{"id":8802,"date":"2020-07-31T19:10:34","date_gmt":"2020-07-31T22:10:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=8802"},"modified":"2020-08-06T16:58:45","modified_gmt":"2020-08-06T19:58:45","slug":"da-ideia-a-inovacao-dos-panos-de-gaze-aos-respiradores-de-polimeros-nao-tecidos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/da-ideia-a-inovacao-dos-panos-de-gaze-aos-respiradores-de-polimeros-nao-tecidos\/","title":{"rendered":"Da Ideia \u00e0 Inova\u00e7\u00e3o: Dos panos de gaze aos respiradores de TNT."},"content":{"rendered":"

Desde a declara\u00e7\u00e3o oficial de pandemia de Covid-19 em 11 de mar\u00e7o, bastante pol\u00eamica tem surgido sobre o uso de m\u00e1scaras, principalmente nos primeiros meses. Contudo, um ponto nunca foi questionado: as m\u00e1scaras que oferecem maior prote\u00e7\u00e3o ao usu\u00e1rio devem ser usadas pelos trabalhadores da linha de frente do combate \u00e0 Covid-19 –\u00a0 esses homens e mulheres que fazem trabalhos essenciais na pandemia e est\u00e3o em contato di\u00e1rio com altas concentra\u00e7\u00f5es do v\u00edrus Sars-Cov-2 nos hospitais e cemit\u00e9rios. Imagens de m\u00e9dicos, enfermeiros e coveiros usando m\u00e1scaras e outros EPIs (equipamentos de prote\u00e7\u00e3o individual) tornaram-se \u00edcones da pandemia que o mundo atravessa.<\/p>\n

Na verdade, as m\u00e1scaras mais indicadas para proteger esses profissionais recebem o nome t\u00e9cnico de \u201crespiradores\u201d (sim, o mesmo termo usado para os aparelhos que ajudam pacientes de UTI a respirar e que tamb\u00e9m t\u00eam sido protagonistas desta pandemia), pois seu objetivo principal \u00e9 filtrar o ar que o usu\u00e1rio respira, impedindo que uma grande parte das part\u00edculas (inclusive as part\u00edculas virais) que est\u00e3o ali suspensas ingressem nas vias respirat\u00f3rias pelo nariz e a boca.<\/p>\n

Os respiradores recomendados para esses profissionais na epidemia de Covid-19 (certificados como N95, KN95, PFF2 ou DS2, segundo o pa\u00eds de certifica\u00e7\u00e3o) t\u00eam alta capacidade de impedir a passagem de part\u00edculas. Mas isso n\u00e3o basta. Al\u00e9m de serem bons na filtragem, os respiradores precisam garantir um m\u00ednimo de conforto e boa passagem do ar, de modo a n\u00e3o sufocar o usu\u00e1rio ao longo da jornada de trabalho. Precisam tamb\u00e9m fixar-se firmemente \u00e0 cabe\u00e7a. Finalmente, devem garantir veda\u00e7\u00e3o eficaz do entorno da boca e nariz para diminuir ao m\u00e1ximo o ingresso de ar n\u00e3o filtrado nas vias respirat\u00f3rias do trabalhador que os utiliza. Esse conjunto de caracter\u00edsticas distingue os respiradores de outros tipos de m\u00e1scara, inclusive as m\u00e1scaras cir\u00fargicas.<\/p>\n

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\u00c0 esquerda do leitor, uma m\u00e1scara cir\u00fargica. \u00c0 direita, um respirador. (Print de cena de v\u00eddeo da 3M https:\/\/youtu.be\/JR2uLfEVD2w).<\/figcaption><\/figure>\n

Para reunir essas caracter\u00edsticas, os respiradores tipo N95 agregam\u00a0uma s\u00e9rie de desenvolvimentos e avan\u00e7os ligados, principalmente, aos materiais utilizados e ao design do produto, bem como aos m\u00e9todos para comprovar sua efic\u00e1cia.<\/p>\n

