p Pesquisadores de nanosaegurança da Harvard T.H. A Escola de Saúde Pública Chan desenvolveu uma nova intervenção para combater doenças infecciosas, desinfetando de forma mais eficaz o ar ao nosso redor, nossa comida, nossas mãos, e tudo o mais que abriga os micróbios que nos deixam doentes. Os pesquisadores, do Centro de Nanotecnologia e Nanotoxicologia da Escola, foram liderados pelo Professor Associado de Física de Aerossóis Philip Demokritou, o diretor do centro, e o primeiro autor, Runze Huang, um pós-doutorado lá. Eles usaram uma plataforma habilitada para nano desenvolvida no centro para criar e entregar minúsculos, aerossol de água sem gotas contendo não tóxico, desinfetantes inspirados na natureza, sempre que desejado. Demokritou conversou com o Gazette sobre a invenção e sua aplicação na higiene das mãos, que foi descrito recentemente na revista ACS Sustainable Chemistry and Engineering. p GAZETTE:Dê-nos uma visão geral rápida do problema que você está tentando resolver.

p DEMOKRITOU:Se você voltar aos anos 60 e à invenção de muitos antibióticos, pensamos que o capítulo sobre doenças infecciosas seria encerrado. Claro, 60 anos depois, agora sabemos que não é verdade. As doenças infecciosas ainda estão surgindo. Os microrganismos são mais inteligentes do que pensávamos e novas cepas em desenvolvimento. É uma batalha constante. E quando falo sobre doenças infecciosas, Estou falando principalmente sobre doenças transmitidas pelo ar e por alimentos:por exemplo, gripe e tuberculose são doenças transmitidas pelo ar, doenças respiratórias, que causam milhões de mortes por ano. Doenças transmitidas por alimentos também matam 500, 000 pessoas anualmente e custam bilhões de dólares à nossa economia.

p GAZETTE:As doenças diarreicas são as grandes assassinas de crianças, também.

p DEMOKRITOU:É um grande problema, especialmente em países em desenvolvimento com sistemas de saúde fragmentados.

p GAZETTE:O que há de errado em como higienizamos nossas mãos?

p DEMOKRITOU:Sempre ouvimos que você tem que lavar as mãos. É uma medida primária para reduzir as doenças infecciosas. Mais recentemente, também estamos usando anti-sépticos. Álcool está bem, mas também estamos usando outros produtos químicos como triclosan e clorexadina. Há pesquisas ligando esses produtos químicos ao aumento da resistência antimicrobiana, entre outras desvantagens. Além disso, algumas pessoas são sensíveis a lavagens frequentes e fricção com produtos químicos. É aí que novas abordagens entram em jogo. Então, nos últimos quatro ou cinco anos, temos tentado desenvolver intervenções baseadas em nanotecnologia para combater doenças infecciosas.

p GAZETTE:Então, a tecnologia envolvida aqui - as nanoestruturas de água projetadas - tem alguns anos. O que há de novo é o aplicativo?

p DEMOKRITOU:Temos as ferramentas para fazer esses nanomateriais de engenharia e, neste caso particular, podemos pegar água e transformá-la em uma nanopartícula de água projetada, que carrega sua carga letal, principalmente não tóxico, antimicrobianos inspirados na natureza, e mata microorganismos em superfícies e no ar.

p É bastante simples, você precisa de 12 volts DC, e combinamos isso com electrospray e ionização para transformar a água em um nanoaerossol, em que essas nanoestruturas projetadas estão suspensas no ar. Essas nanopartículas de água têm propriedades únicas devido ao seu pequeno tamanho e também contêm espécies reativas de oxigênio. Estes são radicais hidroxila, peróxidos, e são semelhantes ao que a natureza usa em células para matar patógenos. Essas nanopartículas, por design, também carregam uma carga elétrica, que aumenta a energia superficial e reduz a evaporação. Isso significa que essas nanoestruturas projetadas podem permanecer suspensas no ar por horas. Quando a carga se dissipa, eles se transformam em vapor d'água e desaparecem.

p Muito recentemente, começamos a usar essas estruturas como um transportador, e agora podemos incorporar antimicrobianos inspirados na natureza em sua estrutura química. Eles não são supertóxicos para os humanos. Por exemplo, minha avó na Grécia costumava desinfetar suas superfícies com suco de limão - ácido cítrico. Ou, no leite - e também encontrado nas lágrimas - está outro antimicrobiano altamente potente chamado lisozima. A nisina é outro antimicrobiano inspirado na natureza que as bactérias liberam quando estão competindo com outras bactérias. A natureza nos fornece uma tonelada de antimicrobianos não tóxicos que, se pudermos encontrar uma maneira de entregá-los de forma direcionada, maneira precisa, pode fazer o trabalho. Não há necessidade de inventar produtos químicos novos e potencialmente tóxicos. Vamos à farmácia da natureza e fazer compras.

