Valencià:
L’empresa Nanox, secundada pel Programa FAPESP Recerca Innovadora en Xicotetes Empreses (PIPE) del Brasil, ha desenvolupat un teixit amb micropartícules de plata en la superfície capaç d’inactivar el virus SARS-CoV-2 en les proves realitzades al laboratori, on el material ha eliminat el 99,9% del virus després de dos minuts de contacte.
El desenvolupament del material ha comptat amb la col·laboració d’investigadors de l’Institut de Ciències Biomèdiques de la Universitat de São Paulo (ICB-USP), el Laboratori de Química Teòrica i Computacional de la Universitat Jaume I de Castelló (Espanya), i el Centre de Desenvolupament de Materials Funcionals (CDMF), un dels Centres de Recerca, Innovació i Difusió (CEPID) amb el suport de la FAPESP (Fundació Estatal de Suport a la Recerca) de São Paulo.
El teixit està compost per una mescla de polièster i cotó (polycotton) i conté dos tipus de micropartícules de plata impregnades en la superfície a través d’un procés d’immersió, seguit d’assecat i fixació, anomenat «curat en sec». L’empresa ha presentat ja la sol·licitud de patent i manifesta que «tenim aliances amb empreses i fàbriques del sector tèxtil, del plàstic i polímers que l’usaran per a la producció i comercialització de màscares protectores i roba d’hospital», ha explicat Luiz Gustavo Pagotto Simões, director de Nanox.
Personal investigador del CDMF en col·laboració amb un equip d’UJI, coordinat pel catedràtic Juan Andrés Bort del Departament de Química Física i Analítica, van iniciar fa uns mesos una sèrie de proves per a avaluar un possible ús de les nanopartícules de plata en la lluita contra el nou coronavirus, davant les evidències en la literatura científica de la seua possible eficàcia contra altres tipus de virus, predecessors de la COVID-19. En aquesta ocasió, la companyia s’ha associat també amb investigadors de l’ICB-USP, que havien aïllat i conreat en laboratori el SARS-CoV-2 obtingut dels dos primers pacients brasilers diagnosticats amb aquesta malaltia.
La síntesi dels materials i la seua caracterització la van dur a terme Marcelo Assis del CDMF i Guilherme Tremiliosi de Nanox. Els equips de recerca del CDMF i l’UJI han caracteritzat mostres de teixit amb i sense micropartícules de plata incrustades en la superfície per espectrometria i en tubs d’assaig amb una solució que contenia grans quantitats de SARS-CoV-2, conreat en cèl·lules. Les mostres es van mantenir en contacte directe amb els virus en diferents intervals de temps de dos i cinc minuts per a avaluar la seua activitat antiviral i es van realitzar dues vegades en dies diferents per tots dos equips, de manera que l’anàlisi dels resultats es va realitzar a cegues.
Els resultats de les anàlisis per quantificació de material genètic per PCR han indicat que les mostres de teixit amb diferents micropartícules de plata incrustades en la superfície han inactivat el 99,9% del virus després de dos i cinc minuts de contacte. A més de les proves per a avaluar l’activitat antiviral, antimicrobiana i fungicida, el material també s’ha sotmès a proves per a avaluar el potencial al·lèrgic, fotoirritant i fotosensible, per a eliminar el risc de causar problemes dermatològics.
El següent pas és avaluar la durada de l’efecte antiviral de micropartícules en el teixit. En proves relacionades amb la propietat antibactericida, els materials van ser capaços de controlar fongs i bacteris en les teles fins i tot després de 30 rentades i l’equip investigador espera que l’activitat antiviral es mantinga durant el mateix temps. Les micropartícules poden ser aplicades a qualsevol tela composta d’una mescla de fibres naturals i sintètiques. També es prova la capacitat d’inactivació del virus de les micropartícules de plata incrustades en la superfície d’altres materials com ara pel·lícules de plàstic o un polímer flexible, similar al que s’ha utilitzat per a desenvolupar una màscara de protecció en associació amb el fabricant de joguines Elka i IEC Partners.
DESENVOLUPAMENT INNOVADOR
El desenvolupament per a l’obtenció, aplicació i funcionalització d’aquesta nova tecnologia és molt innovador, ja que no existeix cap producte o treball publicat sobre un material amb un espectre de tan alta acció microbicida (bacteris, fongs i virus). Constituït per nanopartícules de plata metàl·lica i un semiconductor, aquesta combinació li confereix unes propietats úniques, a causa de la sinergia entre l’efecte plasmònic de la plata i la capacitat del semiconductor per a generar espècies molt reactives que destrueixen els bacteris, fongs i virus.