Prim\u00f3rdios: a m\u00e1scara antipraga<\/strong><\/p>\n

A ideia de filtrar o ar para proteger as pessoas de pat\u00f3genos que ingressam ao organismo pelas vias respirat\u00f3rias n\u00e3o \u00e9 nova, mas tamb\u00e9m n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o velha assim. Pessoas usando m\u00e1scaras r\u00edgidas ou len\u00e7os para se proteger de doen\u00e7as foram retratadas em quadros do Renascimento. Contudo, essa prote\u00e7\u00e3o era associada a diversas cren\u00e7as sem base cient\u00edfica, e n\u00e3o \u00e0 ideia de que microrganismos podem causar doen\u00e7as \u2013 conceito cuja descoberta remonta \u00e0 segunda metade do s\u00e9culo XIX na Europa.<\/p>\n

No final do s\u00e9culo XIX, mais um passo \u00e9 dado na Europa com o achado cient\u00edfico de que as got\u00edculas que saem pelas vias respirat\u00f3rias carregam bact\u00e9rias. Consequentemente, aparecem os primeiros exemplos de cirurgi\u00f5es utilizando peda\u00e7os de gaze amarrados \u00e0 cabe\u00e7a por meio de cordas, para cobrir boca e nariz durante as cirurgias, no intuito de n\u00e3o contaminar os pacientes.<\/p>\n

Em 1910, enquanto o uso de m\u00e1scaras cir\u00fargicas se disseminava lentamente pela Europa, as m\u00e1scaras sa\u00edram das salas de cirurgia. Mais precisamente, foi na chamada \u201cpraga da Manch\u00faria\u201d, epidemia ocorrida no norte da China, que se encontra o primeiro claro exemplo de uso de m\u00e1scaras para tentar proteger o usu\u00e1rio, principalmente os m\u00e9dicos, de uma doen\u00e7a causada por microrganismos. Nessa epidemia, um pat\u00f3geno (provavelmente uma bact\u00e9ria) provocava um quadro de pneumonia que, segundo os registros da \u00e9poca, era letal em quase todos os casos. A praga\u00a0dizimou umas 60 mil pessoas em menos de um ano.<\/p>\n

Inicialmente, acreditava-se que a doen\u00e7a fosse transmitida por pulgas de ratos, mas essa ideia caiu quando o m\u00e9dico Wu Lien-teh foi contratado pelo governo da China para lidar com a epidemia. Depois de fazer uma aut\u00f3psia, Wu obteve a evid\u00eancia necess\u00e1ria para afirmar que o pat\u00f3geno se transmitia pelo ar. A partir dessa constata\u00e7\u00e3o, e baseado no conceito da m\u00e1scara cir\u00fargica que tinha visto na Europa, ele desenvolveu uma m\u00e1scara formada por um filtro de algod\u00e3o envolto em gaze que cobria boca e nariz e v\u00e1rias camadas de pano enroladas em volta da cabe\u00e7a e amarradas na nuca, de modo a garantir uma certa fixa\u00e7\u00e3o e veda\u00e7\u00e3o da m\u00e1scara ao rosto. Wu chamou sua inven\u00e7\u00e3o de \u201cm\u00e1scara antipraga\u201d e tentou infundir seu uso entre aqueles que cuidavam dos doentes, e, na medida do poss\u00edvel, tamb\u00e9m entre os pacientes e na popula\u00e7\u00e3o em geral.<\/p>\n

\"Imagens
Imagens da “praga de Manch\u00faria”. \u00c0 esquerda, a m\u00e1scara antipraga. \u00c0 direita, corpos de v\u00edtimas da doen\u00e7a junto a uma pessoa da equipe de combate, usando a m\u00e1scara.<\/figcaption><\/figure>\n

Outros modelos de m\u00e1scaras surgiram nessa \u00e9poca na Manch\u00faria, inclusive um capuz com furos no local dos olhos, mas o modelo de Wu parece ter sido o melhor aceito. Ao que tudo indica, a m\u00e1scara antipraga, com as suas v\u00e1rias camadas barrando a passagem de got\u00edculas e a veda\u00e7\u00e3o relativamente alta, protegia razoavelmente o usu\u00e1rio do pat\u00f3geno. Por\u00e9m, algumas pessoas duvidavam da sua efic\u00e1cia, e at\u00e9 mesmo da transmiss\u00e3o da doen\u00e7a pelo ar. Tal era o caso de um m\u00e9dico franc\u00eas, bastante proeminente, que chegou \u00e0 Manchuria para trabalhar na epidemia. Negado ao uso da m\u00e1scara, adoeceu e morreu em poucos dias, segundo conta Wu na sua autobiografia.<\/p>\n