p Quando colocamos esses antimicrobianos inspirados na natureza nas nanoestruturas de água projetadas, sua potência antimicrobiana aumenta dramaticamente. Mas fazemos isso sem usar grandes quantidades de antimicrobianos, cerca de 1 por cento ou 2 por cento em volume. A maior parte da nanoestrutura da água projetada ainda é água.

p Neste ponto, essas estruturas projetadas carregam antimicrobianos e são carregadas, e podemos usar a carga para direcioná-los às superfícies, aplicando um campo elétrico fraco. Você também pode liberá-los no ar - eles são altamente móveis - e podem se mover e inativar o vírus da gripe, por exemplo.

p GAZETTE:Como isso funcionaria com comida?

p DEMOKRITOU:Esta plataforma nano-habilitada também pode ser usada como uma tecnologia de intervenção para aplicações de segurança alimentar. Quando se trata de desinfetar nossa comida, ainda estamos usando abordagens arcaicas desenvolvidas nos anos 50. Por exemplo, hoje colocamos nossos produtos frescos em soluções à base de cloro, que deixam resíduos que podem comprometer a saúde. Ele deixa subprodutos, que são tóxicos, e você também precisa encontrar uma maneira de lidar com eles.

p Em vez de, você pode usar os nanoaerossóis de água que contêm níveis de nanogramas de um ingrediente ativo - inspirado na natureza e não tóxico - e desinfetar nossos alimentos. Atualmente, esta nova invenção está sendo explorada para uso - da fazenda ao garfo - para aumentar a segurança e a qualidade dos alimentos.

p GAZETTE:Então, quando você o usa na comida, você basicamente pulverizaria as nanopartículas em um pé de alface, por exemplo?

p DEMOKRITOU:Depende da aplicação. Você pode colocar essa tecnologia na sua geladeira, e vai matar micróbios nas superfícies dos alimentos e no ar e melhorar a segurança alimentar. Também aumentará a vida útil, que está ligado a microrganismos deteriorantes. Você também pode usar essa tecnologia para desinfecção do ar. A única coisa que você precisa é de 12 volts DC, que você pode ligar a partir da porta USB do seu computador. Imagine estar sentado em um trem e gerar um escudo invisível dessas nanoestruturas de água projetadas que o protegem e minimizam o risco de pegar gripe.

p GAZETTE:Se você estiver no trem com um monte de gente doente?

p DEMOKRITOU:Exatamente, ou em um avião, em qualquer lugar que você tenha microorganismos. A maioria dos aviões recircula o ar, e tudo o que é preciso é um cara doente - ele não precisa estar sentado ao seu lado - para ficar doente. Infelizmente, isso é um grande problema. Os aviões mais novos têm filtragem para remover alguns desses patógenos. Mas essa é uma tecnologia muito versátil que você pode levar com você.

p GAZETTE:Vamos falar sobre higiene das mãos.

p DEMOKRITOU:Sabemos que a higiene das mãos é muito importante, mas além das desvantagens de lavar com água ou usar produtos químicos, os secadores de ar comumente usados ​​no ambiente do banheiro podem aerossolizar micróbios e colocá-los de volta no ar e até mesmo em suas mãos. Portanto, há espaço para utilizar essas nanoestruturas de água projetadas e desenvolver uma alternativa sem ar e sem água, porque usa níveis de picogramas de água, suas mãos nunca ficarão molhadas.

p GAZETTE:Então você está lavando as mãos, usando água. Mas eles não se molham?

p DEMOKRITOU:Exatamente. E desinfeta as mãos em questão de 15 a 20 segundos, conforme indicado em nosso estudo publicado recentemente.

p GAZETTE:No que diz respeito a um aplicativo, você vê algo parecido com os secadores de mão que todos nós usamos nas paradas de descanso das rodovias? Somente, quando você coloca suas mãos dentro, não sopra? Você sente alguma coisa?

p DEMOKRITOU:Você não sente nada. Esse é o problema; isso é como mágica. Você não vê; você não sente; você não cheira; mas suas mãos estão higienizadas.

p GAZETTE:Então, como as pessoas sabem que algo aconteceu? Como humanos, queremos algum tipo de estimulação.

p DEMOKRITOU:Poderíamos colocar luz e música para entreter as pessoas, mas ninguém pode ver uma partícula de 25 nanômetros. Estamos entusiasmados em ver que há interesse da indústria em buscar a comercialização dessa tecnologia para higiene das mãos. Em breve teremos um sem ar, aparelhos sem água que podem ser usados ​​em toda a linha, embora não necessariamente no ambiente do banheiro. Este pode ser um dispositivo operado por bateria, pode ser colocado perto de aeroportos e outros locais onde as pessoas não têm tempo ou acesso a água para lavar as mãos. p Esta história foi publicada como cortesia da Harvard Gazette, Jornal oficial da Universidade de Harvard. Para notícias adicionais da universidade, visite Harvard.edu.