Los investigadores han desarrollado una superficie de silicio cubierta de púas de tamaño nanométrico que tiene una eficacia del 96 % para empalar y destruir un virus común responsable de causar enfermedades respiratorias, especialmente en bebés y niños pequeños. La tecnología podría utilizarse para proteger a investigadores, trabajadores sanitarios y pacientes de la propagación viral.
De las cuatro cepas de virus de parainfluenza humana (VPH), el VPH-3 es la más virulenta y puede provocar bronquiolitis, bronquitis o neumonía en bebés y niños pequeños. Anualmente, son comunes los brotes estacionales de infecciones por HPIV-3, y el virus se propaga por transmisión aérea o por contacto directo e indirecto con superficies contaminadas.
Actualmente no hay vacunas ni antivirales disponibles para prevenir o tratar las infecciones por HPIV-3, por lo que mantener la higiene general y de las superficies es una prioridad. Ahora, investigadores de la Universitat Rovira i Virgili (URV) en España y la Universidad RMIT de Australia han colaborado para desarrollar una superficie de silicio con púas con impresionantes propiedades para matar virus.
Inspirado por alas de libélulaLos investigadores del RMIT ya han demostrado la eficacia del uso de un ‘púas’ a nanoescala.mecano-biocida‘Superficie hecha de titanio para empalar y matar superbacterias resistentes a los antibióticos. Baulin también está familiarizado con insectos que poseen alas antimicrobianas.
“Las alas de insectos como las libélulas o las cigarras tienen una estructura nanométrica que puede perforar bacterias y hongos”, afirmó.
Sin embargo, los virus son diferentes. Son más pequeños que las bacterias, por lo que los nanopicos diseñados para matarlos también deben ser más pequeños. Si bien los metales pesados y sus derivados se han estudiado intensamente por sus propiedades antivirales, se cree que los virus se inactivan debido a la liberación de iones metálicos y la producción de especies reactivas de oxígeno que pueden dañar membranas y proteínas. Entonces, para el estudio actual, los investigadores optaron por utilizar una oblea de silicio dopada con boro.
“En este caso utilizamos silicio porque técnicamente es menos complicado que otros metales”, afirma Vladimir Baulin, uno de los autores correspondientes del estudio.
Para crear su superficie afilada, utilizaron grabado de iones reactivos con plasma, un proceso que utiliza plasma químicamente reactivo para eliminar el material depositado en las obleas y permitió a los investigadores ajustar la altura y el espaciado de los nanopicos. La superficie resultante está llena de púas de 2 nm de espesor (30.000 de ellas cabrían en un cabello humano) y 290 nm de altura. Las partículas virales HPIV-3 tienen un diámetro que oscila entre 100 y 420 nm.
Las superficies incubadas con HPIV-3 durante una, tres y seis horas se examinaron bajo microscopía electrónica de barrido (SEM) y mostraron que, después de seis horas en superficies de silicio sin púas, las partículas virales conservaban su forma habitual. Sin embargo, la forma de las partículas de HPIV-3 en las superficies con púas se vio comprometida; las puntas afiladas de las púas penetraron y las deformaron una y tres horas después de la incubación. A las seis horas, las partículas se desinflaron. En cada momento, hubo una disminución significativa en las partículas virales infecciosas en la superficie de silicio de nanopicos: una caída del 74 % en una hora, del 85 % en tres horas y, después de seis horas, una caída del 96 %.
Cuando se probaron en bacterias, los investigadores descubrieron que los nanopicos también eran mortales para ellas. Interrumpieron las células de dos bacterias comúnmente asociadas con infecciones adquiridas en hospitales. Pseudomonas aeruginosa y Estafilococo aureus (‘estafilococo dorado’), aunque el efecto no fue tan grande como el observado con HPIV-3. Después de 18 horas de incubación, la proporción de no viables P. aeruginosa y S. aureus Se encontró que era del 15% y 25%, respectivamente.
Los hallazgos del estudio demuestran la eficacia del uso de nanopicos de silicio como virucida. Los investigadores prevén que la tecnología se aplicará en laboratorios y centros de salud donde se almacenan materiales biológicos potencialmente peligrosos, haciendo que estos entornos sean más seguros para los investigadores, los trabajadores sanitarios y los pacientes.
El estudio fue publicado en la revista ACS Nano.
Fuente: URV