¿Qué pasa con el grafeno derivado de la nanotecnología en las mascarillas?


Hay muchas preocupaciones sobre la seguridad del grafeno derivado de la nanotecnología en las mascarillas. Las advertencias sobre la posible "toxicidad pulmonar temprana" asociada a las mascarillas que contienen grafeno plantean serias dudas sobre los controles de seguridad.

¿Qué es el grafeno y qué seguridad tiene?

Las mascarillas deben protegerte, no ponerte en mayor peligro. Sin embargo, el viernes pasado Radio Canadá reveló que se había aconsejado a los residentes de Quebec y Ottawa que no utilizaran determinados tipos de mascarillas que contienen grafeno, ya que podrían ser perjudiciales. Lea aquí.

Grafeno

El material que se utiliza en las máscaras es el grafeno, una forma de carbono que consiste en copos nanoscópicos de átomos de carbono dispuestos de forma hexagonal. Es un material que tiene una serie de propiedades potencialmente beneficiosas, como la capacidad de matar bacterias y virus cuando se exponen a él.


Sin embargo, a pesar de quetSi bien es cierto que el material tiene muchos usos potenciales, el jurado científico aún no ha decidido si es seguro.

ACTUALIZACIÓN 2 de abril de 2021: El Ministerio de Sanidad de Canadá ha emitido un aviso en el que pide a la población que "no utilice máscaras faciales etiquetadas como que contienen grafeno o grafeno de biomasa". Más información aquí.


Como ocurre con todos los materiales, los posibles riesgos para la salud asociados al grafeno dependen de si puede entrar en el cuerpo, a dónde va en caso de hacerlo, qué hace cuando llega allí y qué cantidad es necesaria para causar un daño suficiente como para ser preocupante.

Por desgracia, aunque se trata de preguntas bastante básicas, no hay muchas respuestas cuando se trata del uso de la sustancia en las mascarillas.

Nuevas preocupaciones

(Añadido el 26 de marzo de 2021) Las preocupaciones actuales en torno al uso del grafeno en las mascarillas se derivan de un memorando enviado por el Ministerio de Salud de Canadá a los Ministerios de Salud provinciales y territoriales de Canadá el 25 de marzo. Que yo sepa, este memorándum aún no se ha hecho público, aunque menciona planes para hacer una declaración pública.

En la nota, el Ministerio de Sanidad de Canadá recomienda a los usuarios "dejar de comprar y utilizar mascarillas que contengan grafeno nanoformado", una afirmación que abarca una creciente gama de mascarillas disponibles en el mercado.

Para respaldar esto, afirma:

"El Ministerio de Sanidad de Canadá ha llevado a cabo una evaluación preliminar de riesgos que ha identificado un potencial de toxicidad pulmonar temprana asociado a la inhalación de nanoforma de grafeno. Hasta la fecha, Health Canada no ha recibido datos que respalden la seguridad y la eficacia de las mascarillas que contienen grafeno nanoformado.

"Como tal, y en ausencia de pruebas del fabricante que respalden el uso seguro y eficaz de las mascarillas recubiertas de grafeno nanoformado, el Ministerio de Salud de Canadá considera que el riesgo de estos dispositivos médicos es inaceptable".

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

¿Cómo de tóxico es el grafeno?

Las primeras preocupaciones en torno al grafeno surgieron de investigaciones anteriores sobre otra forma de carbono: los nanotubos de carbono. Resulta que algunas formas de estos materiales similares a las fibras pueden causar graves daños si se inhalan. Y a partir de esta investigación, la siguiente pregunta natural es si el primo cercano de los nanotubos de carbono, el grafeno, presenta problemas similares. Lea aquí.

Dado que el grafeno carece de muchos de los aspectos físicos y químicos de los nanotubos de carbono que los hacen perjudiciales (como el hecho de ser largo, fino y difícil de eliminar por el organismo), todo indica que el material es más seguro que sus primos los nanotubos. Pero más seguro no quiere decir seguro. Y las investigaciones actuales indican que no es un material que deba usarse en lugares donde pueda ser potencialmente inhalado, sin una buena cantidad de pruebas de seguridad primero. Lea aquí.


En los últimos años ha habido una serie de revisiones exhaustivas sobre la potencial toxicidad del grafeno, incluyendo este artículo de 2018 de Bengt Fadeel y sus colegas (ver 'pdf 1' al final del post), y este otro de Vanesa Sanches y sus colegas:


Ambas son revisiones sólidas realizadas por equipos de investigación muy respetados. Y ambas indican que, aunque la toxicidad del grafeno es compleja y puede ser baja en algunos casos, no es insignificante.

