Contactează-ne!
Ai simptome care te supără? Solicită chiar acum un sfat medical specializat.
Măștile cu grafen: inovație sau risc?
Pentru unii ușor de tolerat, pentru mulți incomode, măștile de protecție și-au demonstrat utilitatea în perioade de epidemii respiratorii sau în pandemie, reprezentând cea mai accesibilă măsură de a limita răspândirea virusului — mai ales în spații aglomerate sau în situații în care distanțarea fizică nu este posibilă. Totuși, evoluțiile rapide și valurile succesive ale pandemiei, in decursul a peste doi ani, au evidențiat și limitele măștilor de protecție disponibile, care nu au reușit să stopeze complet transmiterea bolii.
SARS‑CoV‑2, virusul responsabil de COVID‑19, poate supraviețui timp de mai multe zile pe suprafața exterioară a unei măști de protecție. Din acest motiv, manevrarea neglijentă a măștii, urmată de atingerea ochilor, nasului sau gurii, poate crește semnificativ riscul de contaminare. În plus, o parte din particulele virale traversează materialul măștii, mai ales atunci când aceasta este purtată continuu mai mult de patru ore — situație frecvent întâlnită în practică — ceea ce poate favoriza, în timp, pătrunderea virusului în organism.
De aceea, oamenii de știință au încercat noi soluții pentru limitarea riscului de transmitere a bolii, inovând noi materiale de protecție sau tratând țesăturile cu diverse substanțe virucide.
Unul din aceste materiale utilizate pentru impregnarea echipamentelor de protecție personala a fost grafenul sau derivatul sau, oxidul de grafen.
Avertismentul Canadei din 2021 despre măștile cu grafen
O substanță aflată în centrul unor controverse legate de posibile efecte nocive asupra aparatului respirator, a intrat puternic în atenția publică atunci când autoritățile canadiene au retras de pe piață, la începutul lunii aprilie 2021, mai multe tipuri de măști produse de companii asiatice. Era vorba despre măștile impregnate cu grafen. Decizia a urmărit evaluarea suplimentară a profilului de siguranță și eficiență al acestor materiale si a stârnit reacții la nivel internațional, intensificând cercetările privind raportul risc–beneficiu al nanomaterialelor pe bază de grafen.
Totuși, grafenul nu era deloc o noutate pentru comunitatea științifică sau din domeniul medical. Deja fusese consacrat drept „copilul minune” al științei secolului XXI, datorită proprietăților sale remarcabile, care îl făceau extrem de atractiv pentru cercetători.
Deși incredibil de subțire, grafenul se dovedise surprinzător de rezistent și versatil, putând fi utilizat într-o gamă impresionantă de aplicații: de la senzori extrem de preciși, panouri solare și componente pentru aeronave, până la circuite electronice ultrarapide, secvențierea ADN‑ului, sisteme de livrare a medicamentelor către celulele‑țintă sau chiar veste antiglonț de ultimă generație.
Ce este grafenul?
În timpul pandemiei, grafenul a revenit adesea în discuțiile publice, fie în dezbateri oficiale, fie pe forumuri informale. Dar ce este, de fapt, acest material lăudat pentru performanțele sale și, în același timp, criticat pentru posibile efecte asupra sănătății?
Grafenul este componenta de bază a grafitului (materialul din minele de creion), însă ca substanță izolată este mult mai impresionant. Are proprietăți atât de speciale încât multe industrii îl consideră aproape „mitic”.
Este cel mai subțire material cunoscut, având grosimea unui singur atom. Structura sa bidimensională, alcătuită din atomi de carbon aranjați în hexagoane similar unui fagure, îi conferă o rezistență extraordinară — de peste 100 de ori mai mare decât a oțelului. În plus, este elastic, conduce excelent căldura și electricitatea, are abilități interesante de absorbție a luminii și potențial de biocompatibilitate.
Aplicatiile lui in aproape orice industrie l-au pozitionat in centrul interesului general, mai ales ca Premiul Nobel pentru fizica din 2010 a fost acordat lui Andre Geim si Konstantin Novoselov, cercetatorii care au izolat pentru prima data grafenul in 2004.
Industria sportului a adoptat rapid acest nanomaterial popular, integrându‑l în echipamente cu țesături flexibile, rezistente, fluide și totodată respirabile. Atât studiile anterioare, cât și cele realizate în timpul pandemiei au evidențiat capacitatea impresionantă a nanomaterialelor pe bază de grafen de a distruge bacterii și chiar virusuri — inclusiv coronavirusul. În acest context, apariția măștilor de protecție care conțineau grafen a părut un pas firesc pentru producători. Totuși, intervenția autorităților sanitare a determinat reevaluarea acestor produse, care au ajuns să fie considerate o opțiune cu potențiale riscuri.
