Grafeno derivado de la nanotecnología en máscaras faciales: ahora existen preocupaciones de seguridad

 

Las advertencias de una posible "toxicidad pulmonar temprana" asociada con las mascarillas faciales que contienen grafeno plantean serias dudas sobre los controles y equilibrios de seguridad.

Por Andrew Maynard

Según un equipo de investigación español, el vial de la vacuna de ARNm de Covid también contiene óxido de grafeno.

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Las máscaras faciales deben protegerlo, no exponerlo a un peligro mayor. Sin embargo, el viernes pasado Radio Canada reveló que a los residentes de Quebec y Ottawa se les recomendaba que no usaran tipos específicos de máscaras que contienen grafeno, ya que podrían ser potencialmente dañinas.

El material ofensivo en las máscaras es el grafeno , una forma de carbono que consiste en escamas nanoscópicamente delgadas de átomos de carbono dispuestos hexagonalmente. Es un material que tiene una serie de propiedades potencialmente beneficiosas, incluida la capacidad de matar bacterias y virus cuando se exponen a él.

Sin embargo, a pesar de i t s muchos usos potenciales, el jurado científico todavía no cuando se trata de qué tan seguro es el material.

ACTUALIZACIÓN 2 de abril de 2021: Health Canada emitió un aviso pidiendo a las personas que no "usen máscaras faciales etiquetadas para contener grafeno o grafeno de biomasa". Más información aquí .

Al igual que con todos los materiales, los riesgos potenciales para la salud asociados con el grafeno dependen de si puede ingresar al cuerpo, a dónde va si puede, qué hace cuando llega allí y cuánto se necesita para causar suficiente daño. de preocupación.

Desafortunadamente, aunque estas son preguntas bastante básicas, no hay muchas respuestas próximas cuando se trata del uso de la sustancia en máscaras faciales.

Preocupaciones emergentes

(Agregado el 26 de marzo de 2021) Las preocupaciones actuales sobre el uso de grafeno en máscaras faciales provienen de un memorando enviado por Health Canada a los Ministerios de Salud Provinciales y Territoriales de Canadá el 25 de marzo. Hasta donde yo sé, este memorando no se ha hecho público sin embargo, aunque menciona planes para publicar una declaración pública.

En el memorando, Health Canada recomienda a los usuarios “dejar de comprar y usar máscaras faciales que contengan nanoforma de grafeno”, una declaración que cubre una creciente variedad de mascarillas faciales disponibles comercialmente.

Respaldando esto, dice

“Health Canada ha realizado una evaluación preliminar de riesgos que identificó un potencial de toxicidad pulmonar temprana asociada con la inhalación de nanoforma de grafeno. Hasta la fecha, Health Canada no ha recibido datos que respalden la seguridad y eficacia de las mascarillas faciales que contienen nanoforma de grafeno.

"Como tal, y en ausencia de evidencia del fabricante que respalde el uso seguro y eficaz de las máscaras recubiertas de nanoformas de grafeno, Health Canada considera que el riesgo de estos dispositivos médicos es inaceptable".

Más allá de esto, aún no hay detalles de los datos que se incluyeron en esa evaluación de riesgo preliminar.

¿Qué tan tóxico es el grafeno?

Las primeras preocupaciones en torno al grafeno fueron provocadas por investigaciones anteriores sobre otra forma de carbono: los nanotubos de carbono . Resulta que algunas formas de estos materiales similares a fibras pueden causar daños graves si se inhalan. Y siguiendo la investigación aquí, una siguiente pregunta natural es si el grafeno, el primo cercano de los nanotubos de carbono, tiene preocupaciones similares.

Debido a que el grafeno carece de muchos de los aspectos físicos y químicos de los nanotubos de carbono que los hacen dañinos (como ser largos, delgados y difíciles de eliminar para el cuerpo), las indicaciones son que el material es más seguro que sus primos nanotubos. Pero más seguro no significa seguro. Y la investigación actual indica que este no es un material que deba usarse donde podría potencialmente ser inhalado, sin una buena cantidad de pruebas de seguridad primero.

Fuente: Wikimedia.

En los últimos años ha habido una serie de revisiones exhaustivas sobre la toxicidad potencial del grafeno, incluido este artículo de 2018 de Bengt Fadeel y sus colegas, y este de Vanesa Sanches y sus colegas . Ambas son reseñas sólidas de equipos de investigación muy respetados. Y ambos indican que, si bien la toxicidad del grafeno es compleja y puede ser baja en algunos casos, no es despreciable.

