Respiratori per la Svizzera

I ricercatori svizzeri si avvicinano alla crisi della Corona. Per garantire il fabbisogno svizzero di materiale protettivo, i ricercatori dell'Empa, del Politecnico di Zurigo, dell'EPFL e del laboratorio Spiez, insieme a numerosi partner del settore sanitario e dell'industria, hanno il progetto "ReMask"è stato lanciato. Gli obiettivi di ReMask sono lo sviluppo di tecnologie per il riutilizzo delle maschere esistenti, la produzione domestica di dispositivi di protezione efficienti e lo sviluppo di maschere alternative con nuove proprietà per legare e uccidere i virus.

I risultati di ReMask hanno sostenuto la "National COVID-19 Science Task Force", recentemente istituita, i cui esperti consigliano l'Ufficio federale della sanità pubblica (UFSP), il team di gestione della crisi e altre agenzie federali sulla risposta alla pandemia. Uno dei compiti prioritari della task force è lo sforzo guidato da Peter Wick (Empa), Sarah Tschudin Sutter (Uni Basel) e Andreas Mortensen (EPFL) per facilitare i progetti di produzione e riutilizzo delle maschere protettive.

Con ReMask, questo approccio multidisciplinare viene ora implementato. Il gruppo di esperti "Maschere" della Science Task Force ha ora fatto una raccomandazione per i requisiti minimi di qualità per le cosiddette "maschere comunitarie" per la popolazione. Sulla base di queste raccomandazioni L'Empa indagherà temporaneamente su tali maschere comunitarie durante l'attuale situazione di crisi, fino a quando il relativo know-how potrà essere trasferito a un organismo indipendente.

Foto: Unsplash/istock

Le maschere chirurgiche (a destra) sono progettate per prevenire la secrezione di gocce più grandi contenenti agenti patogeni da parte di chi le indossa. Proteggono quindi meno chi le indossa, perché le piccole particelle possono passare all'interno e la maschera non aderisce bene al viso. D'altra parte, proteggono l'ambiente circostante dalle goccioline contenenti il virus di un portatore infetto.

I respiratori FFP-2 sono diversi: le maschere FFP-2 (a sinistra) sono progettate per proteggere chi le indossa dagli agenti inquinanti e patogeni presenti nell'aria. Le particelle più piccole che possono essere intrappolate sono di circa 600 nanometri. Entrambi i tipi di maschere sono attualmente destinati ad essere indossati una sola volta.

In terzo luogo, ci sono le cosiddette maschere comunitarie o maschere igieniche, che non rientrano negli standard certificati degli altri due tipi di maschere. L'uso di maschere comunitarie è - come suggerisce il nome - destinato alla popolazione generale come un modo per minimizzare il rischio di trasmissione e quindi proteggere l'ambiente.

La ricercatrice dell'Empa Luzia Wiesli e il meccanico Jörg Gschwend hanno già iniziato con le impostazioni di prova per il progetto ReMask. Foto: Empa

Nei laboratori dell'Empa sono già stati avviati progetti di ricerca per colmare i colli di bottiglia a breve termine e consentire il riutilizzo delle maschere. Questo assicura anche un uso più sostenibile delle risorse materiali a lungo termine. Tra le altre cose, bisogna chiarire come le maschere possono essere sterilizzate senza distruggerle, come possono essere conservate in modo durevole e come la loro efficacia può essere provata al di là di ogni dubbio anche dopo molteplici usi.

Per evitare di dover utilizzare virus pericolosi per questi esperimenti, i ricercatori stanno lavorando con particelle non infettive che simulano ciò che accade all'interno e all'esterno di una maschera in termini di infezione delle gocce. "Attualmente stiamo sviluppando un'apparecchiatura con la quale queste simulazioni possono essere realizzate", dice il ricercatore dell'Empa René Rossi del "Laboratorio per membrane e tessuti biomimetici" di San Gallo.

Allo stesso modo, altre proprietà delle maschere come la permeabilità all'aria (<60 Pa/cm²), resistenza agli spruzzi (impermeabile agli spruzzi d'acqua) o efficienza di filtrazione contro le piccole particelle (efficienza di filtrazione di 70 % per le particelle con una dimensione di 1 micrometro). I protocolli di prova che saranno sviluppati saranno distribuiti ampiamente alle aziende che producono maschere, filtri e dispositivi di protezione. "Si tratta di uno sforzo tempestivo a livello nazionale", dice Rossi. Ecco perché non stanno lavorando con un solo partner industriale, ma hanno portato l'intero settore a bordo.

Per il progetto ReMask, esperti della ricerca, della sanità e dell'industria hanno unito le forze per fornire prodotti, concetti e tecnologie urgentemente necessari per combattere COVID-19 in modo tempestivo. All'Empa questi sono "Laboratorio per membrane e tessuti biomimetici, il "Laboratorio interazioni particelle-biologia, il "Laboratorio di trasporto alle interfacce su scala nanometrica, il "Centro per l'analisi dei raggi X" e il "Biointerfacce" Laboratorio coinvolto.
Partner: ETH Zurigo, EPFL, Laboratorio Spiez, Ospedale universitario di Zurigo, Inselspital Berna, Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG), Ospedale cantonale di Wintertur, Ospedale del Vallese, Regio 144 AG, Indema AG e 200 aziende dell'Associazione tessile svizzera (https://subitex.empa.ch).

Gli obiettivi a medio e lungo termine di ReMask includono anche lo sviluppo e la produzione di nuovi tipi di maschere e componenti di maschere. Per esempio, gli strati aggiuntivi all'interno e all'esterno delle maschere convenzionali dovrebbero migliorare la loro durata e funzionalità. All'interno delle maschere, uno strato legante l'acqua è quello di legare l'umidità del respiro di chi le indossa. All'esterno, invece, il virus corona deve essere specificamente bloccato. Si sa già che il guscio patogeno a forma di corona è elettricamente carico negativamente. "Un rivestimento di fibre o membrane caricate positivamente legherebbe elettrostaticamente il virus all'esterno della maschera e quindi lo bloccherebbe", spiega Rossi. Inoltre, i ricercatori vogliono sviluppare tessuti con proprietà antivirali. Rossi: "Stiamo perseguendo diversi approcci che possono inattivare i coronavirus che atterrano sul tessuto".

Questo si basa sulle conoscenze acquisite nel corso di un progetto precedente. Nell'ambito di questo progetto dell'Empa e dell'EPFLÈ stato sviluppato un paradenti dotato di un nuovo tipo di lamina filtrante. Queste nuove maschere, più robuste ed efficienti, devono anche resistere alle procedure di test che sono già in corso per le maschere usate.

Le aziende svizzere saranno coinvolte nella produzione e nella funzionalizzazione delle maschere di protezione. Così, oltre ad essere un progetto di ricerca, ReMask è anche un progetto di sviluppo economico che assicura ordini alle aziende svizzere durante la crisi della Corona.

Negli ultimi anni, più della metà di tutte le start-up svizzere "deep tech" sono nate da istituzioni del settore dei PF, creando nuove tecnologie, servizi e posti di lavoro. Affinché la performance innovativa ed economica delle start-up in Svizzera non sia messa a repentaglio dalla crisi di Corona, il settore dei PF ha recentemente lanciato una nuova iniziativa a cui partecipa anche l'Empa. La "COVID-19 Start-up Task Force" ha lo scopo di sostenere le giovani imprese altamente qualificate nell'attuale situazione di crisi. Utilizza anche le sinergie e i contatti con gli esperti di business della "National COVID-19 Science Task Force" e con i più importanti stakeholder dell'ecosistema svizzero delle start-up.