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ESTADO DEL USO DEL COBRE Y LA PLATA PARA CONFERIR PROPIEDADES ANTIVIRALES EN MASCARILLAS, EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL Y COLE

Por: Biólogos Miguel Ego Aguirre Barton, Sandro Nakamatsu Kohatsu y Jorge Barbarán Vásquez, Biosolutions Perú.


Introducción

En el contexto de la expansión del Covid-19 en Perú y el esfuerzo por el reinicio de las actividades económicas, es necesario desarrollar equipos de protección comunitaria reutilizables de alta calidad y con las propiedades antivirales del cobre y la plata que permitan a la población desplazarse de forma segura en espacios públicos.  

El presente artículo revisa la situación actual del nuevo coronavirus y el estado del conocimiento sobre el uso y desarrollo de mascarillas y realiza un análisis comparativo conceptual de las opciones disponibles en términos de la eficiencia de uso, el riesgo sanitario para el entorno del usuario y los costos de adquisición para el comprador final. Sobre la base de dicho análisis se plantea una agenda de acción nacional.

Problemática actual

Al 4 de junio, en Perú tenemos 183,1981 casos confirmados y una tasa de mortalidad de 2.7%. El 15 de marzo se declaró el estado de emergencia, se dio la orden de aislamiento social y la paralización de las actividades económicas definidas como “no esenciales” y a la fecha estamos a puertas del reinicio de actividades de un primer grupo definido por el Estado como prioritario. De acuerdo a declaraciones oficiales los principales focos de contagio identificados durante la cuarentena fueron los mercados de abasto y, a la fecha, se ha identificado en el transporte público un nuevo foco.

De acuerdo con una proyección realizada por el Instituto para la Métrica y Evaluación de la Salud (IHME)2 de la Universidad de Washington, la estimación de mortalidad acumulada para Perú al 4 de agosto es de aproximadamente 20 mil personas, lo que se ha realizado sin considerar el aumento de la tasa de movilidad social por la reactivación económica. En ese contexto y con las dificultades que tenemos para implementar un distanciamiento social efectivo, los equipos de protección personal pasan a tener un rol cada vez más relevante.

De acuerdo con el diario La República (2 de junio de 2020)3, la especificación técnica publicada por el Ministerio de Salud (Minsa) para las mascarillas comunitarias no fue validada por el Instituto Nacional para la Calidad (Inacal). La Contraloría General de la Republica refiere en dicho artículo la falta de especificaciones relacionadas a la calidad de los materiales, a la capacidad de filtrado, a propiedades repelentes, elasticidad de los sujetadores, entre otros, y sostiene que es posible la incorporación de nano partículas de cobre y zinc en tejidos de algodón. 

Revisión de información

Investigaciones sobre propiedades antivirales

Existen numerosos estudios que demuestran los efectos bactericidas y virucidas del cobre, ya sea puro (99.9%) o en aleaciones sobre superficies de contacto, como en aplicaciones del óxido de cobre sobre tejidos textiles. Además, existen dos estudios recientes relacionados con el efecto del metal rojo sobre el SARS-CoV-2. Turner (2017)4 ha referido el estado de las investigaciones con diversos metales, indicando que los antimicrobianos tienen el potencial de perfilar soluciones de sostenibilidad para el cuidado de la infección y la salud, con aplicaciones biotecnológicas que proporcionarán nuevos compuestos a ser desarrollados.

Desde antes que se reconociera la existencia de microorganismos, las antiguas culturas utilizaban compuestos de cobre para el tratamiento de enfermedades, es así que el médico Hipócrates trataba heridas abiertas e irritaciones cutáneas con cobre. Ya en nuestra época a comienzos de los años 70, investigadores de los laboratorios Battelle Columbus realizaron una amplia búsqueda de literatura y desarrollaron patentes y tecnologías sobre las propiedades de las superficies de cobre para combatir infecciones relacionadas con hongos, bacterias y virus.  

Más recientemente Michels (2016)5, descubrió que las superficies de aleaciones de cobre (bronce o latón), eliminan bacterias y hongos e inactivan varios tipos de virus, a un nivel del 99.9% dentro de las primeras 2 horas de exposición a la aleación. Warnes (2015)6 determinó que en el caso del coronavirus 229E, este se inactiva en unos cuantos minutos; mientras que Van Doremalen (2020)7 identificó que el nuevo coronavirus SARS-CoV-2, se inactiva en alrededor de 4 horas. Además, realizó una evaluación comparada mediante la cual determinó que en acero inoxidable dura hasta 2 días y en plástico 4 días.