Cuando se trata de inhalar grafeno, el estado actual de la ciencia indica que si el material puede llegar a las partes inferiores de los pulmones (la región respirable o alveolar), puede provocar una respuesta inflamatoria en concentraciones suficientemente altas.

Existe alguna evidencia de que las respuestas adversas son relativamente de corta duración y que las partículas de grafeno pueden ser degradadas y eliminadas por las defensas de los pulmones.

Esta es una buena noticia, ya que significa que es menos probable que se produzcan impactos a largo plazo en la salud por inhalar el material.

También hay evidencia de que el grafeno, a diferencia de algunas formas de nanotubos de carbono delgados y rectos, no migra a las capas externas de los pulmones donde podría causar mucho más daño.

Una vez más, esto es alentador, ya que sugiere que es poco probable que el grafeno produzca efectos graves a largo plazo en la salud, como el mesotelioma.

Sin embargo, la investigación también muestra que este no es un material benigno. A pesar de estar hecho de carbono, y es tentador pensar que el carbono es seguro, solo porque estamos familiarizados con él, existe alguna evidencia de que los bordes irregulares de algunas partículas de grafeno pueden dañar las células, lo que provoca daños locales a medida que el cuerpo responde. a cualquier daño que cause el material.

También existe la preocupación, aunque está menos explorada en la literatura, de que algunas formas de grafeno puedan ser portadores de partículas metálicas de tamaño nanométrico que pueden ser bastante destructivas en los pulmones. Este es ciertamente el caso de algunos nanotubos de carbono , ya que las partículas de catalizador metálico utilizadas para fabricarlos se incrustan en el material y contribuyen a su toxicidad.

La conclusión es que, si bien todavía existen muchas lagunas en nuestro conocimiento sobre la cantidad de grafeno que es seguro inhalar, inhalar pequeñas partículas de grafeno probablemente no sea una gran idea a menos que se hayan realizado pruebas exhaustivas para demostrar lo contrario.

Y esto nos lleva a las mascarillas faciales que contienen grafeno.

¿Podría el grafeno en las mascarillas presentar un riesgo para la salud?

Como regla general, los nanomateriales artificiales deben no ser utilizados en productos en los que inadvertidamente podrían ser inhaladas y lleguen a las regiones más bajas sensibles de los pulmones . Pero, ¿las mascarillas faciales que contienen grafeno arrojan partículas que contienen grafeno que son lo suficientemente pequeñas como para ser inhaladas y depositadas en regiones sensibles de los pulmones?

Aquí, debo confesar que he llegado a un callejón sin salida en mi búsqueda de evidencia a favor o en contra de la liberación de partículas que contienen grafeno en las máscaras faciales mencionadas por Radio Canadá. Pero esto en sí mismo es una bandera roja.

Dado todo lo que sabemos sobre la toxicidad pulmonar de las nanopartículas diseñadas y la incertidumbre sobre los riesgos de inhalación del grafeno, seguramente alguien debería haber hecho esta pregunta al desarrollar máscaras que contienen grafeno.

Cuando las nanopartículas en el aire se inhalan y penetran en las regiones inferiores de los pulmones (la región alveolar), pueden provocar una respuesta que está más estrechamente asociada con el número o área de superficie de las partículas que con su masa. Y debido a esto, cantidades muy pequeñas de material tienen el potencial de causar mucho daño, mucho más de lo que podría imaginarse solo por la masa de material.

Y una consecuencia de esto es que cuanto más pequeñas o delgadas son las partículas, más daño tienen el potencial de crear.

El grafeno se compone típicamente de partículas en forma de placa que tienen solo unos pocos átomos de espesor y de cientos a miles de nanómetros de ancho (un nanómetro equivale a una mil millonésima parte de un metro). Si estas plaquetas se liberaran al aire de las mascarillas cuando el usuario las inhala, muchas de ellas alcanzarían la región alveolar de los pulmones.

Por supuesto, no sabemos si se publican o no. No he visto ningún dato sobre esto, y pueden estar tan firmemente adheridos al material de la máscara que se quedan quietos. Y por lo que sabemos de la física de las nanopartículas, es poco probable que las plaquetas individuales se desprendan, ya que las fuerzas que las mantienen en su lugar serían simplemente demasiado fuertes.

