MDPHARMA_banner
Tecnologie di supporto

Storie di ordinaria ingegneria: come i saponi disarmano SARS-CoV-2

Buone pratiche di igiene, come il lavaggio frequente delle mani ed il distanziamento sociale, sono le due principali misure preventive per il contagio da SARS-CoV-2. Il lavaggio delle mani è, al momento, la più potente arma di sanità pubblica di cui disponiamo ed ha una duplice funzione: evitare il contagio da persona a persona ed impedire l’auto-contagio.

Infatti, quando il coronavirus viene a contatto con le nostre mani, non siamo ancora stati contagiati; il virus non penetra attraverso la pelle, in quanto la nostra barriera più esterna è lievemente acida e ciò fa sì che la maggior parte dei patogeni non entrino nel nostro corpo.

Purtroppo però è stato dimostrato che in media ogni 2-5 minuti ci tocchiamo il volto e, così facendo, esponiamo le nostre vie aeree e mucose al virus, causando l’auto-contagio. Perciò è fondamentale lavarsi le mani. Ma con cosa? La risposta è semplicissima: con il buon vecchio sapone!

Chi progetta il sapone? Qual è il principio di funzionamento ed il suo ruolo nella lotta al coronavirus?

Quello che comunemente chiamiamo sapone non è un prodotto banale ma è frutto del lavoro di chimici, nano-scienziati, medici ed ingegneri. Spesso si pensa al sapone come ad un detergente delicato, ma per alcuni microrganismi patogeni come il virus SARS-CoV-2, è un agente estremamente distruttivo.

Il virus SARS-CoV-2, visto al microscopio

La parte che salta subito all’occhio è la corona di punte proteiche che circondano il virus e che vengono usate, tra le altre cose, per irrompere nella cellula target.

Figura 1. A sinistra, immagine al microscopio di particelle virali di COVID-19 (in blu) dentro una cellula e, a destra, rappresentazione della struttura del virus.

Al pari di altri virus come HIV, Zika, herpes ed Ebola, SARS-CoV-2 possiede una membrana lipidica che raccoglie il materiale genetico e lo custodisce, e sulla quale si trovano incastonate le punte proteiche. La membrana di SARS-CoV-2 ricorda una micella a doppio strato con bande di code idrofobiche in mezzo a due anelli di teste idrofile.

Il sapone, a livello molecolare, contiene delle molecole anfifiliche, con una testa idrofila che si lega all’acqua e una coda idrofobica che si lega ai lipidi.
Quando ci laviamo le mani, le code idrofobiche delle molecole di sapone che fluttuano liberamente in soluzione cercano di evadere l’acqua e, nel far ciò, si attaccano allo strato lipidico esterno del virus, dissolvendo la membrana e rendendo il virus inefficace (Figura 2).

Figura 2. Da sinistra a destra, rappresentazione delle molecole anfifiliche di sapone che fluttuano nell’acqua, schema dell’interazione virus-sapone con la conseguente rottura della membrana e rappresentazione del sapone che intrappola frammenti di virus.

A seguire, il sapone intrappola sporco e piccolissimi frammenti del virus in micelle auto-assemblate, le quali vengono portate via dall’acqua. Tuttavia, perché ciò avvenga, considerata anche la rugosità della pelle, è necessario che il lavaggio sia profondo e duri almeno 20 secondi.

La Food and Drug Administration (FDA) ha fatto notare che non c’è bisogno di saponi che riportino la dicitura ‘antibatterico’ ma un sapone comune presente in casa va benissimo.
I disinfettanti per le mani con almeno il 60% di alcool sono più lipofili dell’acqua e agiscono in modo simile al sapone, dissolvendo la membrana lipidica; ma non hanno lo stesso livello di efficacia.

Per avere una visione chiara del funzionamento del sapone, e se volete sperimentare in casa, vi consigliamo di mettere del sapone in una miscela olio-acqua ed agitare per 20 secondi: l’olio, che normalmente si mantiene separato dall’acqua, un po’ come il virus, si dissolverà in essa.

Se vi sentite più audaci ed avete la fortuna di bazzicare nei laboratori anche durante il lockdown, ecco una breve ricetta per fare un sapone artigianale.

Tutto il sapone è fatto da grasso o olio misti a soluzioni alcaline (basiche). L’olio ed il grasso utilizzati possono essere di diversi tipi, sia animali che vegetali.
La reazione chimica che avviene si chiama saponificazione e designa una reazione tra un acido ed una base per formare un sale. Nel nostro caso l’acido è un olio o un grasso, la base è la soda caustica (o idrossido di sodio) ed il sapone è il sale che si ottiene come risultato della reazione. Il sapone non è l’unico prodotto che deriva dalla saponificazione: in questa reazione infatti una molecola di grasso è suddivisa, grazie all’azione dell’idrossido di sodio, in quattro molecole, tre della quali sono sapone e una è glicerolo (Figura 3).

Figura 3. La reazione di saponificazione in cui dai reagenti grasso e soda caustica (o idrossido di sodio) si ottengono i prodotti sapone e glicerolo.

L’idrossido di sodio ha una notevole capacità corrosiva e può provocare, a contatto con la pelle, delle ustioni e, qualora venisse in contatto con gli occhi, la cecità. Motivo per cui, nel maneggiarlo, si richiede la massima attenzione e l’uso di dispositivi di protezione individuale. 

Procediamo con il protocollo: prepariamo una soluzione 9 M di idrossido di sodio, aggiungendo 10 grammi di NaOH in 27 mL di acqua distillata ed agitando finché non si ottiene una soluzione visibilmente omogenea; prendiamo poi 3 mL della soluzione di idrossido di sodio e la uniamo, in un altro contenitore, a 10 mL di olio d’oliva precedentemente riscaldato ed iniziamo a mescolare. Bisognerà mescolare per 20-45 minuti durante i quali la miscela diventerà pian piano più opaca e densa. A questo punto, la miscela va versata in una formina e, da questo momento in poi, la reazione continuerà da sé.

Il sapone andrà lasciato indisturbato per almeno 12 ore, preferibilmente qualche giorno, durante cui si indurirà e seccherà.
Prima di utilizzare il sapone artigianale come detergente per le mani, è molto importante che si misuri il suo pH, che deve essere tra 7 e 10.

Nei saponi che troviamo in commercio ovviamente ci sono una serie di additivi che qui non abbiamo menzionato, tra cui ad esempio fragranze, conservanti, coloranti, schiumogeni, sostanze idratanti e agenti antimicrobici, che hanno diverse funzioni e che vanno a comporre le lunghe etichette che leggiamo sul retro dei detergenti per le mani.

Il sapone resta la dimostrazione che a volte le soluzioni più semplici sono le migliori. Non dimentichiamo di lavarci le mani!


Fonti e approfondimenti:
MDPHARMA_banner

Informazioni autore

wavatar

Maria Teresa Sposato

Mi piace lavorare con gli altri e per gli altri.
Dopo la laurea al Politecnico di Torino, ho conseguito un MBA ed oggi mi occupo di innovazione in un'azienda farmaceutica. I miei interessi rientrano in tutti i campi dell'ingegneria biomedica, scienza e business.

Registrati alla nostra newsletter

Nota bene: Iscrivendoti alla newsletter, accetti la Politica sulla Privacy del portale IngegneriaBiomedica.org.

Lascia un commento

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.