Este impresionante chorro de plasma erradica en segundos el coronavirus de las superficies

Tiene la capacidad de destruir el virus en una amplia gama de superficies sin dañar el material

Entre los muchos problemas que hemos tenido con la propagación del COVID-19 está la capacidad del coronavirus para sobrevivir en superficies durante horas y horas. Si bien podemos limpiar con eficacia materiales duros o esterilizarlos con alcohol, ¿qué pasa con las superficies más delicadas como el cartón?

Incluso en la atmósfera, el SARS-CoV-2 puede sobrevivir hasta unas pocas horas; en cartón, puede durar hasta 24 horas, y se han detectado partículas viables en plástico hasta tres días después de su contaminación.

Los científicos de muchas disciplinas están dedicando su gran talento a hacer frente a la pandemia. Ahora, un equipo dirigido por el ingeniero Zhitong Chen de la Universidad de California en Los Ángeles puede haber encontrado una solución. Acaban de demostrar que el plasma frío tiene la capacidad de destruir el virus en una amplia gama de superficies sin dañar el material.

"Todo lo que usamos proviene del aire", explica el ingeniero aeroespacial Richard Wirz. "Aire y electricidad: es un tratamiento muy saludable sin efectos secundarios".

El plasma, el menos conocido de los cuatro estados principales de la materia (los otros tres son sólido, líquido y gaseoso), se encuentra naturalmente en nuestra atmósfera superior. Se forma cuando los electrones se separan de sus átomos (lo que hace que los átomos se carguen positivamente) y juntos crean una sopa de partículas cargadas que son inestables y, por lo tanto, más reactivas que en su estado de gas equivalente.

Ya se ha demostrado que el plasma frío actúa contra las bacterias resistentes a los medicamentos. Interfiere con su estructura superficial y ADN sin dañar el tejido humano. Incluso actúa contra las células cancerosas.

Chen, Wirz y sus colegas diseñaron e imprimieron en 3D un dispositivo de chorro de plasma atmosférico alimentado por gas argón, un elemento inerte y estable que es uno de los gases más abundantes en nuestro aire. El dispositivo envía electrones rápidos a través del gas, despojando a los átomos del gas de los electrones externos a medida que chocan; solo requiere 12 W de potencia continua para funcionar.

El equipo dirigió una corriente de partículas reactivas casi a temperatura ambiente sobre superficies contaminadas, exponiéndolas a una corriente eléctrica, átomos y moléculas (iones) cargados y radiación UV.

Probaron el efecto del plasma en seis superficies, incluyendo cartón, cuero de balón, plástico y metal y encontraron que en cada una de ellas, la mayoría de las partículas de virus se inactivaban después de solo 30 segundos. Tres minutos de contacto con el plasma destruyeron todo el virus.

Imagen: Un esquema del dispositivo de plasma atmosférico frío de UCLA con una imagen del mismo en funcionamiento.

El equipo cree que son los iones reactivos de oxígeno y nitrógeno, formados cuando el plasma interactúa con el aire, los que están destruyendo las partículas virales; cuando probaron un plasma alimentado con helio, que produce menos de estas especies de átomos, no fue eficaz incluso después de cinco minutos de aplicación.

Explican que a medida que las partículas cargadas se acumulan en la superficie del virión, pueden dañar su envoltura a través de fuerzas electrostáticas que conducen a su ruptura. Los iones también pueden romper enlaces estructuralmente importantes, como los que se encuentran entre dos átomos de carbono, carbono y oxígeno, y átomos de carbono y nitrógeno.

Los experimentos sobre los efectos del plasma en bacterias y virus han revelado que el daño a la envoltura externa del virus puede incluir importantes proteínas usadas para unirse a las células hospedadoras.

"Estos resultados también sugieren que el plasma frío debe investigarse para la inactivación del SARS-CoV-2 transmitido por aerosoles", escribieron Wirz y sus colegas en su artículo.

El año pasado, otro equipo creó un filtro de plasma que podía esterilizar el aire del 99 por ciento de los virus. En su dispositivo, a medida que el aire se mueve a través de los espacios en un lecho de perlas de vidrio de borosilicato, se oxidan los átomos inestables que forman el plasma. Esto daña las partículas virales, dejándolas con una capacidad muy disminuida de infectarnos.

Por supuesto, todavía hay un camino por recorrer desde la prueba de concepto hasta un dispositivo que todos podamos usar. Pero Wirz y su equipo están trabajando ahora en la construcción de dicho dispositivo.

"Esto es solo el comienzo", dijo Wirz. "Tenemos mucha confianza y expectativas muy altas para el plasma en el trabajo futuro".

Esta investigación fue publicada en Physics of Fluids: Cold atmospheric plasma for SARS-CoV-2 inactivation