Una recerca internacional amb presència URV ha dissenyat i fabricat una superfície amb propietats viricides sense l'ús de productes químics

Un equip format per investigadors de la URV i de la RMIT University d’Austràlia ha dissenyat i fabricat una superfície capaç de mitigar el potencial infecciós de virus mitjançant l’acció mecànica. Aquesta superfície artificial, feta amb silici, consta d’una sèrie de minúscules puntes que malmeten l’estructura dels virus quan aquests hi entren en contacte. La recerca els ha permès entendre com funcionen aquests procés i determinar-ne l’efectivitat en un 96%. L’aplicació d’aquesta tecnologia en entorns amb presència de material biològic potencialment perillós en milloraria la capacitat de control i faria els laboratoris més segurs pels professionals que hi treballen.

Punxar els virus per matar-los. Aquesta concepte, que a priori podria semblar poc sofisticat, implica una gran capacitat tècnica i un avantatge diferencial: alta capacitat viricida sense utilitzar productes químics. El procés d’elaboració de les superfícies viricides comença amb una placa metàl·lica llisa, que els investigadors bombardegen amb ions per retirar material de forma estratègica. El resultat és una superfície plena d’agulles de 2 nanòmetres de gruix —n’hi cabrien 30.000 en un cabell—  i 290 d’alçada. “En aquest cas, hem utilitzat silici perquè, comparat amb altres metalls, implica menys complicacions tècniques”, explica Vladimir Baulin, investigador del Departament de Química Física i Inorgànica de la URV.

Aquest procediment no és nou per Baulin, que porta més de deu anys estudiant mètodes mecànics pel control de microorganismes patògens inspirats en elements presents a la natura: “Les ales d’insectes com les libèl·lules o les cigales presenten una estructura nanomètrica capaç de perforar bactèries i fongs”, detalla. En aquest cas, però, l’escala de les agulles ha de ser menor per afectar els virus, que son un ordre de magnitud més petits que les bactèries. És el cas del hPIV-3, objecte d’estudi de la recerca, causant d’infeccions respiratòries com la bronquiolitis, bronquitis o pneumònia. Els també anomenats virus parainfluença causen un terç de les infeccions respiratòries agudes i s’associen a infeccions respiratòries de tracte inferior en infants. “A banda de ser un virus rellevant epidemiològicament és un virus model, segur de manipular, ja que no causa malalties potencialment mortals en adults”, afirma Baulin.

Sobre el procés pel qual els virus perden capacitat infecciosa amb el contacte amb la superfície nanoestructurada, l’equip investigador ha elaborat una doble anàlisi, teòrica i pràctica. L’equip de la URV, format per Vladimir Baulin i Vassil Tzanov, ha utilitzat el mètode d’elements finits —un mètode computacional que divideix la superfície del virus i tracta cada fragment de forma independent— per simular les interaccions entre els virus i les agulles i les seves conseqüències. Paral·lelament, l’equip investigador de la RMIT University ha dut a terme un anàlisi experimental pràctic, exposant el virus a la superfície nanoestructurada i observant-ne els resultats.

Els resultats de la recerca revelen una gran efectivitat d’aquest mètode per controlar els virus, incapacitant un 96% dels virus que entren en contacte amb la superfície en un període de sis hores. L’estudi ha confirmat que l’efecte viricida de les superfícies és degut a la capacitat de les agulles per malmetre l’estructura externa del virus i, fins i tot, perforar-ne la membrana, destruint-lo o incapacitant-lo. El desenvolupament i implementació d’aquesta tecnologia en entorns de risc com laboratoris o centres sanitaris amb presència de material biològic potencialment perillós milloraria la capacitat de contenció de malalties infeccioses i faria aquests entorns més segurs per investigadors, sanitaris i pacients.

Referència: Mah SWL, Linklater DP, Tzanov V, Le PH, Dekiwadia C, Mayes E, Simons R, Eyckens DJ, Moad G, Saita S, Joudkazis S, Jans DA, Baulin VA, Borg NA, Ivanova EP. Piercing of the Human Parainfluenza Virus by Nanostructured Surfaces. ACS Nano. 2024 Jan 16;18(2):1404-1419. doi: 10.1021/acsnano.3c07099