VESTA – a máscara da Universidade de Brasília (UnB/UFCG/Brasil)

De: Profa. Suélia de Siqueira Rodrigues Fleury Rosa.

Para: Comunidade em Geral

Motivo: Apresentação do Respirador VESTA.

Respirador VESTA.

RESPIRADOR DINÂMICO COM PROPRIEDADES MULTIFUNCIONAIS PARA IMPEDIR DOENÇAS INFECCIOSAS COM PROPRIEDADES DE PROTEÇÃO AUTOLIMPANTE E DRUG DELIVERY

Preâmbulo

EQUIPAMENTO DE USO INDIVIDUAL (EPI). Invenção refere-se a um dispositivo respirador dinâmico com propriedades multifuncionais para impedir doenças infecciosas com propriedades de proteção autolimpante e drug delivery. É um respirador dinâmico desenvolvido com uma estrutura mecânica dinâmica de sistema de quinta ordem, com associação de um sistema de filtragem duplo fluxo com maior vazão de ar, em que o elemento filtrante faz tanto para entrada quanto para saída autolimpeza com a inativação viral por meio da nanocamada que realiza a ação filtrante de dupla fase aplicada, formando nanoporos em volume com capacidade drug delivery. A invenção também promove a não propagação de micro-organismos e partículas virais em escala nanometrica (como o SARS-CoV-2) e situa-se no campo de dispositivos para aplicação nas indústrias médica e físico-química, destacando as indústrias farmacêutica, biotecnológica e biomédica. 

               Imagem 01 – Respirador VESTA embalado em filme cirúrgico.

Contou com a participação de docentes pesquisadores, discentes em formação em nível de graduação e pós-graduação, profissionais liberais e a inciativa privada. Em escala de nível de maturidade tecnológica atingiu TRL/MRL 9 por estar em processo de produção em escala industrial. 

Figura 01 – Escala de nível de maturidade tecnológica.

MANKINS, J. C. Technology Readiness Levels. A White Paper. April 6, 1995. Advanced Concepts Office. Office of Space Access and Technology. NASA. Disponível em: < http://www.artemisinnovation.com/images/TRL_White_Paper_2004-Edited.pdf>.

Na perspectiva da Pesquisa Translacional em Saúde (PTS) o PD&I do Respirador VESTA está na etapa T2 fase de translação da pesquisa clínica para a etapa T3 que representa solicitação de registros e cadastros ANVISA.

Figura 2:  A cadeia translacional diante da cadeia produtiva do P&D ao consumo. Fonte: Adaptado de Khoury et al. (2007). In: Mallet et al (2027).

Descrição:

Devido à necessidade por EPIs capazes de proteger os profissionais de saúde na ocasião da emergência sanitária causada pela pandemia da Covid-19 em março de 2020 a Universidade de Brasília (UnB em parceria com a Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) representada pelo Laboratório de Biomateriais CERTBIO e a empresa da iniciativa privada MCI Respiradores uniram-se para desenvolver e produzir: a primeira máscara nacional modelo N-95 com nanotecnologia de quitosana capaz de reter e desativar o vírus da Covid-19. 

               Imagem 02 – Respiradores VESTA embalados em filme cirúrgico para realização da pesquisa clínica 03/2021.

Devido à grande demanda por máscaras e outros equipamentos destinados ao combate ao COVID-19, tanto por parte da equipe de saúde pública, temos presenciado falta de disponibilidade de equipamento de proteção individual (EPI), como máscaras. Este fato potencializa o risco de contaminação por SARS-CoV-2, principalmente para profissionais de saúde que lidam diariamente com pacientes e ambientes contaminados. A nanotecnologia é uma ciência emergente na qual se empregam nanomateriais, oferecendo uma oportunidade única de tratamento através da modificação de superfícies com impacto direto no campo biomédico. Dependendo do tipo de nanomaterial, essa propriedade pode ser empregada na construção de superfícies inteligentes. Neste contexto, o uso de nanomateriais em máscaras poderia diminuir a permeabilidade de partículas e promover um efeito biocida em comparação com máscaras convencionais como a N95 e, portanto, potencializar o poder filtrante, visando a mitigação dos efeitos nocivos de bactéria e vírus no ambiente hospitalar. 

A quitosana é um polímero catiônico natural, derivado da quitina, com características importantes para o emprego em uma nova tecnologia, como ser biodegradável, biocompatível, não tóxica e apresentar atividade antimicrobiana. Além disso, é um material de baixo custo. Este polímero apresenta atividade virucida em vários tipos de vírus, incluindo outros sorotipos de coronavírus, dado o fator atrativo de sua carga catiônica para cargas negativas, como é o caso dos vírus. Dessa forma, a quitosana pode atuar como superfície de adsorção e de inativação viral. 

Figura 3. Filtragem da camada filtragem com e sem as nanopartículas.

