Os pesquisadores desenvolveram uma superfície de silício coberta com pontas em nanoescala que podem efetivamente perfurar e destruir um vírus comum que causa doenças respiratórias, especialmente em bebês e crianças pequenas, com uma eficiência de até 96%. Esta tecnologia pode ser usada para proteger investigadores, profissionais médicos e pacientes da propagação do vírus.

Entre as quatro estirpes do vírus da parainfluenza humana (HPIV), o HPIV-3 é o mais virulento e pode causar bronquite, traqueíte ou pneumonia em bebés e crianças pequenas. Surtos sazonais de infecção por HPIV-3 ocorrem todos os anos e o vírus se espalha pelo ar ou pelo contato direto ou indireto com superfícies contaminadas.

Actualmente não existem vacinas ou medicamentos antivirais para prevenir ou tratar a infecção por HPIV-3, pelo que a manutenção da higiene geral e da superfície torna-se uma prioridade máxima. Agora, pesquisadores da Universidade de Rovira e Vergeli (URV), na Espanha, e do Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT University), na Austrália, colaboraram para desenvolver uma superfície de silício pontiaguda com propriedades surpreendentes de eliminação de vírus.

Inspirados nas asas de libélula, pesquisadores da Universidade RMIT demonstraram a eficácia da “esterilização mecânica” de pontas em nanoescala feitas de titânio para matar superbactérias antibióticas em suas superfícies. Da mesma forma, Pauling estava familiarizado com insetos com asas antibacterianas. “Insetos como libélulas ou cigarras têm asas com nanoestruturas que podem perfurar bactérias e fungos”, disse ele.

Mas os vírus são diferentes. Eles são menores que as bactérias, então as nanounhas usadas para matá-las também precisam ser menores. Embora as propriedades antivirais dos metais pesados ​​e seus derivados tenham sido intensamente estudadas, acredita-se que os vírus sejam inativados devido à liberação de íons metálicos e à geração de espécies reativas de oxigênio que danificam membranas e proteínas. Portanto, no presente estudo, os pesquisadores optaram por usar pastilhas de silício dopadas com boro.

Vladimir Paulin, um dos autores correspondentes do estudo, disse: “Neste caso, usamos silício porque é tecnicamente menos complexo que outros metais”.

Para criar as superfícies afiadas, eles usaram gravação de íons reativos de plasma, um processo que usa um plasma quimicamente reativo para remover o material depositado no wafer, permitindo aos pesquisadores ajustar a altura e o espaçamento das pontas em nanoescala. A superfície resultante é coberta por pontas de 2 nanômetros de espessura – 30 mil delas caberiam em um fio de cabelo humano – e tem apenas 290 nanômetros de altura. O diâmetro das partículas virais do HPIV-3 varia de 100 nanômetros a 420 nanômetros.

As superfícies incubadas com HPIV-3 durante 1, 3 e 6 horas foram examinadas sob um microscópio eletrônico de varredura (MEV), mostrando que as partículas virais mantiveram sua forma habitual após 6 horas de incubação em superfícies de silício sem adição de pontas. Contudo, na superfície pontiaguda, a forma das partículas de HPIV-3 foi afetada; após 1 e 3 horas de incubação, as pontas afiadas das pontas penetraram nas partículas e as deformaram. Após seis horas, os pellets ficam murchos. Em cada momento, houve uma diminuição significativa nas partículas virais infecciosas na superfície do nanonail silicone: 74% após uma hora, 85% após três horas e 96% após seis horas.

Quando testados em bactérias, os pesquisadores descobriram que os nanospikes também eram letais para elas. Eles foram capazes de destruir células de duas bactérias comuns associadas a infecções hospitalares, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus (“Staphylococcus aureus”), embora não tão eficazmente quanto o HPIV-3. Após 18 horas de incubação, a proporção de Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus inviáveis ​​foi de 15% e 25%, respectivamente.

As descobertas demonstram a eficácia do uso de nanounhas de silício como agentes virucidas. Os investigadores prevêem que esta tecnologia será utilizada em laboratórios e centros médicos onde são armazenados materiais biológicos potencialmente perigosos, tornando estes ambientes mais seguros para investigadores, profissionais médicos e pacientes.

A pesquisa foi publicada na revista ACSNano.