Crean recubrimiento duradero que mata el SARS-CoV-2 y otros gérmenes en minutos

Investigación sobre microbios. Foto: Archivo

Un equipo de ingenieros e inmunólogos de la Universidad de Michigan (U-M) desarrolló “el primer recubrimiento duradero que puede matar rápidamente las bacterias y los virus y seguir matándolos durante meses”, informó esta universidad.

De acuerdo con un comunicado, el recubrimiento resultó ser mortal para el virus SARS-CoV-2 (que causa el COVID-19), E. coli, MRSA y una variedad de otros patógenos. La nueva fórmula mató a 99.9% de los microbios incluso después de meses de limpieza, abrasión y otras fricciones repetidas en superficies del mundo real como teclados, pantallas de teléfonos celulares y tablas para cortar untadas con pollo.

Este recubrimiento podría cambiar las reglas del juego en espacios públicos que suelen ser habitados por gérmenes, como sucede en aeropuertos y hospitales, explicó Anish Tuteja, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la U-M y coautor de un artículo al respecto publicado en Matter.

El experto dijo que “nunca hemos tenido una buena manera de mantener limpias las superficies que se tocan constantemente, como las pantallas táctiles de los aeropuertos”, ya que “los limpiadores desinfectantes pueden matar los gérmenes en solo uno o dos minutos, pero se disipan rápidamente y dejan las superficies vulnerables a la reinfección”.

Tuteja explicó que, aunque existen superficies antibacterianas de larga duración a base de metales como el cobre y el zinc, estas “tardan horas en matar las bacterias”, por lo que el nuevo recubrimiento “ofrece lo mejor de ambos mundos”.

Estas imágenes muestran la carga bacteriana en un teclado de computadora, teléfono celular y tabla de cortar con pollo crudo con y sin recubrimiento. Crédito de la imagen: Anish Tuteja. 

El novedoso recubrimiento es transparente y se puede cepillar o rociar, y obtiene su durabilidad y poder para matar gérmenes al combinar ingredientes probados de una nueva manera. Utiliza moléculas antimicrobianas derivadas del aceite de árbol de té y el aceite de canela, ambos utilizados durante siglos como asesinos de gérmenes seguros y efectivos que funcionan en menos de dos minutos. La durabilidad del recubrimiento proviene del poliuretano, un sellador resistente similar al barniz que se usa comúnmente en superficies como pisos y muebles, ya que el poliuretano bloquea el poder antimicrobiano de los aceites de árbol de té y canela.

Los resultados de las pruebas de durabilidad del estudio sugieren que el recubrimiento podría seguir matando gérmenes durante seis meses o más antes de que su aceite comience a evaporarse y reduzca su poder desinfectante. Pero incluso entonces, Tuteja dice que se puede recargar limpiándolo con aceite nuevo; el aceite nuevo es reabsorbido por la superficie, reiniciando el ciclo.

El experto estimó que esta tecnología podría estar disponible comercialmente dentro de un año; y dijo que ya se otorgó la licencia a Hygratek, una empresa derivada que Tuteja fundó con la asistencia de U-M Innovation Partnerships.

Materiales unidos a nivel molecular

Anish Tuteja. Foto: U-M.

El desafío clave de este desarrollo fue combinar el aceite y el poliuretano de una manera que permitiera que las moléculas de aceite hicieran su trabajo de eliminar los gérmenes y evitaran que se evaporaran rápidamente.

El equipo de investigación, que incluye a la profesora asociada de ciencia e ingeniería de materiales e ingeniería biomédica Geeta Mehta, coautora correspondiente; y los estudiantes del doctorado de ciencia e ingeniería de materiales Abhishek Dhyani y Taylor Repetto, coprimeros autores, encontraron una posible solución en el entrecruzamiento, un proceso bien conocido que usa calor para unir materiales a nivel molecular. Las moléculas de aceite más pequeñas se combinaron fácilmente con las moléculas de polímero reticulado, formando una matriz estable.

Pero para matar los gérmenes, las moléculas de aceite necesitan penetrar sus paredes celulares, lo que no pueden hacer si están atadas fuertemente a la matriz. Eventualmente, encontraron un término medio entrecruzando parcialmente los materiales, lo suficiente para mantener algunas de las moléculas de aceite libres para hacer su trabajo, pero manteniendo otras unidas firmemente al poliuretano. “El aceite libre tiende a permanecer con el aceite que está entrecruzado en la matriz, lo que ayuda a que el recubrimiento dure más”, dijo Tuteja.

Una vez que establecida la receta básica, los investigadores se propusieron encontrar una combinación de ingredientes activos que mataría una amplia variedad de gérmenes que más preocupan a los humanos. Así, hallaron un equilibrio preciso de moléculas antimicrobianas que eran efectivas, seguras y económicas.

Tuteja subrayó que su equipo no piensa en una fórmula específica; la comprensión de las propiedades de los ingredientes individuales les permite ajustar la fórmula para aplicaciones específicas o reequilibrarla para matar gérmenes específicos.