Pero existe una posibilidad razonable de que se liberen grumos de plaquetas, especialmente si el fabricante de la mascarilla no ha pensado en el diseño de manera adecuada. En este caso, cualquier partícula que se libere en el aire de hasta alrededor de 5 a 10 µm de diámetro podría representar un peligro para la salud.

Y aquí es donde se necesita desesperadamente más información, especialmente porque hay un número creciente de máscaras basadas en grafeno que se venden en todo el mundo.

Si Radio Canada tiene razón en que Health Canada ha advertido sobre "el potencial de 'toxicidad pulmonar temprana'" asociado con una marca particular de mascarillas faciales que contienen grafeno, esto sugeriría que existe un potencial plausible para la liberación de partículas que contienen grafeno. e inhalado cuando alguien usa estas máscaras. Y si es así, es necesario formular preguntas serias sobre los posibles riesgos para la salud y la magnitud del problema.

Aquí, es importante enfatizar que aún no sabemos si se están liberando partículas de grafeno y, si lo están, si se están liberando en cantidades suficientes para causar efectos en la salud. Y hay indicios de que, si existen riesgos para la salud, estos pueden ser a relativamente corto plazo, simplemente porque las partículas de grafeno pueden ser degradadas de manera efectiva por las defensas de los pulmones.

Al mismo tiempo, parece muy irresponsable incluir un material con riesgos de inhalación desconocidos en un producto que está íntimamente asociado con la inhalación. Especialmente cuando hay un número creciente de mascarillas disponibles que afirman usar grafeno.

¿Quién produce las mascarillas faciales de grafeno?

Radio Canada afirma que las máscaras faciales de grafeno que se aconseja no usar a las personas son producidas por el fabricante Métallifer, con sede en Quebec. Sin embargo, parece que estas máscaras originan de la sociedad de cartera china de Jinan Shengquan Grupo Compartir Holding Co., Ltd .

Dentro del Grupo Shengquan, Shandong Shengquan New Materials Co., Ltd. fabrica una gama de mascarillas y respiradores que utilizan grafeno. Y una búsqueda rápida en Amazon indica que una gran cantidad de empresas parecen vender máscaras faciales que contienen la tecnología insignia de Shandong, el "grafeno de biomasa".

Según la información de nbgenerator.com , el grafeno de biomasa de Shandong se "deriva de pajitas naturales como materia prima, que utilizan el método de pirólisis basado en la deposición de carbono en grupo". El sitio web también hace referencia a la patente china ZL 2015 1 0819312.x .

Esta patente proporciona un poco más de información sobre el material, pero lamentablemente no mucha. Sin embargo, lo que sí indica es que el producto contiene trazas de varios metales catalíticos, incluidos hierro y níquel, posiblemente en forma de nanopartículas. Y volviendo a lo que se conoce sobre la toxicidad por inhalación de otras formas de carbono, la presencia de metales catalíticos puede ser un problema.

Curiosamente, el Laboratorio Nacional de Tecnología de Protección Personal (NPPTL) de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Realizó pruebas en un respirador de grafeno de biomasa de Shandong en junio de 2020 . El respirador funcionó bien en pruebas diseñadas para evaluar su capacidad para prevenir la exposición a partículas en el aire en el aire exterior. Pero estos no miran explícitamente las partículas que podrían haberse liberado desde dentro de la máscara.

La buena noticia aquí es que las altas tasas de filtración medidas (más del 97% de efectividad) sugieren que hubo poco desprendimiento interno de partículas finas. Sin embargo, las pruebas no muestran explícitamente que no se liberaron partículas de grafeno potencialmente dañinas.

Y Shandong no es el único productor de mascarillas faciales a base de grafeno. Durante el año pasado, varios investigadores han explorado agregar el material a las máscaras; este equipo de investigación con sede en Hong Kong es solo un ejemplo. Y más empresas han comenzado a utilizar la tecnología. De hecho, una búsqueda rápida en Amazon revela una larga lista de productos y fabricantes que afirman ofrecer una mejor protección porque contienen grafeno.

¿Que sigue?

A pesar de la falta de evidencia clara sobre los riesgos para la salud asociados con las mascarillas faciales que contienen grafeno (aunque Health Canada puede tener datos que aún no se han publicado), debo confesar que me preocupa lo que veo que se está desarrollando.

