Antimikrobinės poliurėjos dangos su retųjų žemių legiruotomis medžiagomis

Antimikrobinės poliurėjos dangos su retųjų žemių legiruotomis nano-cinko oksido dalelėmis

Šaltinis: AZO MEDŽIAGOS COVID-19 pandemija parodė, kad viešųjų erdvių ir sveikatos priežiūros įstaigų paviršiams skubiai reikia antivirusinių ir antimikrobinių dangų. Naujausi tyrimai, paskelbti 2021 m. spalio mėn. žurnale „Microbial Biotechnology“, parodė greitą nano-cinko oksido legiruotą preparatą poliurėjos dangoms, kuriuo siekiama išspręsti šią problemą. Higieniškų paviršių poreikis Kaip parodė daugybė užkrečiamųjų ligų protrūkių, paviršiai yra patogenų perdavimo šaltinis. Dėl neatidėliotino greitų, veiksmingų ir netoksiškų cheminių medžiagų bei antimikrobinių ir antivirusinių paviršiaus dangų poreikio buvo paskatinti novatoriški tyrimai biotechnologijų, pramoninės chemijos ir medžiagų mokslo srityse. Paviršiaus dangos, pasižyminčios antivirusiniu ir antimikrobiniu poveikiu, gali sumažinti virusų perdavimo riziką ir sunaikinti biostruktūras bei mikroorganizmus, kai su jomis liečiasi. Jos trukdo mikroorganizmams augti ardydamos ląstelių membranas. Jos taip pat pagerina paviršiaus savybes, tokias kaip atsparumas korozijai ir ilgaamžiškumas. Europos ligų kontrolės ir prevencijos centro duomenimis, visame pasaulyje kasmet 4 milijonai žmonių (maždaug dvigubai daugiau nei Naujosios Meksikos gyventojų) užsikrečia su sveikatos priežiūra susijusia infekcija. Dėl to visame pasaulyje miršta apie 37 000 žmonių, o ypač bloga padėtis besivystančiose šalyse, kur žmonės gali neturėti tinkamos sanitarijos ir sveikatos priežiūros higienos infrastruktūros. Vakarų pasaulyje su sveikatos priežiūra susijusios infekcijos (HCAI) yra šeštoji pagal dydį mirties priežastis. Viskas yra jautri užterštumui mikrobais ir virusais – maistas, įranga, paviršiai ir sienos, tekstilė yra tik keli pavyzdžiai. Net ir reguliarios sanitarijos grafikos gali neišnaikinti visų ant paviršių esančių mikrobų, todėl labai reikia kurti netoksiškas paviršiaus dangas, kurios neleistų mikrobams augti. COVID-19 atveju tyrimai parodė, kad virusas gali išlikti aktyvus ant dažnai liečiamų nerūdijančio plieno ir plastikinių paviršių iki 72 valandų, o tai rodo, kad skubiai reikia paviršiaus dangų su antivirusinėmis savybėmis. Antimikrobiniai paviršiai sveikatos priežiūros įstaigose naudojami jau daugiau nei dešimtmetį, siekiant kontroliuoti MRSA protrūkius. Cinko oksidas – plačiai tyrinėjamas antimikrobinis cheminis junginys. Cinko oksidas (ZnO) pasižymi stipriomis antimikrobinėmis ir antivirusinėmis savybėmis. Pastaraisiais metais intensyviai tiriamas ZnO naudojimas kaip veiklioji medžiaga daugelyje antimikrobinių ir antivirusinių cheminių medžiagų. Daugybė toksiškumo tyrimų parodė, kad ZnO praktiškai netoksiškas žmonėms ir gyvūnams, tačiau labai veiksmingai ardo mikroorganizmų ląstelių apvalkalus. Mikroorganizmų naikinimo mechanizmus cinko oksidas gali priskirti kelioms savybėms. Zn2+ jonai išsiskiria iš dalies ištirpus cinko oksido dalelėms, kurios sutrikdo tolesnį antimikrobinį aktyvumą net ir kituose esamuose mikrobuose, taip pat tiesiogiai kontaktuojant su ląstelių sienelėmis ir išskiriant reaktyviąsias deguonies rūšis. Cinko oksido antimikrobinis aktyvumas taip pat susijęs su dalelių dydžiu ir koncentracija: mažesnės dalelės ir didesnės koncentracijos cinko nanodalelių tirpalai pasižymi didesniu antimikrobiniu aktyvumu. Mažesnio dydžio cinko oksido nanodalelės dėl didelio tarpsluoksnio ploto lengviau prasiskverbia į mikrobų ląstelių membraną. Daugybė tyrimų, ypač neseniai atliktų Sars-CoV-2 tyrimų, atskleidė panašų veiksmingą poveikį prieš virusus. Naudojant pakartotinai legiruotas nano-cinko oksido ir poliurėjos dangas paviršiams su puikiomis antimikrobinėmis savybėmis sukurti. Li, Liu, Yao ir Narasimalu komanda pasiūlė metodą, kaip greitai paruošti antimikrobines poliurėjos dangas, įterpiant retųjų žemių elementų legiruotas nano-cinko oksido daleles, sukurtas sumaišius nanodaleles su retųjų žemių elementais azoto rūgštyje. ZnO nanodalelės buvo legiruotos ceriu (Ce), prazeodimiu (Pr), lantanu (LA) ir gadoliniu (Gd.). Nustatyta, kad lantanu legiruotos nano-cinko oksido dalelės yra 85 % veiksmingos prieš P. aeruginosa ir E. coli bakterijų padermes. Šios nanodalelės taip pat išlieka 83 % veiksmingos naikinant mikrobus net po 25 minučių UV spindulių poveikio. Tyrime tirtos legiruotos nano-cinko oksido dalelės gali pasižymėti geresniu UV spindulių ir terminiu atsaku į temperatūros pokyčius. Biologiniai tyrimai ir paviršiaus apibūdinimas taip pat pateikė įrodymų, kad paviršiai išlaiko savo antimikrobinį aktyvumą po pakartotinio naudojimo. Poliurėjos dangos taip pat pasižymi dideliu patvarumu ir mažesne rizika nusilupti paviršiams. Paviršių patvarumas kartu su nano-ZnO dalelių antimikrobiniu aktyvumu ir reakcija į aplinką pagerina jų praktinio pritaikymo galimybes įvairiose aplinkose ir pramonės šakose. Galimi panaudojimo būdai Šis tyrimas rodo didžiulį potencialą kontroliuoti būsimus protrūkius ir sustabdyti HPAI plitimą sveikatos priežiūros įstaigose. Taip pat yra potencialo juos naudoti maisto pramonėje, siekiant užtikrinti antimikrobines pakuotes ir pluoštus, ateityje gerinant maisto produktų kokybę ir galiojimo laiką. Nors šis tyrimas dar tik pradinėje stadijoje, be abejonės, jis netrukus persikels iš laboratorijos į komercinę sferą.