Antimikrobni poliurea premazi s nano-česticama cink oksida dopiranim rijetkim zemnim metalima
Izvor: AZO MATERIALS Pandemija Covid-19 pokazala je hitnu potrebu za antivirusnim i antimikrobnim premazima za površine u javnim prostorima i zdravstvenim ustanovama. Nedavno istraživanje objavljeno u oktobru 2021. u časopisu Microbial Biotechnology pokazalo je brzu pripremu poliurea premaza dopiranu nano-cinkovim oksidom koja nastoji riješiti ovaj problem. Potreba za higijenskim površinama Kao što su pokazale višestruke epidemije zaraznih bolesti, površine su izvor prijenosa patogena. Hitna potreba za brzim, efikasnim i netoksičnim hemikalijama te antimikrobnim i antivirusnim površinskim premazima potaknula je inovativna istraživanja u područjima biotehnologije, industrijske hemije i nauke o materijalima. Površinski premazi s antivirusnim i antimikrobnim djelovanjem mogu smanjiti rizik od prijenosa virusa i ubiti biostrukture i mikroorganizme prilikom kontakta. Oni sprječavaju rast mikroorganizama putem poremećaja ćelijske membrane. Također poboljšavaju svojstva površine, kao što su otpornost na koroziju i trajnost. Prema Evropskom centru za kontrolu i prevenciju bolesti, 4 miliona ljudi (oko dvostruko više stanovnika Novog Meksika) širom svijeta godišnje dobije infekciju povezanu sa zdravstvenom zaštitom. Ovo dovodi do oko 37.000 smrtnih slučajeva širom svijeta, a situacija je posebno loša u zemljama u razvoju gdje ljudi možda nemaju pristup odgovarajućoj sanitarnoj i zdravstvenoj higijenskoj infrastrukturi. U zapadnom svijetu, HCAI su šesti najveći uzrok smrti. Sve je podložno kontaminaciji mikrobima i virusima - hrana, oprema, površine i zidovi, te tekstil su samo neki primjeri. Čak ni redovni rasporedi sanitacije možda neće ubiti svaki mikrob prisutan na površinama, tako da postoji hitna potreba za razvojem netoksičnih površinskih premaza koji sprječavaju rast mikroba. U slučaju Covid-19, studije su pokazale da virus može ostati aktivan na često dodirivanim površinama od nehrđajućeg čelika i plastike do 72 sata, što pokazuje hitnu potrebu za površinskim premazima s antivirusnim svojstvima. Antimikrobne površine se koriste u zdravstvenim ustanovama više od desetljeća, a koriste se za kontrolu izbijanja MRSA. Cink oksid - široko istraženi antimikrobni hemijski spoj Cink oksid (ZnO) ima snažna antimikrobna i antivirusna svojstva. Upotreba ZnO intenzivno se istražuje posljednjih godina kao aktivni sastojak u brojnim antimikrobnim i antivirusnim hemikalijama. Brojne studije toksičnosti su otkrile da je ZnO praktično netoksičan za ljude i životinje, ali je veoma efikasan u narušavanju ćelijskih omotača mikroorganizama. Mehanizmi ubijanja mikroorganizama cinkovog oksida mogu se pripisati nekoliko svojstava. Zn2+ ioni se oslobađaju djelimičnim rastvaranjem čestica cinkovog oksida, što remeti daljnju antimikrobnu aktivnost čak i u drugim prisutnim mikrobima, kao i direktnim kontaktom sa ćelijskim zidovima i oslobađanjem reaktivnih vrsta kisika. Antimikrobna aktivnost cinkovog oksida je dodatno povezana sa veličinom i koncentracijom čestica: manje čestice i rastvori cinkovih nanočestica veće koncentracije imaju povećanu antimikrobnu aktivnost. Nanočestice cinkovog oksida koje su manje veličine lakše prodiru u ćelijsku membranu mikroba zbog svoje velike površine na granici. Mnoge studije, posebno one o Sars-CoV-2 nedavno, razjasnile su slično efikasno djelovanje protiv virusa. Korištenje RE-dopiranih nano-cinkovih oksidnih i poliurea premaza za stvaranje površina sa superiornim antimikrobnim svojstvima Tim Li, Liu, Yao i Narasimalu predložio je metodu za brzu pripremu antimikrobnih poliurea premaza uvođenjem čestica nano-cinkovog oksida dopiranih rijetkim zemnim metalima, stvorenih miješanjem nanočestica sa rijetkim zemnim metalima u dušičnoj kiselini. ZnO nanočestice su dopirane cerijem (Ce), prazeodimijumom (Pr), lantanom (LA) i gadolinijem (Gd). Utvrđeno je da su čestice nano-cinkovog oksida dopirane lantanom 85% efikasne protiv bakterijskih sojeva P. aeruginosa i E. coli. Ove nanočestice također ostaju 83% efikasne u ubijanju mikroba, čak i nakon 25 minuta izlaganja UV svjetlu. Dopirane čestice nano-cinkovog oksida istražene u studiji mogu pokazati poboljšani odgovor na UV svjetlo i termalni odgovor na promjene temperature. Biološki testovi i karakterizacija površina također su pružili dokaze da površine zadržavaju svoju antimikrobnu aktivnost nakon ponovljene upotrebe. Poliurea premazi također imaju visoku izdržljivost s manjim rizikom od ljuštenja površina. Izdržljivost površina, zajedno s antimikrobnom aktivnošću i odgovorom nano-ZnO čestica na okoliš, pruža poboljšanja njihovom potencijalu za praktičnu primjenu u različitim okruženjima i industrijama. Potencijalna upotreba Ovo istraživanje pokazuje ogroman potencijal za kontrolu budućih epidemija i zaustavljanje prijenosa HPAI-a u zdravstvenim ustanovama. Također postoji potencijal za njihovu upotrebu u prehrambenoj industriji za obezbjeđivanje antimikrobne ambalaže i vlakana, poboljšavajući kvalitet i rok trajanja prehrambenih proizvoda u budućnosti. Iako je ovo istraživanje još uvijek u povojima, nesumnjivo će se uskoro preseliti iz laboratorije u komercijalnu sferu.
Vrijeme objave: 04.07.2022.