In qualità di ricercatore COVID-19 e di dispositivi medici, Comprendo l'importanza delle mascherine per prevenire la diffusione del coronavirus. Quindi sono incuriosito dal fatto che alcuni produttori di maschere abbiano iniziato ad aggiungere rivestimenti in grafene alle loro maschere per inattivare il virus. Molti virus, funghi e batteri sono inabilitati dal grafene negli studi di laboratorio, compreso il coronavirus felino.

Perché SARS CoV-2, il coronavirus che causa il COVID-19, può sopravvivere per giorni sulla superficie esterna di una maschera facciale, persone che toccano la mascherina e poi si sfregano gli occhi, naso, o la bocca può rischiare di contrarre il COVID-19. Quindi questi produttori sembrano ragionare sul fatto che i rivestimenti in grafene sulle loro maschere facciali riutilizzabili e usa e getta aggiungeranno una certa protezione antivirus. Ma a marzo, il governo provinciale del Quebec ha rimosso queste maschere dalle scuole e dagli asili nido dopo Health Canada, Agenzia nazionale per la salute pubblica del Canada, ha avvertito che l'inalazione del grafene potrebbe causare danni ai polmoni simili all'amianto.

Questa mossa è giustificata dai fatti, o una reazione eccessiva? Per rispondere a questa domanda, può aiutare a saperne di più su cos'è il grafene, come uccide i microbi, compreso il virus SARS-COV-2, e ciò che gli scienziati sanno finora sui potenziali impatti sulla salute della respirazione nel grafene.

In che modo il grafene danneggia i virus, batteri e cellule umane?

Il grafene è un foglio bidimensionale di atomi di carbonio sottile ma resistente e conduttivo. Ci sono tre modi in cui può aiutare a prevenire la diffusione dei microbi:

• Le particelle microscopiche di grafene hanno bordi taglienti che danneggiano meccanicamente virus e cellule mentre passano accanto a loro.
• Il grafene è caricato negativamente con elettroni altamente mobili che intrappolano e inattivano elettrostaticamente alcuni virus e cellule.
• Il grafene induce le cellule a generare radicali liberi dell'ossigeno che possono danneggiarle e alterare il loro metabolismo cellulare.

Perché il grafene può essere collegato al danno polmonare

I ricercatori hanno studiato i potenziali impatti negativi dell'inalazione di grafene microscopico sui mammiferi. In un esperimento del 2016, topi con grafene posto nei polmoni hanno subito danni localizzati al tessuto polmonare, infiammazione, formazione di granulomi (dove il corpo cerca di isolare il grafene), e danno polmonare persistente, simile a quello che accade quando gli esseri umani inalano l'amianto. Uno studio diverso del 2013 ha scoperto che quando le cellule umane erano legate al grafene, le cellule sono state danneggiate.

Per imitare i polmoni umani, gli scienziati hanno sviluppato modelli biologici progettati per simulare l'impatto del grafene aerosol ad alta concentrazione, il grafene sotto forma di spray sottile o sospensione nell'aria, sui lavoratori dell'industria. Uno di questi studi, pubblicato nel marzo 2020, ha rilevato che una vita di esposizione industriale al grafene ha indotto un'infiammazione e ha indebolito la barriera protettiva dei polmoni simulati.

È importante notare che questi modelli non sono opzioni perfette per studiare i livelli notevolmente più bassi di grafene inalato da una maschera facciale, ma i ricercatori li hanno usati in passato per saperne di più su questo tipo di esposizioni. Uno studio del 2016 ha scoperto che una piccola porzione di nanoparticelle di grafene aerosolizzate potrebbe spostarsi lungo i passaggi simulati della bocca e del naso e penetrare nei polmoni. Uno studio del 2018 ha rilevato che una breve esposizione a una quantità inferiore di grafene aerosolizzato non ha danneggiato in modo significativo le cellule polmonari in un modello.

Dal mio punto di vista di ricercatore, questo trio di risultati suggerisce che un po' di grafene nei polmoni è probabilmente OK, ma molto è pericoloso.

Sebbene possa sembrare ovvio confrontare l'inalazione di grafene con i ben noti danni della respirazione nell'amianto, le due sostanze si comportano diversamente in un modo fondamentale. Il sistema naturale del corpo per lo smaltimento di particelle estranee non può rimuovere l'amianto, ecco perché l'esposizione a lungo termine all'amianto può portare al mesotelioma del cancro. Ma negli studi che utilizzano modelli murini per misurare l'impatto dell'esposizione polmonare ad alte dosi al grafene, il sistema di smaltimento naturale del corpo rimuove il grafene, anche se si verifica molto lentamente in 30-90 giorni.

I risultati di questi studi fanno luce sui possibili impatti sulla salute della respirazione nel grafene microscopico in dosi piccole o grandi. Però, questi modelli non riflettono l'intera complessità delle esperienze umane. Quindi la forza delle prove sui vantaggi di indossare una maschera di grafene, o il danno dell'inalazione di grafene microscopico a seguito di indossarlo, è molto debole.

Nessun vantaggio evidente ma rischio teorico

Il grafene è un intrigante progresso scientifico che può accelerare la scomparsa delle particelle del virus COVID-19 su una maschera facciale. In cambio di questo livello sconosciuto di protezione aggiuntiva, esiste il rischio teorico che la respirazione attraverso una maschera rivestita di grafene liberi particelle di grafene che attraversano gli altri strati filtranti della maschera e penetrano nel polmone. Se inalato, il corpo potrebbe non rimuovere queste particelle abbastanza rapidamente da prevenire danni ai polmoni.

Il dipartimento della salute del Quebec sta sbagliando per eccesso di cautela. I bambini hanno un rischio molto basso di mortalità o ospedalizzazione per COVID-19, sebbene possano infettare altri, quindi il rischio teorico dall'esposizione al grafene è troppo grande. Però, gli adulti ad alto rischio immediato di contrarre il COVID-19 possono scegliere di accettare un piccolo rischio teorico di danno polmonare a lungo termine da grafene in cambio di questi potenziali benefici.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.