Especialment s’ha demostrat una alta activitat antiviral contra el SARS-CoV-2 quan s’incrusten en polímers o cotó. Les característiques diferencials d’aquest producte són la prevenció d’infeccions creuades causades per patògens com ara bacteris i fongs oportunistes, responsables de l’empitjorament per COVID-19. La fabricació de dispositius composts d’aquests materials pot obrir la porta per al desenvolupament de materials protectors de manera sostenible, autorecarregable i estructuralment adaptable. Cal ressaltar que els materials inorgànics no es deterioren amb el temps a diferència dels orgànics que encara tenen poca activitat antiviral contra el SARS-CoV-2.
Des de fa més de trenta anys, la col·laboració entre el QTC de l’UJI i el CDMF ha permès obtenir nous materials i tecnologies i publicar més de 80 articles sobre semiconductors en les revistes més prestigioses de Química, Física, Ciència de Materials i Nanotecnologia. L’empresa Nanox va ser una empresa derivada (spin-off) i després empresa emergent (start-up) del CDMF, i actualment és una empresa de base tecnològica que comercialitza els seus productes en tot el món. Els seus fundadors (Gustavo Simoes i Guilherme Tremiliosi) han estat alumnes de Doctorat del professor Elson Longo, director del CDMF, i del professor Juan Andrés, director del Laboratori de QTC de l’UJI.
L’originalitat dels projectes d’I+D+i entre el QTC i el CDMF, i ara amb l’empresa Nanox, consisteix a connectar la teoria i la simulació amb l’experimentació. Aquesta estratègia ha permès trobar i dissenyar relacions estructura-activitat i obtenir noves propietats físiques i químiques de materials per a aplicacions tecnològiques específiques, en aquest cas un teixit capaç d’eliminar per contacte el SARS-CoV-2.
D’altra banda, s’està utilitzat làser de femtosegons i feix d’electrons com una eina nova per a maximitzar l’activitat d’aquests semiconductors, la qual cosa permet una disminució en el material utilitzat sense pèrdua d’activitat microbicida. Tota aquesta tecnologia es basa en un fenomen inèdit associat a la formació de nanopartícules de plata sota irradiació d’electrons o làser, la qual cosa ha permès desenvolupar rutes més ecològiques i tecnologies sostenibles per a obtenir materials amb propietats òptiques millorades que actues com a nous catalitzadors i fotocatalitzadors, així com potents bactericides, fungicides, antivirals i agents toxicològics.
Informació proporcionada per la Fundació de Suport a la Recerca de l’Estat de São Paulo (FAPESP) i el CDMF
Imatges del materials obteses per microscòpia electrònica de alta resolució.

Español:
La empresa Nanox, secundada por el Programa FAPESP Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de Brasil, ha desarrollado un tejido con micropartículas de plata en la superficie capaz de inactivar el virus SARS-CoV-2 en las pruebas realizadas en el laboratorio, donde el material ha eliminado el 99,9% del virus después de dos minutos de contacto.
El desarrollo del material ha contado con la colaboración de investigadores del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad São Paulo (ICB-USP), el Laboratorio de Química Teórica y Computacional de la Universitat Jaume I de Castellón (España), y del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) con el apoyo de la FAPESP (Fundación Estatal de Apoyo a la Investigación) de São Paulo.
El tejido está compuesto por una mezcla de poliéster y algodón (polycotton) y contiene dos tipos de micropartículas de plata impregnadas en la superficie a través de un proceso de inmersión, seguido de secado y fijación, llamado «curado en seco». La empresa ha presentado ya la solicitud de patente y manifiesta que «tenemos alianzas con empresas y fábricas del sector textil, del plástico y polímeros que lo usarán para la producción y comercialización de máscaras protectoras y ropa de hospital», ha explicado Luiz Gustavo Pagotto Simões, director de Nanox.
Personal investigador del CDMF en colaboración con un equipo de UJI, coordinado por el catedrático Juan Andrés Bort del Departamento de Química Física y Analítica de la UJI, iniciaron hace unos meses una serie de pruebas para evaluar un posible uso de las nanopartículas de plata en la lucha contra el nuevo coronavirus, ante las evidencias en la literatura científica de su posible eficacia contra otros tipos de virus, predecesores del COVID-19. En esta ocasión, la compañía se ha asociado también con investigadores del ICB-USP, quienes habían aislado y cultivado en laboratorio el SARS-CoV-2 obtenido de los dos primeros pacientes brasileños diagnosticados con esta enfermedad.