Cum acționează grafenul împotriva virusurilor si bacteriilor?
Exista trei moduri prin care grafenul poate ajuta la prevenirea răspândirii agenților patogeni:
Particulele microscopice de grafen au margini ascuțite, capabile să deterioreze mecanic virusurile și bacteriile care intră în contact cu suprafața materialului.
Grafenul are o încărcare negativă cu electroni foarte mobili, ceea ce îi permite să atragă electrostatic și să inactiveze anumite microorganisme.
Totodată, grafenul poate induce formarea de radicali liberi de oxigen în bacterii, ceea ce le afectează structurile celulare și metabolismul, contribuind astfel la distrugerea lor.
Mai multe companii au introdus textile, cerneluri și acoperiri îmbogățite cu grafen, integrate în echipamente de protecție personală — precum măști faciale sau mănuși — si au dezvoltat aplicații precum filtre de aer sau detergenți pentru spații interioare pe bază de grafen.
Grafenul funcționalizat s‑a dovedit eficient în captarea particulelor virale, iar combinarea acestei proprietăți cu tehnologii bazate pe căldură sau lumină putea transforma materialul într-un potențial agent dezinfectant.
O echipă de la City University din Hong Kong a anunțat dezvoltarea unor măști pe bază de grafen, cu o eficiență antibacteriană inițială de aproximativ 80%, care putea crește aproape de 100% după expunerea la lumina soarelui timp de circa zece minute. Testele preliminare au arătat că grafenul a inactivat peste 90% dintre cele două tulpini de coronavirus analizate în doar cinci minute și aproape 100% în zece minute, atunci când materialul era expus la lumina solară.
Rezultatele numeroaselor studii nu doar că au entuziasmat cercetătorii și publicul dornic de o protecție suplimentară împotriva coronavirusului, ci au determinat numeroase companii să înceapă producția de măști care conțineau grafen, ulterior comercializate la nivel global. În unele cazuri, aceste produse au ajuns pe piață fără campanii clare de informare sau promovare, iar simpla lor capacitate declarată de a inactiva coronavirusurile a fost suficientă pentru a atrage cumpărătorii. În plus, starea de alertă din multe țări a permis aprobarea temporară, în regim de urgență, a unor echipamente care, în condiții obișnuite, ar fi necesitat un proces de autorizare mult mai riguros.
De ce au trezit suspiciuni mastile tratate cu grafen?
Cu toate aceste efecte virucide demonstrate ale grafenului si oxidului de grafen privind distrugerea coronavirusurilor si altor agenti patogeni, Health Canada a emis in aprilie 2021, o decizie de retragere de pe piata pentru mastile cu grafen. Decizia a surprins, in contextul in care era prima tara care se dovedea extrem de vigilenta privind potentialele riscuri pentru populatie ale acestor masti impregnate cu cerneluri de grafen sau oxid de grafen.
Desi proprietatile antivirale si antibacteriene ale materialelor pot parea ideale pentru masti, riscurile lor ar putea depasi beneficiile, au concluzionat oficialitatile din Quebec la acel moment, mai ales ca mastile erau purtate intensiv, inclusiv in gradinite sau scoli, de catre copii. De aceea, au solicitat o perioada de ragaz pentru a reanaliza datele disponibile si studiile existente privind potentiale efecte adverse.
Cercetarile timpurii asupra acestor masti de fata care au incorporat in structura lor nanomateriale de grafen au indicat un factor de risc semnificativ pentru toxicitatea pulmonara. Purtate pe gura si pe nas, exista un risc ridicat de a inhala particule de grafen care pot afecta plamanii si sanatatea respiratorie.
Cercetatorii au studiat potentialele efecte negative ale inhalarii grafenului microscopic asupra mamiferelor.
Intr-un experiment din 2016, soarecii carora li s-a plasat grafen in plamani au suferit leziuni localizate ale tesutului pulmonar, inflamatie, formare de granuloame si leziuni pulmonare persistente, similare cu afectarile identificate la persoanele care inhaleaza azbest. Un studiu diferit din 2013 a constatat ca atunci cand celulele umane au fost legate de grafen, acestea au suferit deteriorari.
Totusi, intre cele doua substante, azbestul si grafenul, exista o diferenta majora in privinta modului de eliminare din plamani. Sistemul imun al organismului nu poate elimina azbestul, motiv pentru care expunerea pe termen lung la azbest poate duce la mezoteliom canceros. Dar, in studiile care utilizeaza modele de soarece pentru a masura impactul expunerii pulmonare la doze mari la grafen, sistemul imun al organismului indeparteaza grafenul, desi intr-un ritm foarte lent, in 30 pana la 90 de zile.