En lo que respecta a la inhalación de 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.

Hay algunas pruebas de que las respuestas adversas son relativamente efímeras y que las partículas de grafeno pueden ser descompuestas y eliminadas por las defensas de los pulmones.

Esto es una buena noticia, ya que significa que es menos probable que haya impactos a largo plazo en la salud por la inhalación del material.

También hay pruebas de que el grafeno, a diferencia de algunas formas de nanotubos de carbono finos y rectos, no migra a las capas exteriores de los pulmones, donde podría hacer mucho más daño.

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

Sin embargo, las investigaciones también demuestran que no se trata de un material benigno. A pesar de estar hecho de carbono -y es tentador pensar que el carbono es seguro, sólo porque estamos familiarizados con él-, hay algunas evidencias de que los bordes dentados de algunas partículas de grafeno pueden dañar las células, provocando daños locales a medida que el cuerpo responde a cualquier daño que el material cause.

También existe la preocupación, aunque está menos explorada en la literatura, de que algunas formas de grafeno puedan ser portadoras 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 metálicas catalizadoras utilizadas para fabricarlos se incrustan en el material y contribuyen a su toxicidad.


La conclusión es que, aunque todavía hay muchas lagunas en nuestros conocimientos sobre la cantidad de grafeno que es seguro inhalar, la inhalación de pequeñas partículas de grafeno probablemente no es una gran idea a menos que haya pruebas exhaustivas que demuestren lo contrario.

Y esto nos lleva a las mascarillas con grafeno.

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

Como regla general, los nanomateriales artificiales no deben utilizarse en productos en los que puedan ser inhalados inadvertidamente y llegar a las sensibles regiones inferiores de los pulmones. Pero, ¿las máscaras faciales que contienen grafeno desprenden partículas lo suficientemente pequeñas como para ser inhaladas y depositadas en las regiones sensibles de los pulmones?


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

Teniendo en cuenta todo lo que sabemos sobre la toxicidad pulmonar de las nanopartículas de ingeniería, y la incertidumbre sobre los riesgos de inhalación del grafeno, seguramente alguien debería haberse planteado esta pregunta al desarrollar las máscaras que contienen grafeno.

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


Y una de las consecuencias de esto es que cuanto más pequeñas o finas sean las partículas, más daño tienen el potencial de crear.

El grafeno suele estar formado por partículas en forma de placa de unos pocos átomos de grosor y de cientos a miles de nanómetros de ancho (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro). Si estas plaquetas se liberaran en el aire desde las mascarillas al inhalar el usuario, muchas de ellas llegarían a la región alveolar de los pulmones.

Por supuesto, no sabemos si se liberan o no. No he visto ningún dato al respecto, y es posible que estén tan firmemente adheridas al material de la máscara que no se muevan. 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.

Sin embargo, existe una posibilidad razonable de que se liberen grupos de plaquetas, especialmente si el fabricante de la mascarilla no ha pensado bien el diseño. En este caso, cualquier partícula liberada en el aire de hasta 5-10 µm de diámetro podría suponer un riesgo para la salud.

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

Si Radio Canadá está en lo cierto al afirmar que el Ministerio de Sanidad ha advertido sobre "el potencial de 'toxicidad pulmonar temprana'" asociado a una marca concreta de mascarillas que contienen grafeno, esto sugeriría que existe un potencial plausible de que se liberen e inhalen partículas que contienen grafeno cuando alguien lleva puestas estas mascarillas. Y si es así, hay que plantearse serios interrogantes sobre los posibles riesgos para la salud y el alcance del problema.

En este sentido, es importante subrayar que aún no sabemos si se liberan partículas de grafeno y, en caso afirmativo, si se liberan en cantidades suficientes como para causar efectos en la salud. Y hay indicios de que, si hay riesgos para la salud, éstos pueden ser relativamente a corto plazo, simplemente porque las partículas de grafeno pueden ser efectivamente degradadas 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 a la inhalación. Especialmente cuando hay un número creciente de máscaras faciales disponibles que afirman utilizar grafeno.

¿Quién produce mascarillas de grafeno?

Radio Canadá afirma que las mascarillas de grafeno que se aconseja no utilizar son producidas por el fabricante quebequense Métallifer. Sin embargo, parece que estas máscaras proceden del holding chino Jinan Shengquan Group Share Holding Co. Vea aquí.

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

Según la información de nbgenerator.com, el grafeno de biomasa de Shandong "se deriva de pajas 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. Lea aquí. Y aquí.

