Antimikrobiese poliureumbedekkings met seldsame aardmetale-gedoteerde nano-sinkoksieddeeltjies
bron: AZO MATERIALE Die Covid-19-pandemie het die dringende behoefte aan antivirale en antimikrobiese bedekkings vir oppervlaktes in openbare ruimtes en gesondheidsorgomgewings gedemonstreer. Onlangse navorsing wat in Oktober 2021 in die tydskrif Microbial Biotechnology gepubliseer is, het 'n vinnige nano-sinkoksied-gedoteerde voorbereiding vir poliureumbedekkings gedemonstreer wat hierdie probleem wil aanspreek. Die behoefte aan higiëniese oppervlaktes Soos gedemonstreer deur verskeie uitbrake van oordraagbare siektes, is oppervlaktes 'n bron van patogeen-oordrag. Die dringende behoefte aan vinnige, effektiewe en nie-giftige chemikalieë en antimikrobiese en antivirale oppervlakbedekkings het innoverende navorsing op die gebied van biotegnologie, industriële chemie en materiaalwetenskap aangespoor. Oppervlakbedekkings met antivirale en antimikrobiese werking kan die risiko van virusoordrag verminder en biostrukture en mikroörganismes doodmaak tydens kontak. Hulle belemmer die groei van mikroörganismes deur sellulêre membraanontwrigting. Hulle verbeter ook die eienskappe van die oppervlak, soos korrosiebestandheid en duursaamheid. Volgens die Europese Sentrum vir Siektebeheer en -voorkoming kry 4 miljoen mense (ongeveer twee keer die bevolking van Nieu-Mexiko) wêreldwyd per jaar 'n gesondheidsorgverwante infeksie. Dit lei tot ongeveer 37 000 sterftes wêreldwyd, met die situasie veral sleg in ontwikkelende lande waar mense moontlik nie toegang tot behoorlike sanitasie- en gesondheidsorghigiëne-infrastruktuur het nie. In die Westerse wêreld is HGAIs die sesde grootste oorsaak van dood. Alles is vatbaar vir kontaminasie deur mikrobes en virusse – voedsel, toerusting, oppervlaktes en mure, en tekstiele is slegs 'n paar voorbeelde. Selfs gereelde sanitasieskedules mag nie elke mikrobe wat op oppervlaktes teenwoordig is, doodmaak nie, daarom is daar 'n dringende behoefte om nie-giftige oppervlakbedekkings te ontwikkel wat mikrobiese groei voorkom. In die geval van Covid-19 het studies getoon dat die virus tot 72 uur lank aktief kan bly op gereeld aangeraakte vlekvrye staal- en plastiekoppervlaktes, wat die dringende behoefte aan oppervlakbedekkings met antivirale eienskappe demonstreer. Antimikrobiese oppervlaktes word al meer as 'n dekade in gesondheidsorgomgewings gebruik en word gebruik om MRSA-uitbrake te beheer. Sinkoksied – 'n Wyd Verkende Antimikrobiese Chemiese Verbinding Sinkoksied (ZnO) het kragtige antimikrobiese en antivirale eienskappe. Die gebruik van ZnO is die afgelope paar jaar intensief ondersoek as 'n aktiewe bestanddeel in talle antimikrobiese en antivirale chemikalieë. Talle toksisiteitstudies het bevind dat ZnO feitlik nie-giftig is vir mense en diere, maar hoogs effektief is om die sellulêre omhulsels van mikroörganismes te ontwrig. Die mikroörganisme-doodmaakmeganismes van sinkoksied kan aan 'n paar eienskappe toegeskryf word. Zn2+-ione word vrygestel deur gedeeltelike oplossing van sinkoksieddeeltjies wat verdere antimikrobiese aktiwiteit selfs in ander teenwoordige mikrobes ontwrig, sowel as direkte kontak met selwande en die vrystelling van reaktiewe suurstofspesies. Sinkoksied se antimikrobiese aktiwiteit is ook gekoppel aan deeltjiegrootte en konsentrasie: kleiner deeltjies en hoër konsentrasie oplossings van sink-nanopartikels het verhoogde antimikrobiese aktiwiteit. Sinkoksied-nanopartikels wat kleiner in grootte is, dring makliker in die mikrobiese selmembraan in as gevolg van hul groot tussenvlakarea. Baie studies, veral onlangs oor Sars-CoV-2, het soortgelyke effektiewe werking teen virusse toegelig. Die gebruik van hergedoteerde nano-sinkoksied en poliureumbedekkings om oppervlaktes met superieure antimikrobiese eienskappe te skep. Die span van Li, Liu, Yao en Narasimalu het 'n metode voorgestel vir die vinnige voorbereiding van antimikrobiese poliureumbedekkings deur die invoer van seldsame aardmetale-gedoteerde nano-sinkoksieddeeltjies wat geskep word deur die nanopartikels met seldsame aardmetale in salpetersuur te meng. Die ZnO-nanopartikels is gedoteer met serium (Ce), praseodymium (Pr), lantaan (LA) en gadolinium (Gd.). Daar is gevind dat lantaan-gedoteerde nano-sinkoksieddeeltjies 85% effektief is teen P. aeruginosa- en E. coli-bakteriese stamme. Hierdie nanopartikels bly ook 83% effektief om mikrobes dood te maak, selfs na 25 minute se blootstelling aan UV-lig. Die gedoteerde nano-sinkoksieddeeltjies wat in die studie ondersoek is, kan verbeterde UV-ligrespons en termiese reaksie op temperatuurveranderinge toon. Bio-assays en oppervlakkarakterisering het ook bewyse gelewer dat oppervlaktes hul antimikrobiese aktiwiteite behou na herhaalde gebruik. Poliureumbedekkings het ook hoë duursaamheid met minder risiko om van oppervlaktes af te skilfer. Die duursaamheid van die oppervlaktes tesame met die antimikrobiese aktiwiteite en omgewingsreaksie van die nano-ZnO-deeltjies bied verbeterings aan hul potensiaal vir praktiese toepassings in 'n verskeidenheid omgewings en nywerhede. Potensiële gebruike Hierdie navorsing toon enorme potensiaal vir die beheer van toekomstige uitbrake en die stop van die oordrag van HPAI's in gesondheidsorgomgewings. Daar is ook potensiaal vir hul gebruik in die voedselbedryf om antimikrobiese verpakking en vesels te verskaf, wat die kwaliteit en rakleeftyd van voedsel in die toekoms verbeter. Terwyl hierdie navorsing nog in sy kinderskoene is, sal dit ongetwyfeld binnekort uit die laboratorium en na die kommersiële sfeer beweeg.
Plasingstyd: 4 Julie 2022