Un numar vast de studii a confirmat ca biotoxicitatea nanomaterialelor de grafen depinde de proprietatile fizico-chimice individuale (inclusiv dimensiunea, morfologia si grupele functionale), concentratia, calea de ingestie biologica si organele implicate.
Posibilele efecte ale compușilor de grafen in organism
Deși studiile disponibile sugerează că expunerea de scurtă durată la anumite tipuri de nanomateriale pe bază de grafen nu pare să afecteze semnificativ sănătatea, nu există încă date concludente privind efectele unei expuneri prelungite — de peste 6–8 ore pe zi, timp de luni sau ani — așa cum s‑a întâmplat în cazul angajaților sau elevilor în perioada pandemiei. In plus, sunt necesare cercetări suplimentare care să standardizeze compoziția măștilor cu grafen și să clarifice mai bine raportul dintre beneficii și riscuri, în comparație cu măștile chirurgicale sau cele FFP2/FFP3 clasice.
Un comunicat dat publicității de către AFP si preluat de Agerpres, in octombrie 2021, susținea ca grafenul a alimentat teoriile conspiraționiste privind vaccinurile sau măștile, totuși, concomitent, cita opinia unui nanotehnolog reputat spaniol care admitea ca grafenul și oxidul de grafen fac obiectul unor cercetări in scopuri biomedicale, doar ca „era vorba despre studii-model aflate in faze incipiente ale științei fundamentale, care sunt încă departe de eventuale aplicații”, explica Marcelo Mariscal.
Pentru moment, mulți medici recomandă evitarea măștilor care conțin grafen. De asemenea, daca ați purtat măști faciale cu grafen și prezentați semne de toxicitate pulmonara sau alte probleme de sănătate, contactați un medic. Multe simptome de toxicitate pulmonara pot să semene îndeaproape cu cele de la COVID:
- Oboseală
- Dificultăți de respirație
- Tuse seacă
Cum poți identifica măștile care conțin grafen
Măștile pe bază de grafen au devenit atractive atât pentru producători, cât și pentru cumpărători, datorită proprietăților antivirale, respirabilității crescute și, în unele cazuri, posibilității de reutilizare — argumente folosite frecvent în promovarea lor.
Pentru a verifica dacă o mască include grafen sau derivați ai acestuia, este util să analizezi cu atenție ambalajul și eticheta produsului, unde pot apărea mențiuni specifice privind materialele utilizate.
Alternative pentru măștile de grafen
Desigur, alegerea unei măști de protecție care conține o peliculă de grafen rămâne o decizie individuală. Deși Health Canada a revenit, după câteva luni, asupra retragerii temporare și a permis din nou comercializarea unor măști cu nanoparticule de grafen — pe baza unui studiu care indica riscuri minime pentru sănătate, „particulele de grafen (…) nefiind eliberate de aceste măști în cantități susceptibile să provoace efecte nefaste pentru plămâni” — instituția a avertizat totuși asupra apariției pe piață a unor modele nestandardizate, neevaluate sau neavizate.
Pe de altă parte, nu a fost stabilită o limită clară a cantității de particule inhalate la care aceste măști ar putea deveni riscante pentru sănătatea respiratorie, nici eventualele contraindicații sau precauții de utilizare. Cu toate acestea, nanotehnologia bazată pe grafen rămâne promițătoare, putând oferi soluții noi pentru inactivarea virusurilor și bacteriilor potențial patogene, cu condiția ca posibilele efecte citotoxice sau inflamatorii să fie reduse la minimum.
Renunțarea la măștile cu grafen nu înseamnă însă renunțarea la protecție și confort. Măștile chirurgicale sau cele medicale de tip FFP2 și FFP3, dotate cu inserții care îmbunătățesc ergonomia, fluxul de aer și respirabilitatea, pot reprezenta o alternativă sigură și eficientă — iar un avantaj suplimentar este că nu aburesc ochelarii.
Surse de informatie:
https://recalls-rappels.canada.ca
https://theconversation.com
https://www.graphene-info.com
https://www.sciencedirect.com
www.agerpres.ro
https://pubs.rsc.org/en
https://www.sciencedaily.com
Zhang L, Ouyang S, Zhang H, et al. Graphene oxide induces dose-dependent lung injury in rats by regulating autophagy. Exp Ther Med. 2021;21(5):462. doi:10.3892/etm.2021.9893
Ayesha Hashmi et al. Potentialities of graphene and its allied derivatives to combat against SARS-CoV-2 infection, Materials Today Advances,Volume 13,2022,100208,ISSN 2590-0498, https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2022.100208.