Alguns anos depois, em 1918, o uso de m\u00e1scaras disseminou-se pelo mundo no ritmo da feroz pandemia de gripe injustamente apelidada de \u201cespanhola\u201d, que foi causada pelo v\u00edrus da influenza H1N1 e matou de 50 a 100 milh\u00f5es de pessoas em cerca de dois anos. Nesse per\u00edodo, as m\u00e1scaras, feitas de gaze e outros tecidos de algod\u00e3o, passaram a formar parte n\u00e3o apenas dos uniformes de m\u00e9dicos e enfermeiras, mas tamb\u00e9m do uniforme dos policiais das cidades e dos soldados que ainda estavam lutando nas trincheiras, no final da primeira guerra mundial. Estas m\u00e1scaras eram produzidas de forma mais profissional e massiva, com equipes de enfermeiras da Cruz Vermelha cortando e costurando tecidos. Em algumas cidades, uma parte da popula\u00e7\u00e3o adotou o acess\u00f3rio protetor, geralmente montado em casa. Em outras, o uso tornou-se obrigat\u00f3rio.<\/p>\n

\"Imagens
Imagens da “gripe espanhola” nos Estados Unidos. Enfermeira cuidando de paciente com uma m\u00e1scara improvisada de tecido e trabalhadoras da Cruz Vermelha produzindo m\u00e1scaras para os soldados.<\/figcaption><\/figure>\n

Enquanto isso, nas primeiras d\u00e9cadas do s\u00e9culo XX, os m\u00e9dicos tentavam determinar qual tipo de m\u00e1scara seria mais eficiente para proteger o usu\u00e1rio de got\u00edculas respirat\u00f3rias com microrganismos, e alguns novos modelos e patentes surgiram, sem trazer grandes inova\u00e7\u00f5es. Geralmente, essas m\u00e1scaras eram feitas de v\u00e1rias camadas de gaze de algod\u00e3o. \u00c0s vezes inclu\u00edam uma camada adicional de material imperme\u00e1vel e, nos modelos mais avan\u00e7ados, uma arma\u00e7\u00e3o de metal. Todas eram lavadas ou esterilizadas e reutilizadas.<\/p>\n

Prote\u00e7\u00e3o respirat\u00f3ria para trabalhadores da ind\u00fastria<\/strong><\/p>\n

Em paralelo, pesquisadores, empresas e governos de pa\u00edses como os Estados Unidos trabalhavam no desenvolvimento e regulamenta\u00e7\u00e3o da prote\u00e7\u00e3o respirat\u00f3ria de outros trabalhadores: os da minera\u00e7\u00e3o e constru\u00e7\u00e3o, altamente expostos a inalar part\u00edculas perigosas para a sa\u00fade. Esse problema n\u00e3o era novidade. Registros da Roma Antiga, no s\u00e9culo I d.C, evidenciam o uso de peles de animais para cobrir parte do rosto no intuito de filtrar p\u00f3s t\u00f3xicos presentes no ar. Contudo, na d\u00e9cada de 1930, uma trag\u00e9dia escancarou a necessidade de se implementar com urg\u00eancia esse tipo de prote\u00e7\u00e3o. Centenas de trabalhadores morreram em decorr\u00eancia de problemas pulmonares gerados pela inala\u00e7\u00e3o de p\u00f3 de s\u00edlica durante a constru\u00e7\u00e3o de um t\u00fanel no estado de Virg\u00ednia Ocidental, nos Estados Unidos.<\/p>\n

No final da d\u00e9cada de 1950, nos Estados Unidos, uma mulher em seus quarenta anos deu um empurr\u00e3o na hist\u00f3ria do desenvolvimento de respiradores. Sara Finkelstein, formada em Design, mas afeta \u00e0s abordagens multidisciplinares, fundou a consultoria Sara Little Design, cujo nome aludia \u00e0 baixa estatura da s\u00f3cia (e a seu bom humor). Um de seus primeiros trabalhos foi para a 3M, na divis\u00e3o de embrulhos e tecidos da empresa, onde estava sendo testado um novo material para fitas decorativas, o \u201cnonwoven” (“tecido n\u00e3o tecido” em portugu\u00eas, popularmente denominado com a sigla TNT).<\/p>\n