La síntesis de los materiales y su caracterización la llevaron a cabo Marcelo Assis del CDMF y Guilherme Tremiliosi de Nanox. Los equipos de investigación del CDMF y la UJI han caracterizado muestras de tejido con y sin micropartículas de plata incrustadas en la superficie por espectrometría y en tubos de ensayo con una solución que contenía grandes cantidades de SARS-CoV-2, cultivado en células. Las muestras se mantuvieron en contacto directo con los virus en diferentes intervalos de tiempo de dos y cinco minutos para evaluar su actividad antiviral y se realizaron dos veces en días diferentes por ambos equipos, de modo que el análisis de los resultados se realizó a ciegas.
Los resultados de los análisis por cuantificación de material genético por PCR han indicado que las muestras de tejido con diferentes micropartículas de plata incrustadas en la superficie han inactivado el 99,9% del virus después de dos y cinco minutos de contacto. Además de las pruebas para evaluar la actividad antiviral, antimicrobiana y fungicida, el material también se ha sometido a pruebas para evaluar el potencial alérgico, fotoirritante y fotosensible, para eliminar el riesgo de causar problemas dermatológicos.
El siguiente paso es evaluar la duración del efecto antiviral de micropartículas en el tejido. En pruebas relacionadas con la propiedad antibactericida, los materiales fueron capaces de controlar hongos y bacterias en las telas incluso después de 30 lavados y el equipo investigador espera que la actividad antiviral se mantenga durante el mismo tiempo. Las micropartículas pueden ser aplicadas a cualquier tela compuesta de una mezcla de fibras naturales y sintéticas. También se prueba la capacidad de inactivación del virus de las micropartículas de plata incrustadas en la superficie de otros materiales como películas de plástico o un polímero flexible, similar al que se ha utilizado para desarrollar una máscara de protección en asociación con el fabricante de juguetes Elka e IEC Partners.
DESARROLLO INNOVADOR
El desarrollo para la obtención, aplicación y funcionalización de esta nueva tecnología es muy innovador, ya que no existe producto o trabajo publicado sobre un material con un espectro de tan alta acción microbicida (bacterias, hongos y virus). Constituido por nanopartículas de plata metálica y un semiconductor, esta combinación le confiere unas propiedades únicas, debido a la sinergia entre el efecto plasmónico de la plata y la capacidad del semiconductor para generar especies muy reactivas que destruyen a las bacterias, hongos y virus.
En especial se ha demostrado una alta actividad antiviral contra el SARS-CoV-2, cuando se incrustan en polímeros o algodón. Las características diferenciales de este producto son la prevención de infecciones cruzadas causadas por patógenos como bacterias y hongos oportunistas, responsables del empeoramiento por COVID-19. La fabricación de dispositivos compuestos de estos materiales puede abrir la puerta para el desarrollo de materiales protectores de forma sostenible, autorecargable y estructuralmente adaptable. Hay que resaltar que los materiales inorgánicos no se deterioran con el tiempo a diferencia de los orgánicos que todavía tienen poca actividad antiviral contra el SARS-CoV-2.
Desde hace más de treinta años, la colaboración entre el QTC de la UJI y el CDMF ha permitido obtener nuevos materiales y tecnologías, publicando más de 80 artículos sobre semiconductores en las revistas más prestigiosas de Química, Física, Ciencia de Materiales y Nanotecnología. La empresa Nanox fue una spin-off y después start-up del CDMF, y actualmente es una empresa de base tecnológica que comercializa sus productos en todo el mundo. Sus fundadores (Gustavo Simoes y Guilherme Tremiliosi) han sido alumnos de doctorado del profesor Elson Longo, director del CDMF, y del profesor Juan Andrés, director del Laboratorio de QTC de la UJI.
La originalidad de los proyectos de I+D+i entre el QTC y el CDMF, y ahora con la empresa Nanox, consiste en conectar la teoría y la simulación con la experimentación. Esta estrategia ha permitido encontrar y diseñar relaciones estructura-actividad y obtener nuevas propiedades físicas y químicas de materiales para aplicaciones tecnológicas específicas, en este caso un tejido capaz de eliminar por contacto el SARS-CoV-2.
Por otra parte, se está utilizado láser de femtosegundos y haz de electrones como una herramienta novedosa para maximizar la actividad de estos semiconductores, lo que permite una disminución en el material utilizado sin pérdida de actividad microbicida Toda esta tecnología se basa en un fenómeno inédito asociado a la formación de nanopartículas de plata bajo irradiación de electrones o láser, lo que ha permitido desarrollar rutas más ecológicas y tecnologías sostenibles para obtener materiales con propiedades ópticas mejoradas que actúa como nuevos catalizadores y fotocatalizadores, así como potentes bactericidas, fungicidas, antivirales y agentes toxicológicos.
Información proporcionada por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP) y el CDMF
Imágenes de los materiales obtenidas por microscopia electrónica de alta resolución.