

L’Università di San Diego, in California, invece sta lavorando a un sistema per montare i test su qualsiasi mascherina disponibile. «Questo test è contenuto in un adesivo che può essere applicato a ogni maschera e identifica la presenza di una proteasi prodotta nel corpo durante un’infezione da Covid-19». Anche in questo caso si tratta di un’invenzione che avrebbe potuto dare un grosso aiuto a tutte le strutture sanitarie nell’ultimo anno.