He estado a la vanguardia de la investigación de los riesgos de los nanomateriales y el desarrollo de enfoques para un uso seguro y responsable durante más de 20 años . Y a lo largo de este tiempo, ha quedado claro que el uso seguro y responsable de cualquier producto nuevo que potencialmente lleve a que los nanomateriales entren en el cuerpo humano debe tomarse en serio.

Afortunadamente, muchos productos de la nanotecnología son relativamente seguros, o pueden volverse seguros con un poco de previsión. Pero sabemos lo suficiente, y lo hemos hecho durante años, para tener una idea clara de las preguntas que deberíamos hacer cada vez que haya un producto en el que se puedan liberar e inhalar partículas a nanoescala.

Estas son preguntas básicas obvias: ¿Puede el material penetrar en el cuerpo? Si lo hace, ¿puede comportarse de manera que pueda causar daño? Si es así, ¿qué tipo de daño y cómo se causa? ¿Y cuánto material se necesita para causar preocupación?

Algunas de estas preguntas son difíciles de responder cuando se trata de nanomateriales como el grafeno, ya que no siempre sabemos de qué se trata el material que interfiere con nuestra biología y cuáles son las consecuencias. Pero aquí es donde la investigación y una buena dosis de precaución entran en juego bajo la regla universal de "más vale prevenir que curar".

La ironía aquí es que se han invertido cientos de millones de dólares en el estudio de los riesgos de los nanomateriales artificiales durante las últimas dos décadas. Sin embargo, cuando se trata de productos del mundo real y riesgos del mundo real, ¡nadie parece estar haciendo las preguntas importantes o dando respuestas!

Shandong no es el único fabricante de mascarillas faciales de grafeno. Hay millones de mascarillas y respiradores de grafeno que se venden y utilizan en todo el mundo. Y aunque las noticias que se están desarrollando se enfocan en Quebec y un tipo particular de mascarilla, esto genera incertidumbre sobre la seguridad de cualquier mascarilla que contenga grafeno que se venda.

Y esta incertidumbre persistirá hasta que los fabricantes y los reguladores proporcionen datos que indiquen que han probado los productos para la liberación y posterior inhalación de partículas finas de grafeno, y han demostrado que los riesgos son insignificantes.

Si estos datos no existen, se trata de una innovación irresponsable a gran escala, incluso si los riesgos resultan ser insignificantes. Demuestra un nivel de ingenuidad y desdén por la investigación de riesgos pasada que amenaza con socavar la confianza en el uso de mascarillas. Y corre el riesgo adicional de generar ansiedad en quienes han estado usando mascarillas de manera responsable y ahora se preguntan si han puesto en riesgo su salud como resultado.

Y si los riesgos no son insignificantes, ¡tenemos un problema en nuestras manos que se extiende mucho más allá de Quebec!

Espero sinceramente que cualquier riesgo del uso de grafeno en máscaras faciales sea insignificante y que los datos que demuestren esto salgan a la luz rápidamente.

Pero cuando se trata de los riesgos del uso de nuevas tecnologías, la esperanza por sí sola no es suficiente. Tampoco es utilizar ingenuamente un nuevo material ignorando los riesgos potenciales.

Apéndice

Al investigar la mascarilla de grafeno de Shandong, apareció el siguiente gráfico en nbgenerator.com que parecía indicar que la mascarilla tiene la aprobación de la FDA:

Todavía no he encontrado nada que se ajuste a esto en el sitio web de la FDA. Shandong tiene una serie de notificaciones 501 (k) previas a la comercialización con la FDA, pero ninguna de ellas menciona el uso de grafeno en máscaras faciales. Hasta que salga a la luz más evidencia, mi mejor suposición es que esta es la confirmación de la FDA de la aprobación para vender un producto que es sustancialmente equivalente a un producto aprobado existente, aunque no uno que use o mencione el uso de grafeno, o un certificado de producción local. .

Curiosamente , hay varios otros fabricantes de máscaras de grafeno que reclaman la aprobación de la FDA (por ejemplo, MamaMoor , Medicevo y NQX . Sin embargo, es frustrantemente difícil averiguar qué significa exactamente la aprobación de la FDA aquí. O, para el caso, cuando la FDA considerar la equivalencia del producto, ya sea que consideren el potencial de una máscara para eliminar nanopartículas respirables.

En otras palabras, incluso en lo que respecta a la FDA, parece haber más preguntas que respuestas.

La fuente original de este artículo es Edge of Innovation