Investigaciones en el desarrollo de mascarillas

Hay dos líneas de investigación relevantes: la actividad antiviral y la capacidad de filtrado.

Actividad antiviral: en cuanto a los tejidos textiles impregnados con cobre, se ha demostrado una reducción de la infectividad a niveles > al 99.9% en el caso del virus HIV-1, e igual o mayor al 95% en el caso de los virus de la influenza A y parainfluenza 3, entre otros. Gadi Borkow (2010)8, de Cupron Scientific, determinó que la impregnación de óxido de cobre en mascarillas protectoras respiratorias les confiere potentes propiedades biocidas anti-influenza sin alterar sus propiedades de barrera física; y además, puede reducir significativamente el riesgo de contaminación de las manos, del ambiente y la contaminación cruzada, debido a la manipulación y eliminación inadecuadas de las mascarillas.  

De acuerdo a un reportaje de la cadena coreana de televisión Arirang TV9, la Jeonbuk National University (JNU) recientemente ha desarrollado unas mascarillas azules elaboradas con una fibra que contiene cobre en estado iónico, e indican que, al minuto de contacto, elimina el 99.8% de los virus, y que este desaparece a los 10 minutos. Zuñiga y Cortez (2020)10 precisan que durante esta pandemia es importante el desarrollo de EPP con polímeros de cobre, incluso para atender al sector médico y para responder a interrupciones en la cadena de provisión de equipos, además resalta los mayores efectos del cobre en nanopartículas vs micropartículas o superficies metálicas.

Capacidad de filtrado: Abhiteja Konda et al (2020)11, determinaron que mascarillas elaboradas con telas de algodón, seda y gasa pueden proporcionar una protección eficiente en el rango de 10 a 6 μm. El artículo brinda detalles de ajuste y diseño y ofrece información de los efectos electrostáticos que permiten la captura de nanopartículas. La Figura 1 muestra que las mascarillas de algodón/seda con una densidad de 600 TPI pueden brindar un desempeño incluso mejor que las N95 y que el desempeño de mascarillas de algodón de bajo gramaje (80 TPI) no ofrece una protección adecuada. En ese sentido, el diseño y las pruebas de desempeño son fundamentales para verificar la eficiencia de los barbijos.

Uso de mascarillas reutilizables y adición de cobre y plata

Actualmente existen en el mundo fabricantes de mascarillas descartables y reusables que utilizan tejidos textiles con contenidos de cobre. También se pueden encontrar guantes reusables e incluso láminas autoadhesivas que pueden ser colocadas sobre superficies de contacto constante (por ejemplo, el tablero de botones de un ascensor o el teclado de los terminales POS). A continuación, se presentan algunos ejemplos de uso tecnológico del cobre con fines antivirales y antibacterianos.

Empresas como Cupron Medical Textiles, Cu29Tec (USA) y Coure (Chile) han desarrollado diversas tecnologías patentadas que incorporan cobre en las telas, sea como hilos de cobre puro, como compuestos y/o como nano partículas. Dichas telas están siendo utilizadas en la producción de mascarillas de protección personal como en otro material biomédico. 

Parry (2020)12 reporta que el gobierno de Hong Kong, el cual ha tenido un notable éxito en la respuesta al Covid-19, está repartiendo mascarillas reutilizables multicapa impregnadas de cobre como parte de su estrategia de protección poblacional, incluso para escolares. Además, empresas como Copper Compression, Naturally Nestled, Theramasks, C29 Mask y Copptech (USA); Argaman de Israel, así como Caffarena, Gemco, Grupo Kimba, Monarch y Coure de Chile, han desarrollado diversas opciones de mascarillas reutilizables con cobre incorporado, algunas de las cuales alcanzan desempeños de filtrado similares o superiores a la N95; cuyos precios de venta al usuario final fluctúan entre US$ 3 y US$ 30. Algunas de las empresas reportan en sus páginas pruebas exitosas de eco toxicidad aguda por las vías respiratoria, oral y dérmica. 