Esse grupo de materiais, tal qual seu nome indica, \u00e9 definido e compreendido\u00a0atrav\u00e9s\u00a0de seu oposto, o grupo dos tecidos. Enquanto tecidos s\u00e3o obtidos mediante tecelagem ou tric\u00f4, tecidos n\u00e3o tecidos s\u00e3o fabricados usando outros processos para ligar as fibras entre si. Um dos processos mais comuns \u00e9 o\u00a0melt blowing<\/em>, no qual um pol\u00edmero fundido \u00e9 soprado atrav\u00e9s de um molde com furos muito pequenos por um forte jato de ar, provocando a deposi\u00e7\u00e3o aleat\u00f3ria das\u00a0fibras\u00a0polim\u00e9ricas e formando assim o TNT. Outra diferen\u00e7a: tecidos s\u00e3o estruturas ordenadas de fios, geralmente dispostos formando \u00e2ngulos retos;\u00a0TNTs s\u00e3o emaranhados de fibras brutas.<\/p>\n

Com estrutura muito porosa, formada por poros muito pequenos e fibras entrela\u00e7adas de forma desordenada, os TNTs\u00a0s\u00e3o \u00f3timos materiais filtrantes: deixam passar gases, enquanto os s\u00f3lidos ficam retidos no labirinto de fibras.<\/p>\n

Mas voltando \u00e0 Sara Little:\u00a0ciente do impacto que uma inova\u00e7\u00e3o em materiais pode gerar n\u00e3o apenas numa empresa, mas tamb\u00e9m na vida dos consumidores dos produtos finais, ela fez uma apresenta\u00e7\u00e3o a\u00a0diretivos\u00a0da 3M propondo muitas possibilidades de aplica\u00e7\u00e3o dos TNTs, e recomendando o desenvolvimento de uma \u00e1rea de neg\u00f3cios dedicada a esses materiais. Nesse momento, a ind\u00fastria dos\u00a0n\u00e3o tecidos\u00a0era muito nova nos Estados Unidos, bem como na Europa; estima-se que a produ\u00e7\u00e3o desses materiais em escala piloto tenha come\u00e7ado na d\u00e9cada de 1930.<\/p>\n

Aparentemente, Sara Little desenhou, para a 3M, alguns produtos usando TNT, come\u00e7ando por um bojo de suti\u00e3. Principalmente, atribui-se a ela a ideia e o design do primeiro respirador da 3M, com seu formato semicircular lembrando o suti\u00e3, o clip para vedar a m\u00e1scara no nariz e os el\u00e1sticos para fix\u00e1-la \u00e0 cabe\u00e7a. Conta-se que a inten\u00e7\u00e3o de Sara era criar um protetor para trabalhadores dos hospitais, cuja rotina ela tinha conhecido de perto depois de muitos anos acompanhando familiares doentes. Entretanto, n\u00e3o parece ter havido, naquele momento, um consenso a respeito da necessidade do uso de respiradores por parte dos profissionais da sa\u00fade, excetuando a utiliza\u00e7\u00e3o de m\u00e1scaras em procedimentos cir\u00fargicos, com a finalidade principal de proteger os pacientes das secre\u00e7\u00f5es dos m\u00e9dicos e de proteger os m\u00e9dicos do sangue e outros fluidos dos pacientes.<\/p>\n

Na 3M, o primeiro respirador teria sido lan\u00e7ado no in\u00edcio da d\u00e9cada de 1960, ainda sem certifica\u00e7\u00e3o oficial, mas com a comprova\u00e7\u00e3o da sua efici\u00eancia para filtrar p\u00f3s, t\u00e3o necess\u00e1ria para proteger trabalhadores expostos \u00e0 inala\u00e7\u00e3o de part\u00edculas nocivas em atividades de minera\u00e7\u00e3o, constru\u00e7\u00e3o e pintura de carros, entre outras. Em 1972,\u00a0e\u00a0a 3M seria a primeira empresa a introduzir no mercado um respirador certificado.<\/p>\n

