3 Ventajas y desventajas de nanotecnología en desinfección

Carlos Chiang

Apasionado de la innovación y emprendimiento. Fundador de Espacio Bioseguro, innovación sustentable en desinfección. www.CarlosChiang.com

06/10/2020

La nanotecnología está creciendo exponencialmente… en una variedad de aplicaciones, que van desde la nanomedicina hasta el uso de esta nanotecnología para desinfección.

El mercado global de la nanotecnología fue valuado en el 2018 en $1,055 millones de dólares. Y su proyección para el 2025 en un total de $2,231 millones de dólares. Lo cual representa un crecimiento del más del 110% del 2019 al 2025. Según datos de Allied Market Research.

Una de las aplicaciones que está siendo cada vez más evidente debido a la pandemia de la Covid-19 y el virus del SARS-CoV-2 ha sido el uso de esta tecnología para aplicaciones con fines antimicrobianos, en específico, como virucidas.

Según la Revista Internacional de Ciencia Molecular, estas nanopartículas funcionan a través de diferentes mecanismos, 2 de ellos mencionados a continuación:

  1. Estrés oxidativo, alterando el estado de oxidación intracelular dañando las membranas celulares.
  2. Iones metálicos disueltos, estos iones son gradualmente liberados en medios acuosos y absorbidos a través de las membranas celulares, interactúan con los grupos funcionales de proteínas y ácidos nucleicos provocando perturbación en sus procesos fisiológicos.

Nano

Sin duda, el uso de nanotecnología para control de infecciones es una alternativa con mucho potencial, aunque aún hay mucho que evaluar y descubrir. Algunas de las ventajas y desventajas de la nanotecnología en desinfección son las siguientes:

Ventajas de la nanotecnología para desinfección

1.- Tamaño de las nanopartículas

Los microorganismos que se combaten (virus, bacterias y hongos) pueden medir desde 20 nanómetros (nm) a varias micras. Una nanopartícula es aquella que tiene un tamaño desde 1 hasta 100 nm.

La escala nano es la escala de la naturaleza, 1 nm = 1 millonésima de milímetro – 1 micra = 1 milésima parte de un milímetro.

Son capaces de traspasar las barreras biológicas de los organismos, afectando de forma directa su metabolismo, inactivándolos.

Miguel Ángel Mendez-Rojas, Ph.D., MRSC, Coordinador del Programa de Nanotecnología e Ingeniería Molecular UDLAP

Existe un potencial enorme por descubrir en la nanotecnología para la aplicación de desinfectantes, aún hay mucho que se está descubriendo.

2.- Efecto duradero en la desinfección

Las nanopartículas usadas para desinfectar usualmente son resultado de compuestos metálicos, los cuales tienen una estabilidad alta. Mientras estos materiales no sean retirados por fricción o mezclados con algún otro compuesto, pueden mantener activo su efecto antimicrobiano por horas, incluso días.

Dada la estabilidad de los nanomateriales, su acción bactericida o antiviral puede ser más prolongada que la de desinfectantes comunes

Miguel Ángel Mendez-Rojas, Ph.D., MRSC, Coordinador del Programa de Nanotecnología e Ingeniería Molecular UDLAP

Otra ventaja es la acción paulatina que tienen sobre las superficies

Thomas Antoine Espinoza López, Director general CARBOMEX

3.- Reduce el uso de concentraciones elevadas

Debido a su escala, pueden actuar de manera efectiva sin ser necesario el exceso del material para tener el mismo efecto.

Resistencia bacteriana

La RAM (Resistencia a los antimicrobianos), se produce cuando los microorganismos (bacterias, virus, hongos y otros patógenos) evolucionan ante la exposición a estos. Estos patógenos tienen una evolución natural, sin embargo, la mayoría de los productos de desinfección aceleran este proceso.

Están apareciendo nuevos mecanismos de resistencia que se propagan a nivel mundial y ponen en peligro nuestra capacidad para tratar enfermedades infecciosas comunes.

Organización Mundial de la Salud

Hasta ahora no se ha visto publicaciones sobre qué efecto va a tener la necesidad de combatir el COVID-19 sobre la evolución de las superbacterias alrededor del mundo. Con la nanotecnología tiene amplias oportunidades de combatir los agentes patógenos sin generar esta resistencia.

Thomas Antoine Espinoza López, Director general CARBOMEX

Se ha hablado mucho sobre la no resistencia bacteriana de las nanopartículas. Existe evidencia de un potencial uso de estas nanopartículas para combatir microorganismos resistentes.

Sin embargo, también existe indicios sobre la inducción de esta resistencia a través de la mutación genética derivada de partículas óxidos nano-metálicos.

Por estas razones dejaremos esta como posible ventaja.

Desventajas de la nanotecnología para desinfección

La nanotecnología es un campo que ofrece un mundo desconocido de oportunidades. Si bien es una industria que sigue desarrollándose y con mucho potencial de encontrar soluciones que no se habían identificado, también hay algunas desventajas.