La plata también ha demostrado propiedades antibacterianas y antivirales. Sin embargo, las pruebas efectivas con Covid-19 han sido desarrolladas con cobre. Pan American Silver Argentina ha firmado un convenio con Eliho Textil para desarrollar una mascarilla con hilos de plata. 

Estado del desarrollo y uso de mascarillas en Perú

Centros de estudios superiores como la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) y la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) en convenio con el Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (CONCYTEC) han accedido a fondos para el desarrollo de mascarillas con capacidad de filtrado N95 y para la incorporación de nano partículas de cobre y zinc en la confección de telas para la producción de barbijos e indumentaria médica.

La guía para el desarrollo de mascarillas de uso poblacional permite el uso de telas de algodón, pero no da especificaciones sobre la trama del material que debe ser utilizado a pesar que el artículo de Abhiteja Konda et al (2020) evidencia que tramas menores de 100 TPI y/o sin un adecuado ajuste lateral, son ineficientes para proteger a los usuarios como al entorno, además que el uso constante de barbijos sin propiedades antibacterianas y antivirales representa un riesgo para los usuarios.

A nivel industrial dos empresas nacionales han incorporado propiedades antivirales en las mascarillas que ofrecen al mercado. Tikay (Arequipa) ha colocado hilos de cobre, pero no presenta especificaciones sobre el metal rojo incorporado y la capacidad de filtrado. Por su parte, Textiles del Valle (Ica) ha desarrollado barbijos de tres capas con una capacidad de filtrado de 98.3% a partir de iones de plata.

Análisis comparativo de mascarillas con y sin cobre

A efectos de mostrar las ventajas económicas de incorporar el cobre en el desarrollo de materiales de protección, se ha seleccionado la práctica actual de utilización de mascarillas descartables y reutilizables para uso de protección poblacional y laboral de personal no dedicado al sector médico, para realizar un análisis conceptual de costo/beneficio para el uso constante de barbijos con fines laborales en un jornal de 40 horas semanales.  

El estudio considera cinco desventajas a evaluar y el costo de las mascarillas. Las desventajas a identificar están asociadas a la generación de residuos por el riesgo de bioseguridad, protección incompleta, desarrollo de patógenos en los barbijos, permitir la liberación del virus al entorno y ausencia de propiedad antiviral. En términos económicos, para las mascarillas descartables o reutilizables el costo mensual está considerando las de mayor desempeño y periodo de vida más largo, prorrateado a un mes (ver Tabla 1).

Como resultado de la evaluación se recomienda descartar el uso de mascarillas quirúrgicas, con válvula y FFP1 por los riesgos que representan. Los barbijos FFP2, FFP3 y N95 certificados deberían quedar limitados para garantizar la provisión médica. Las mascarillas descartables que no son gestionadas en instituciones médicas representan un alto riesgo sanitario por el potencial manejo inadecuado de los residuos en espacios urbanos y por la mala práctica reportada de reciclaje. 

Además de los riesgos que representan, los barbijos desechables no son una solución sostenible para la mayoría de la población por el alto costo mensual que representa, el cual conlleva a diversas malas prácticas como el uso prolongado y/o lavado de material descartable, así como el reciclaje informal.  

La solución sostenible es el uso de mascarillas reutilizables multicapas con telas de alto gramaje (ver Abhiteja Konda, 2020) y la incorporación de propiedades antivirales que reducen significativamente los riesgos a la salud, las cuales definimos como MRC.

Recomendaciones

1. Se recomienda que se desarrolle la capacidad de producir mascarillas MRC por proveedores locales para asegurar el abastecimiento interno, para lo cual es necesario congregar a la academia y la industria con el fin de desarrollar soluciones factibles de ser ejecutables en el corto plazo, así como para implementar las pruebas de desempeño que permitan asegurar la calidad de los barbijos a producir, así como su inocuidad. 

2. Considerando que Perú es el segundo productor de cobre en el mundo, el desarrollo de un clúster productivo en torno a los usos aplicados de este metal en la fabricación de equipos de protección, debería ser un punto de partida para fomentar y generar a futuro otro tipo de contribuciones entre el sector minero, industrial y la comunidad científica, para beneficio de la sociedad en su conjunto; no solo en términos económicos sino también de la capacidad de respuesta del país ante crisis sanitarias como la que actualmente está ocurriendo.

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