Respiradores para m\u00e9dicos e enfermeiros<\/strong><\/p>\n

Com rela\u00e7\u00e3o \u00e0 filtra\u00e7\u00e3o de microrganismos, naquele momento, n\u00e3o existiam claras evid\u00eancias, mas alguns registros mostram que esses respiradores, fabricados em escala industrial, eram vendidos a m\u00e9dicos e enfermeiros que desejavam se proteger. Com a introdu\u00e7\u00e3o dos materiais\u00a0n\u00e3o tecidos\u00a0substituindo os tecidos, m\u00e1scaras descart\u00e1veis come\u00e7aram a entrar nos hospitais \u2013 novidade bem-recebida na \u00e9poca por representar redu\u00e7\u00e3o de custos com o pessoal de lavagem e esteriliza\u00e7\u00e3o e, ao mesmo tempo, trazer mais seguran\u00e7a sanit\u00e1ria.<\/p>\n

Por cerca de vinte anos, sem grandes novidades de doen\u00e7as transmiss\u00edveis por got\u00edculas respirat\u00f3rias ou pelo ar, os respiradores N95 se disseminaram e estabeleceram como equipamentos de prote\u00e7\u00e3o respirat\u00f3ria na ind\u00fastria. Entretanto, nos anos 1990, estes equipamentos de prote\u00e7\u00e3o individual se propagaram em hospitais perante os surtos de tuberculose resistente a antibi\u00f3ticos que contagiou muitos profissionais da sa\u00fade.<\/p>\n

Na mesma d\u00e9cada, novas tecnologias absorvidas pela ind\u00fastria permitiram melhorar ainda mais o desempenho dos respiradores, principalmente com rela\u00e7\u00e3o \u00e0 reten\u00e7\u00e3o de part\u00edculas menores, como os v\u00edrus. Com esses processos, sobre os quais h\u00e1 algumas patentes, foi poss\u00edvel gerar uma carga eletrost\u00e1tica nas fibras do material\u00a0n\u00e3o tecido, a qual acaba atraindo as part\u00edculas, que ficam retidas no material. Algo similar ao que acontece quando pedacinhos de papel grudam na bexiga que foi esfregada contra o casaco de l\u00e3. Gra\u00e7as a esta estrat\u00e9gia, a capacidade dos respiradores de reter part\u00edculas aumentou sem precisar adicionar novas camadas de material filtrante, preservando assim o bom ingresso de ar que os respiradores devem oferecer.<\/p>\n

Um dos pesquisadores envolvidos nas patentes sobre processos para carga eletrost\u00e1tica de materiais\u00a0n\u00e3o tecidos\u00a0tem ganhado bastante visibilidade nos \u00faltimos tempos. Trata-se de Peter Tsai, que fez suas contribui\u00e7\u00f5es enquanto professor de The University of Tennessee, nos Estados Unidos. Tsai voltou \u00e0 atividade cient\u00edfica em mar\u00e7o deste ano pouco depois de se aposentar. Enquanto especialista em processos de fabrica\u00e7\u00e3o e tratamento dos materiais\u00a0n\u00e3o tecidos\u00a0usados nas m\u00e1scaras, Tsai tem trabalhado para ajudar a estabelecer mecanismos seguros de esteriliza\u00e7\u00e3o dos respiradores N95, frente \u00e0 escassez desse produto que a pandemia de Covid-19 tem gerado.<\/p>\n

Com todos esses avan\u00e7os em materiais, tecnologias, conceitos e m\u00e9todos, os respiradores entraram no s\u00e9culo\u00a0XXI\u00a0prontos para ajudar os trabalhadores da sa\u00fade a reduzir o risco de infec\u00e7\u00e3o por doen\u00e7as virais que se transmitem atrav\u00e9s de got\u00edculas e secre\u00e7\u00f5es respirat\u00f3rias, e at\u00e9 mesmo pelo ar. E ajudaram mesmo. Respiradores N95 foram recomendados para o pessoal da sa\u00fade na epidemia de Sars que ocorreu entre 2002 e 2003, nos surtos de Mers que t\u00eam acontecido desde 2012, na pandemia de gripe su\u00edna de 2009 e, atualmente, na pandemia de Covid-19.<\/p>\n

\"Profissionais
Profissionais da sa\u00fade e sepultadores no Brasil trabalhando na pandemia de Covid-19.<\/figcaption><\/figure>\n

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Para saber mais:<\/strong><\/p>\n