Entre ellas se encuentran las siguientes:

1.- Normatividad y estudio toxicológico de desinfectantes con nanotecnología

La tecnología duplica su rendimiento y disminuye su costo a un ritmo acelerado, como lo menciona la ley de Moore. Según Thomas Friedman, en su libro “Gracias por llegar tarde”, las personas no se están adaptando a la misma velocidad que está cambiando nuestro mundo y el ecosistema en el que vivimos.

Esto ocurre también para los gobiernos y regulaciones, en el caso de México, no existe una regulación robusta para el uso de nanopartículas en sus diferentes aplicaciones.

En el 2015, se creó una norma mexicana (NMX-R-12901) que “describe los principios de un marco de gestión de riesgos ocupacionales”. Esta norma ofrece consejos prácticos sobre su aplicación con base en la mejor evidencia actual sobre los posibles riesgos de los nanomateriales.

Esto no se va a poder resolver hasta que la necesidad de su comercialización dentro del país alcance un punto crítico en el que los desarrollos con nanotecnología se desborden y tengan que regularse.

Thomas Antoine Espinoza López, Director general CARBOMEX

La regulación ayuda a formalizar una industria con el objetivo que crezca de manera ordenada y promueve la investigación y análisis de riesgos toxicológicos de forma científica y ordenada.

Con el dramático aumento de productos nano habilitados que ingresan al mercado cada año, las exposiciones humanas y ambientales son inevitables, lo que genera preocupaciones en términos de la salud ambiental y la seguridad de estos nanomateriales emergentes.

Philip Demokritou, director de Centro de Nanotecnología y Nanotoxicología de la Escuela de Salud Pública Harvard T.H. Chan

2.- Precio de los productos desinfectantes con nanotecnología

A diferencia de materiales o sustancias que son usadas comúnmente desde hace ya varias décadas por la mayoría de los países, los nanomateriales suelen emplearse en una escala mucho menor. Esto, la experiencia técnica-científica, los insumos y tecnología usada para su fabricación generan que algunos de estos productos sean costosos.

Esto cambiará conforme la tecnología sea más accesible y los volúmenes de consumo incrementen.

Conforme se incremente el mercado que los consuma, los precios disminuirán, pudiendo hacerse incluso más económicos que los productos actuales.

Miguel Ángel Mendez-Rojas, Ph.D., MRSC, Coordinador del Programa de Nanotecnología e Ingeniería Molecular UDLAP

3.- Contaminación

Es importante tomar precauciones al utilizar los productos de manera excesiva y con especial cuidado cerca de mantos acuíferos. Algunas nanopartículas están relacionadas con daño ambiental, por lo que se requiere un enfoque de desarrollo de diseño seguro o como lo menciona el Dr. Miguel Méndez, sistemas nanoestructurados biodegradables.

El desarrollo de sistemas nanoestructurados biodegradables o de mínimo impacto ambiental es una solución deseable.

Miguel Ángel Mendez-Rojas, Ph.D., MRSC, Coordinador del Programa de Nanotecnología e Ingeniería Molecular UDLAP

Y… ¿qué es lo que viene para el futuro de la nanotecnología en temas de desinfección?

Los nanomateriales emergentes pocas veces reciben pruebas de seguridad, como muchos otros productos químicos. Es importante su regulación y diseño para evitar impactos a gran escala que todavía no conozcamos.

Sin embargo, considero que estos nanomateriales aún tienen un amplio campo de investigación. Estoy seguro que se logrará diseñar nanotecnología y soluciones que superen las expectativas de los productos tradicionales que usamos hoy en día.

En un futuro no muy lejano, las soluciones podrán ser inteligentes, sin requerir esfuerzo humano y compatibles con los seres vivos y naturaleza.

Hacia el desarrollo de superficies y materiales de alta eficiencia y perdurabilidad que no requieran re-aplicación y que sean compatibles no solo para uso en superficies, sino también en seres vivos.

Miguel Ángel Mendez-Rojas, Ph.D., MRSC, Coordinador del Programa de Nanotecnología e Ingeniería Molecular UDLAP

Necesitamos hacer mucho trabajo de evangelización para que se haga uso de estos desarrollos. Si México no hace un esfuerzo para ponerle un poco de atención al marco normativo esto nunca va a pasar en nuestro país y vamos a quedar vulnerables.

Thomas Antoine Espinoza López, Director general CARBOMEX

Hoy en día tenemos diversas alternativas de estos desinfectantes en nuestro país, vale la pena conocerlos y evaluarlos como una opción muy viable ante el control de infecciones.

Agradecemos la colaboración especial de Thomas Espinoza y el Dr. Miguel Méndez para este artículo.

Carbomex es una empresa mexicana dedicada al diseño, fabricación y caracterización de nanomateriales, para su aplicación en diversos productos industriales y servicios. Estamos enfocados en incrementar la propuesta de valor de nuestros clientes con investigación, desarrollo, innovación, capacitación y consultoría, con el propósito de llevar la nanotecnología a la vida diaria en México y el Mundo.

CARBOMEX

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  1. 3 impactos de los desinfectantes que no consideramos - […] exigir las pruebas adecuadas a los que comercializan o fabrican estos productos, evaluar sus ventajas y desventajas y asesorarse…

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