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El plasma no térmico puede inactivar la amenaza viral en el aire para los cerdos


Una de las enfermedades más costosas que enfrenta la industria porcina es causada por un virus que, según una nueva investigación, puede volverse inofensivo en una fracción de segundo por un reactor de plasma frío desarrollado en la Universidad de Michigan.


por James Lynch, Universidad de Michigan


La investigación es la primera demostración de plasma no térmico utilizado para inactivar un virus en el aire que se sabe que causa enfermedades en animales.

En las pruebas de laboratorio , el flujo de aire que contiene el virus del Síndrome Reproductivo y Respiratorio Porcino (PRRSv) pasó a través del reactor donde fue expuesto a fragmentos cargados y altamente reactivos de moléculas de aire. Las pruebas mostraron que el 95% de los virus fueron inactivados o eliminados durante el proceso.

Y es probable que ese número mejore con modificaciones en el propio reactor. Cada año, PRRSv le cuesta a los productores de carne de cerdo de EE. UU. Casi $ 650 millones en pérdidas. En 2017, Herek Clack, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental de la UM, dirigió un equipo que desarrolló el reactor de plasma no térmico y demostró su rendimiento en el virus PRRSv, logrando al menos un 95% de inactivación y eliminación de las partículas del virus. Los resultados se publicaron esta semana en el Journal of Hazardous Materials , pero aparecieron por primera vez en 2017 en el sitio web de la National Pork Board, que financió el estudio.

El año pasado, Clack y su equipo desafiaron el reactor de plasma no térmico con un virus de prueba, uno inofensivo para los humanos. Esos resultados mostraron que el 99.9 por ciento de los virus de prueba fueron inactivados o eliminados de la corriente de aire.

Las naciones de todo el mundo están luchando por contener el nuevo coronavirus denominado COVID-19. Esta investigación representa un paso hacia las tecnologías de protección colectiva de próxima generación que pueden esterilizar el aire suministrado a entornos cerrados habitados como granjas de cerdos o transporte público, como las líneas aéreas comerciales y las cabinas de cruceros. Clack visualiza la tecnología como un reemplazo eventual para la máscara quirúrgica. También podría proporcionar protección complementaria durante el largo ciclo de desarrollo requerido para las vacunas.

«Esta última investigación que muestra un rendimiento comparable para dos tipos diferentes de virus demuestra que, a diferencia de las vacunas, el efecto protector de los plasmas no térmicos no depende de la cepa viral», dijo Clack. «Esto significaría una base más amplia para la protección que no involucra los meses o años necesarios para desarrollar vacunas específicas para cada enfermedad viral nueva o emergente».

Para medir la efectividad de los plasmas no térmicos, los investigadores bombearon partículas de PRRSv al aire que fluye a medida que ingresa a un reactor. En el interior, las cuentas de vidrio de borosilicado se empaquetan en forma cilíndrica o lecho. Los virus fluyen con el aire a través de los espacios entre las cuentas, y ahí es donde se inactivan.

«En esos espacios vacíos, a medida que el voltaje aplicado aumenta, el plasma se produce hasta que comienzan a producirse chispas», dijo Clack. «Al pasar a través del lecho lleno, los patógenos, como los virus y las bacterias en la corriente de aire, son atacados por fragmentos moleculares inestables llamados radicales. Luego, el virus ha disminuido la capacidad de infectar las células».

Durante las pruebas, los investigadores rastrearon la cantidad de genoma viral presente en el aire en diferentes etapas durante el viaje a través del reactor. De esta manera, Clack y su equipo pudieron determinar cuánto efecto de esterilización del aire se debió a la inactivación. Con PRRSv, hasta el 95 por ciento de la esterilización se debió a la inactivación, y con el virus de prueba, ese número fue más del 99 por ciento.

El enfoque, que combina la filtración y la inactivación de patógenos en el aire, podría proporcionar una forma más eficiente de esterilizar el aire que el enfoque, la filtración o la inactivación, solo. Las máscaras quirúrgicas tradicionales operan usando solo filtración para protección.

La radiación ultravioleta no proporciona ningún efecto de filtración y no puede esterilizarse tan rápido, tan completo o tan compacto como el plasma no térmico.

«Las enfermedades transmitidas por el aire representan una de las mayores amenazas para las personas y los animales», dijo Montserrate Torremorrell, coautora y profesora asociada de medicina veterinaria de la Universidad de Minnesota. «Una tecnología como este reactor de plasma no térmico es un avance que ayudará a mantener a ambos saludables».


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