Ritkaföldfém-adalékolt nano-cink-oxid részecskékkel készült antimikrobiális poliurea bevonatok
Forrás: AZO MATERIALSA Covid-19 világjárvány rávilágított a vírusellenes és antimikrobiális bevonatok sürgős szükségességére nyilvános terek és egészségügyi környezetek felületein. A Microbial Biotechnology folyóiratban 2021 októberében megjelent legújabb kutatás egy gyors, nano-cink-oxiddal adalékolt poliurea bevonatot mutatott ki, amely igyekszik megoldani ezt a problémát.A higiénikus felületek iránti igényAmint azt a fertőző betegségek többszöri kitörése is mutatja, a felületek a kórokozók átvitelének forrásai. A gyors, hatékony és nem mérgező vegyszerek, valamint az antimikrobiális és antivirális felületbevonatok iránti sürgető igény innovatív kutatásokat ösztönzött a biotechnológia, az ipari kémia és az anyagtudomány területén.A vírusellenes és antimikrobiális hatású felületbevonatok csökkenthetik a vírusátvitel kockázatát, és érintkezéskor elpusztíthatják a biostruktúrákat és a mikroorganizmusokat. A sejtmembrán károsodásán keresztül gátolják a mikroorganizmusok növekedését. Javítják a felület tulajdonságait, például a korrózióállóságot és a tartósságot.Az Európai Betegségmegelőzési és Járványvédelmi Központ szerint évente 4 millió ember (körülbelül kétszerese Új-Mexikó lakosságának) kap el egészségügyi ellátással összefüggő fertőzést világszerte. Ez világszerte körülbelül 37 000 halálesethez vezet, különösen rossz a helyzet a fejlődő országokban, ahol az emberek nem feltétlenül férnek hozzá megfelelő szaniterekhez és egészségügyi higiéniai infrastruktúrához. A nyugati világban a HCAI-k a hatodik leggyakoribb halálok. Minden érzékeny a mikrobák és vírusok okozta szennyeződésre – az élelmiszerek, a berendezések, a felületek és a falak, valamint a textíliák csak néhány példa. Még a rendszeres higiéniai ütemterv sem pusztíthatja el a felületeken jelen lévő összes mikrobát, ezért sürgősen szükség van olyan nem mérgező felületbevonatok kifejlesztésére, amelyek megakadályozzák a mikrobiális növekedést. A Covid-19 esetében tanulmányok kimutatták, hogy a vírus akár 72 órán át is aktív maradhat a gyakran megérintett rozsdamentes acél és műanyag felületeken, ami azt mutatja, hogy sürgősen szükség van vírusellenes tulajdonságokkal rendelkező felületbevonatokra. Az antimikrobiális felületeket több mint egy évtizede használják az egészségügyi intézményekben, az MRSA-járványok megfékezésére. Cink-oxid – Egy széles körben kutatott antimikrobiális kémiai vegyület A cink-oxid (ZnO) erős antimikrobiális és antivirális tulajdonságokkal rendelkezik. A ZnO alkalmazását az elmúlt években intenzíven vizsgálták számos antimikrobiális és antivirális vegyi anyag hatóanyagaként. Számos toxikológiai vizsgálat kimutatta, hogy a ZnO gyakorlatilag nem mérgező az emberekre és az állatokra, de rendkívül hatékony a mikroorganizmusok sejtmembránjának megbontásában. A cink-oxid mikroorganizmus-ölő mechanizmusa néhány tulajdonságnak tulajdonítható. A Zn2+ ionok a cink-oxid részecskék részleges oldódásával szabadulnak fel, amelyek további antimikrobiális aktivitást roncsolnak még a jelenlévő más mikrobákban is, valamint a sejtfalakkal való közvetlen érintkezés és a reaktív oxigénfajták felszabadulása révén. A cink-oxid antimikrobiális aktivitása ezenkívül összefügg a részecskemérettel és a koncentrációval is: a kisebb részecskék és a nagyobb koncentrációjú cink-nanorészecskék oldatai fokozott antimikrobiális aktivitással rendelkeznek. A kisebb méretű cink-oxid nanorészecskék könnyebben behatolnak a mikrobiális sejtmembránba a nagy határfelületük miatt. Számos tanulmány, különösen a Sars-CoV-2-vel kapcsolatos, a közelmúltban végzett kutatások hasonlóan hatékony vírusellenes hatást mutattak ki. Újraadalékolt nano-cink-oxid és poliurea bevonatok használata kiváló antimikrobiális tulajdonságokkal rendelkező felületek létrehozásához Li, Liu, Yao és Narasimalu csapata egy módszert javasolt antimikrobiális poliurea bevonatok gyors előállítására ritkaföldfémmel adalékolt nano-cink-oxid részecskék bevezetésével, amelyeket a nanorészecskék salétromsavban történő ritkaföldfémmel való összekeverésével hoznak létre. A ZnO nanorészecskéket cériummal (Ce), prazeodímiummal (Pr), lantánnal (LA) és gadolíniummal (Gd.) adalékolták. A lantánnal adalékolt nano-cink-oxid részecskék 85%-os hatékonyságot mutattak a P. aeruginosa és az E. Coli baktériumtörzsek ellen. Ezek a nanorészecskék 83%-os hatékonyságot mutatnak a mikrobák elpusztításában, még 25 perces UV-fénynek való kitettség után is. A tanulmányban vizsgált adalékolt nano-cink-oxid részecskék jobb UV-fényre adott választ és a hőmérséklet-változásokra adott hőválaszt mutathatnak. A biovizsgálatok és a felületi jellemzés azt is bizonyította, hogy a felületek ismételt használat után is megőrzik antimikrobiális aktivitásukat. A poliurea bevonatok nagy tartóssággal rendelkeznek, és kisebb a felületek leválásának kockázata. A felületek tartóssága, a nano-ZnO részecskék antimikrobiális aktivitása és környezeti reakciója párosulva javítja gyakorlati alkalmazási lehetőségeit számos környezetben és iparágban. Lehetséges felhasználási módok Ez a kutatás hatalmas potenciált mutat a jövőbeli járványkitörések megfékezésében és a HPAI-k egészségügyi intézményekben történő terjedésének megállításában. Potenciál rejlik az élelmiszeriparban való felhasználásukban is, antimikrobiális csomagolás és rostok biztosítására, javítva az élelmiszerek minőségét és eltarthatóságát a jövőben. Bár ez a kutatás még gyerekcipőben jár, kétségtelenül hamarosan kilép a laboratóriumból a kereskedelmi szférába.
Közzététel ideje: 2022. július 4.