p Uma equipe internacional de pesquisadores está incentivando cientistas físicos e engenheiros a se juntarem à luta contra a nova pandemia de coronavírus (COVID-19), e contribuir para a criação de conhecimentos e tecnologias a longo prazo para as doenças respiratórias infecciosas em geral. p Liderado por Jiaxing Huang da Northwestern University, a equipe escreveu um artigo de perspectiva publicado ontem (8 de abril) na revista ACS Nano .

p "A saúde pública e os profissionais de saúde estão na linha de frente para conter e mitigar a propagação desta doença, "escrevem os pesquisadores." Embora as respostas biológicas e imunológicas intervenientes contra a infecção viral possam parecer distantes das ciências físicas e da engenharia que normalmente trabalham com objetos inanimados, na verdade, há muito que pode - e deve - ser feito para ajudar em uma crise global como esta. "

p Ansiedade desencadeou ação

p A ansiedade inicial de Huang sobre o surto inicial de coronavírus o inspirou a liderar o apelo à ação. Sentindo-se confuso e impotente, ele lidou com o problema estudando livros e literatura médica sobre vírus respiratórios.

p "Este exercício gerou muitas perguntas e ideias, e percebi que muito poderia ser feito por cientistas físicos e engenheiros para ajudar, "disse Huang, professor de ciência de materiais e engenharia na McCormick School of Engineering da Northwestern. "Afinal, antes que os vírus sejam detectados por uma pessoa, a transmissão e propagação ocorrem no espaço físico e no mundo material. "

p O esforço inicial de Huang motivou Haiyue Huang, um estudante de pós-graduação em seu laboratório na Northwestern, para se juntar a ele para conduzir uma leitura intensiva, análise e brainstorming.

p "Intelectualmente, foi um período de tempo muito estimulante, "Ela disse." Fiquei pasmo ao ver como nossas intuições físicas - e às vezes suposições selvagens - podem se conectar com observações na literatura médica. "

p Solução recebe concessão NSF RAPID

p Os dois primeiros esboçaram o apelo à ação para cientistas físicos e engenheiros, e incorporou parte dela em um white paper para a National Science Foundation (NSF).

p "A NSF está perfeitamente posicionada para reunir cientistas físicos e engenheiros para enfrentar os desafios associados a uma crise como a COVID-19, "disse Huang, "Recebi um grande incentivo da divisão de pesquisa de materiais, e coincidentemente, A NSF rapidamente lançou uma chamada para propostas por meio de seu mecanismo RAPID.

p O laboratório de Huang recebeu uma bolsa RAPID, e Haiyue Huang se tornou um dos pesquisadores designados como "essenciais", trabalhando sem parar para explorar um método de modulação química na máscara que pode reduzir a infecciosidade de gotículas respiratórias carregadas de vírus.

p Construindo conexões em todo o mundo

p Para validar suas hipóteses e ideias, Huang consultou uma equipe de pesquisadores biomédicos e clínicos de primeira linha na China para entender os problemas que encontraram em sua batalha contra o COVID-19, e para polir ainda mais as estratégias. Dr. Xin Zheng, uma ex-aluna do noroeste, e atualmente professor e médico em Wuhan, China, respondeu rapidamente à chamada de Huang. Nos primeiros dias do COVID-19, ela estava intrigada com as características e comportamentos inesperados do vírus.

p "Estávamos sob pressão extremamente alta naqueles dias, mas optamos por combater este vírus, "Zheng disse." Sendo médicos, todos aqui são soldados nesta batalha. "

p Zheng é o diretor do Departamento de Doenças Infecciosas do Hospital Union em Wuhan, que é afiliado à Huazhong University of Science and Technology. Ela disse que os cientistas físicos e engenheiros podem se concentrar em três elementos principais:bloquear a fonte de vírus, quebrando a cadeia de propagação e protegendo as populações mais vulneráveis.

p "Todos nós usamos equipamentos de proteção individual diariamente, "Ela acrescentou." Nós sabemos que há muito espaço para melhorias por cientistas físicos e engenheiros. "

p Áreas de oportunidade

p No artigo de perspectiva, os pesquisadores delineiam áreas onde cientistas e engenheiros podem ajudar:

• Inserir novas barreiras ao longo das vias de infecção com base em ciências físicas e engenharia;
• "Poluir" as gotículas respiratórias exaladas com compostos antivirais, reduzindo a viabilidade do vírus na fonte;
• Superfícies responsivas a estímulos do engenheiro para acelerar a inativação de vírus depositados nas maçanetas, telas de toque, bancadas, e outras áreas dentro de hospitais e residências;
• Tornar o equipamento de proteção individual (EPI) mais eficaz, incluindo óculos de proteção que não embaçam e máscaras e roupas que não causam reações alérgicas ou aceleram a fadiga dos médicos da linha de frente, que já estão sob tremendo estresse;
• Invente PPE inteligente com proteção aprimorada, funções de comunicação e monitoramento para médicos que trabalham nas situações mais perigosas;
• Desenvolver materiais degradáveis ​​e abordagens mais sustentáveis ​​para processar resíduos plásticos de EPI com segurança;
• Pense à frente sobre alto rendimento, fabricação reconfigurável e flexível que pode lidar com o aumento explosivo da demanda por suprimentos médicos essenciais;
• Desenvolva sistemas de teste distribuídos com rápida rotação de amostra no resultado, e rápida aquisição automática de dados para equipar melhor os profissionais de saúde pública e formuladores de políticas para tomar decisões mais rápidas e precisas;
• Desenvolva novos sistemas de modelo para entender melhor como os vírus se transmitem, espalhar e interagir fisioquimicamente com seus arredores.

p Os autores enfatizam que os pesquisadores ainda podem contribuir, mesmo que tenham pouca ou nenhuma experiência com doenças infecciosas. Esta mensagem ressoou com Hua-Li Nie, outra ex-aluna do noroeste do grupo de Huang, e atualmente é professor associado da Donghua University em Xangai.

p "Quando fui contatado pelo professor Huang, quem é meu ex-conselheiro, Eu estava preso em casa na época. "Nie disse." Minha área não está diretamente relacionada a doenças infecciosas. Mas fiquei intrigado com a sugestão do professor Huang, e comecei a estudar os tópicos. Logo percebi que havia coisas que eu poderia fazer para ajudar, também. Eventualmente, pudemos nos conectar a alguns médicos da linha de frente por meio de amigos de meus amigos e conduzir discussões significativas remotamente. "

p Preparação proativa

p Na Northwestern, Huang já encorajou os alunos de sua aula de Condução de Polímeros no último trimestre de inverno a pensar em maneiras de contribuir.

p "Quero que os alunos de engenharia sejam proativos e pensem no que podem fazer para ajudar a sociedade, "disse Huang, "Haiyue era meu assistente de ensino naquele curso, então, ela supervisionou dois alunos para demonstrar um conceito de higienização de máscaras faciais por eletroaquecimento por meio de um revestimento de polímero condutor.

p "Crises como a pandemia COVID-19 transcendem todos os tipos de fronteiras, "disse Huang, "Espero ver pessoas quebrando barreiras e trabalhando juntas para criar soluções."