Neste estudo, visamos comparar a efetividade de filtração de vírus, especialmente SARS-CoV-2, em máscaras contendo nanofilmes de quitosana em relação a máscara padrão N95 utilizadas por profissionais de saúde. Traça-se a hipótese de que a máscara com nanomateriais reduzirá a contaminação do usuário pelo SARS-CoV-2, visto que possuirá filtro extra formado por poros ultrafinos, além de apresentar superfície com atividade virucida. A inovação do produto apresentado engloba a fusão do conhecimento de nanofilmes, já consolidado na literatura, associados a uma máscara, confeccionada dentro dos moldes técnicos e normativos específicos à categoria na qual ela será utilizada. 

O ensaio clínico será reportado conforme as recomendações do CONSORT Statement, e consistirá em duas etapas denominadas – i) Ensaio Piloto com amostra reduzida e ii) Ensaio Clínico Controlado e Aleatório com amostra ampliada. Esse estudo clínico será conduzido com profissionais de saúde que tem contato com infectados por SARS-CoV-2 em setores hospitalares com maior vulnerabilidade à infecção (urgência, emergência e UTI). O ensaio piloto será conduzido inicialmente com um grupo de cinquenta participantes (n=30 em cada grupo – grupo experimental e grupo controle) para investigação inicial do potencial de eficiência e toxicidade com o uso das máscaras (máscara VESTA e máscara convencional N95) em setores de emergência e UTI (unidade de terapia intensiva). O ensaio clínico controlado e aleatório será composto por dois grupos paralelos sendo: (1) Grupo Experimental (GExp) que usará a máscara VESTA e (2) Grupo Controle (GC) que usará máscara padrão (N95). A duração do protocolo experimental será de 21 dias no Hospital Regional da Asa Norte (HRN) do Distrito Federal.

Figura 2. Filtragem da camada filtragem com e sem as nanopartículas.

Em escala de nível de maturidade tecnológica atingiu TRL/MRL 9 por estar em processo de produção em escala industrial. Na perspectiva da Pesquisa Translacional em Saúde (PTS) está na etapa T2 fase de translação da pesquisa clínica para a etapa T3 que representa solicitação de registros e cadastros ANVISA. 

O Respirador VESTA além de apresentar-se como resultado de PD&I oriundo da UnB em parceria com a UFCG/CERTBIO para o mercado incluindo o desenvolvimento do conceito do produto, a produção em escala, pesquisa de bancada e pré-clincia, pesquisa clinica em humanos autorizada pela Conep, solicitação de deposito de patente, transferência tecnológica e produção de artigos para submissão em revistas indexadas (em andamento); representa oportunidade em treinamento de mão de obra especializada para o mercado de tecnologia brasileiro; e principalmente modelo de translação da pesquisa de base e/ou aplicada para o mercado, no caso do VESTA, para o SUS.

Referências:

1)ETZKOWITZ, HENRY; ZHOU, CHUNYAN. Hélice Tríplice: inovação e empreendedorismo universidade-indústria-governo. Estud. av., São Paulo ,  v. 31, n. 90, p. 23-48,  May  2017 .  Available from <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142017000200023&lng=en&nrm=iso>. access on  11  Mar. 2021.  http://dx.doi.org/10.1590/s0103-40142017.3190003.

2) Dominguez, A.G.D, Rosa, MFF. GÊNESE DO DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO DA AMÉRICA LATINA: CONTRIBUIÇÕES DAS UNIVERSIDADES E PÓSGRADUAÇÕES BRASILEIRAS NA ORGANIZAÇÃO DAS POLÍTICAS CIENTÍFICAS LATINO-AMERICANAS. Revista Neiba. Rio de Janeiro/RJ. 2017.

3) FELIPE, Maria Sueli Soares et al . Um olhar sobre o Complexo Econômico Industrial da Saúde e a Pesquisa Translacional. Saúde debate, Rio de Janeiro ,  v. 43, n. 123, p. 1181-1193,  Oct.  2019 .  Available from <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-11042019000401181&lng=en&nrm=iso>. access on  11  Mar. 2021.  Epub Mar 09, 2020.  http://dx.doi.org/10.1590/0103-1104201912316.

4) MANKINS, J. C. Technology Readiness Levels. A White Paper. April 6, 1995. Advanced Concepts Office. Office of Space Access and Technology. NASA. Disponível em: < http://www.artemisinnovation.com/images/TRL_White_Paper_2004-Edited.pdf>.

5) Pesquisa Translacional como abordagem para acelerar a inovação tecnológica em saúde Translational Research as an approach to speed up technological innovation in the healthcare sector Lethícia MALLET Vivas; Maria Clara LIPPI; Guido Vaz SILVA ; Leonardo Luiz Lima NAVARRO; Adriano PROENÇA.