O funcionário de uma empresa farmacêutica subiu no topo de uma escada, segurando um pequeno frasco de vidro na mão. Olhando para o chão, três andares abaixo, ele soltou o frasco. De propósito.
"Quicou incrivelmente bem", disse Rob Schaut, diretor científico da Corning Pharmaceutical Technologies. Ele é coinventor do vidro usado para fazer o frasco e ouviu sobre o episódio da escada de um cliente que quis testar a resistência do produto.
Funcionários dessa empresa haviam tentado quebrar os frascos durante os testes de estresse em seu laboratório, mas não conseguiram, então, eles os tacaram de cima de uma escada.
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"Este foi o teste mais intenso que eles puderam encontrar", acrescenta Schaut.
A Corning é a fabricante do Gorilla Glass, um vidro especialmente reforçado usado para fazer telas de smartphones muito resistentes. Mas a empresa tem uma longa história e, entre outras coisas, também inventou as primeiras versões do cabo de fibra óptica usado para comunicações pela Internet.
É uma das poucas fabricantes de frascos de vidro para a indústria farmacêutica, onde os recipientes para medicamentos ou vacinas devem atender a padrões de segurança extremamente elevados, incluindo ser à prova de estilhaçamento e resistentes a temperaturas extraordinárias.
Outras empresas do setor incluem a alemã Schott, fundada por Friedrich Otto Schott, que inventou o vidro de borosilicato em 1897. Este material endurecido ainda é usado para embalagens farmacêuticas hoje, e a Schott diz que três quartos dos projetos mundiais de vacinas contra a covid-19 usam seus produtos.
Mas a Corning chamou a atenção da indústria recentemente com a força de seu produto, o vidro Valor, que foi lançado em 2017.
"É basicamente o Gorilla Glass para produtos farmacêuticos", diz Steven Fox, analista da empresa de pesquisa de ações Fox Advisors.
Produção acelerada
A Corning afirma que os frascos feitos com vidro Valor, por serem tão robustos, podem ser envasados com muito mais rapidez nas fábricas, aumentando a velocidade de produção em até 50%, segundo a empresa.
Essa é uma característica potencialmente crucial em um ano em que o mundo exige bilhões de doses de vacinas no menor tempo possível.
O enchimento mais rápido é possível em parte devido à capacidade dos frascos para lidar com maior estresse mecânico.
Mas também é devido ao fato de que, graças a um revestimento especial, os frascos criam menos atrito quando centenas deles esfregam uns nos outros em uma linha de produção. Em vez disso, eles deslizam juntos rapidamente em grupos organizados e são menos propensos a cair e exigir intervenção manual.
O vidro é feito da sílica encontrada na areia, que derrete e se mistura com vestígios de outros materiais. No caso do Valor, são adicionados cálcio e magnésio para aumentar a resistência do material.
Durante a produção, o Valor é derretido e moldado ainda quente em tubos, que são resfriados e reaquecidos antes de serem moldados em frascos. Schaut explica que a próxima etapa envolve uma técnica de fortalecimento químico semelhante à usada no Gorilla Glass.
Submergindo os frascos em um banho de sal fundido, os íons de sódio no vidro são substituídos por íons de potássio maiores. Isso tem o efeito de "preencher" a superfície do vidro para torná-la mais resistente, diz Schaut. "Quando fazemos isso, a superfície do vidro fica sob compressão, tornando-a muito, muito forte."
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Resistência a nível microscópico
Os frascos são resistentes em um nível microscópico. Entre as dores de cabeça que os pesquisadores da Corning procuraram resolver com o vidro Valor estava um fenômeno chamado delaminação, em que pedaços microscópicos de vidro descascam do interior de frascos de vidro e se misturam com a vacina ou medicamento, potencialmente reagindo e danificando o produto farmacêutico.
O boro e o sódio podem evaporar do vidro durante o processo de fabricação do frasco, o que desestabiliza a superfície do vidro, tornando-o suscetível à delaminação posteriormente, quando o frasco é preenchido.
Ao eliminar o boro e remover o sódio da superfície do vidro, a Corning evita que essa evaporação ocorra, o que mantém o vidro intacto.
Menos atrito
A etapa final é adicionar um revestimento de polímero ao frasco de vidro. Isso é o que reduz o atrito entre os frascos à medida que eles tilintam nas linhas de produção.
Essa falta de fricção também reduz as partículas de poeira de vidro microscópica que se levantam quando os frascos colidem e que também pode contaminar produtos farmacêuticos.
As vacinas contra a covid-19 que usam mRNA, como as fabricadas pela Pfizer/BioNTech e Moderna, requerem armazenamento em torno de -80ºC. O vidro Valor pode suportar temperaturas entre -180ºC e 400ºC.
A resistência ao calor extremo é útil porque as empresas farmacêuticas lavam os frascos e os aquecem a cerca de 350°C para esterilizá-los antes de enchê-los com produtos.
A robustez dos frascos de vidro é importante, mas em uma corrida para vacinar o mundo, a quantidade pode ser tão importante quanto a qualidade.
Schott disse que pretende produzir 2 bilhões de frascos até o final de 2021. O fabricante americano SiO2, que produz frascos de plástico e os reveste com uma fina camada de vidro, espera fazer 1 bilhão até abril deste ano.
A Corning não revelou sua meta de produção para os frascos de vidro Valor em 2021, mas a empresa acelerou a construção de uma nova fábrica na Carolina do Norte, que será inaugurada ainda este ano.
Se frascos suficientes estarão disponíveis a tempo, agora é uma questão de disponibilidade de matéria-prima e capacidade de fabricação e distribuição. Mas o Schaut está confiante que o vidro que ele coinventou fará a diferença.
"Nunca imaginei que haveria uma pandemia que precisasse de nossa invenção", diz ele.
"Espero que isso ajude o mundo a superar esta crise e leve as vacinas até os braços das pessoas que precisam".
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