Esta patente proporciona un poco más de información sobre el material, pero desgraciadamente no mucha. Lo que sí indica es que el producto contiene trazas de varios metales catalíticos, entre ellos hierro y níquel, posiblemente en forma de nanopartículas. Y volviendo a lo que se sabe 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 Estados Unidos realizó pruebas con un respirador de grafeno de Shandong en junio de 2020. Ver 'pdf 2' al final del post.

El respirador obtuvo buenos resultados en las pruebas diseñadas para evaluar su capacidad para evitar la exposición a las partículas presentes en el aire exterior. Sin embargo, estas pruebas no tienen en cuenta explícitamente las partículas que podrían haberse liberado desde el interior de la máscara.

La buena noticia es que los altos índices de filtración medidos (más de 97% efectivos) sugieren que hubo poco desprendimiento interno de partículas finas. Sin embargo, las pruebas no demuestran explícitamente que no se hayan liberado partículas de grafeno potencialmente dañinas.

Y Shandong no es el único productor de mascarillas con grafeno. En el último año, varios investigadores han estudiado la posibilidad de añadir el material a las mascarillas: este equipo de investigación de Hong Kong es sólo un ejemplo. Y más empresas han empezado a utilizar la tecnología. De hecho, una rápida búsqueda en Amazon revela una larga lista de productos y fabricantes, todos ellos afirmando que ofrecen una mejor protección porque contienen grafeno. Lea aquí.

¿Qué es lo siguiente?

A pesar de la falta de pruebas claras sobre los riesgos para la salud asociados a las mascarillas que contienen grafeno (aunque es posible que el Ministerio de Salud de Canadá tenga datos que aún no se han publicado), debo confesar que me preocupa lo que veo que se está desarrollando.

Llevo más de 20 años investigando los riesgos de los nanomateriales y desarrollando enfoques para un uso seguro y responsable. Y en este tiempo, ha quedado claro que hay que tomarse en serio el uso seguro y responsable de cualquier producto nuevo que pueda llevar a los nanomateriales a entrar en el cuerpo humano. Lea aquí.

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

Se trata de preguntas básicas y obvias: ¿Puede el material entrar en el cuerpo? Si lo hace, ¿puede comportarse de forma que pueda causar daños? Si es así, ¿qué tipo de daño y cómo se produce? ¿Y qué cantidad de material se necesita para causar problemas?

Algunas de estas preguntas son difíciles de responder cuando se trata de nanomateriales como el grafeno, ya que no siempre sabemos qué es lo que tiene 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 es que en las dos últimas décadas se han invertido cientos de millones de dólares en estudiar los riesgos de los nanomateriales artificiales. Sin embargo, cuando se trata de productos del mundo real y de riesgos del mundo real, nadie parece plantear las preguntas que cuentan, ni ofrecer respuestas.

Shandong no es el único fabricante de mascarillas de grafeno. Hay millones de mascarillas y respiradores de grafeno que se venden y utilizan en todo el mundo. Y aunque las noticias se centran en Quebec y en un tipo concreto de mascarilla, esto genera incertidumbre sobre la seguridad de todas las mascarillas que contienen grafeno que se venden.

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 hayan 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 desprecio por la investigación de riesgos del pasado que amenaza con socavar la confianza en el uso de las mascarillas. Además, se corre el riesgo de aumentar la ansiedad de quienes han utilizado las mascarillas de forma responsable y ahora se preguntan si han puesto en peligro su salud.

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 derivado del uso del grafeno en las mascarillas sea insignificante, y que los datos que lo demuestren salgan a la luz rápidamente.

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

Anexo

Al investigar la máscara facial de grafeno de Shandong, apareció el siguiente gráfico en nbgenerator.com que parece indicar que la máscara 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 varias notificaciones 501(k) previas a la comercialización con la FDA, pero ninguna de ellas menciona el uso de grafeno en mascarillas. Lea aquí.

Hasta que salgan a la luz más pruebas, mi mejor conjetura es que se trata de 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 utiliza o menciona el uso de grafeno- o un certificado local de producción.

Curiosamente, hay otros fabricantes de máscaras de grafeno que afirman tener la aprobación de la FDA (por ejemplo, MamaMoorMedicevo y del NQX). Sin embargo, es frustrantemente difícil averiguar qué significa exactamente la aprobación de la FDA en este caso. O, para el caso, cuando la FDA considera la equivalencia del producto, si tiene en cuenta la posibilidad de que una máscara desprenda nanopartículas respirables.

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

Archivos adjuntos

1. Evaluación de la seguridad de los materiales basados en el grafeno: Enfoque en la salud humana y el medio ambiente


2. Respuesta NPPTL COVID-19: Evaluación internacional de los respiradores