Rivestimenti antimicrobici in poliurea con particelle di nanoossido di zinco drogate con terre rare
Fonte: MATERIALI AZOICI La pandemia di Covid-19 ha dimostrato l'urgente necessità di rivestimenti antivirali e antimicrobici per le superfici negli spazi pubblici e negli ambienti sanitari. Una recente ricerca pubblicata nell'ottobre 2021 sulla rivista Microbial Biotechnology ha dimostrato una rapida preparazione drogata con nanoossido di zinco per rivestimenti in poliurea che cerca di affrontare questo problema. La necessità di superfici igieniche Come dimostrato da molteplici epidemie di malattie trasmissibili, le superfici sono una fonte di trasmissione di agenti patogeni. La pressante necessità di prodotti chimici rapidi, efficaci e non tossici e di rivestimenti superficiali antimicrobici e antivirali ha stimolato la ricerca innovativa nei campi della biotecnologia, della chimica industriale e della scienza dei materiali. I rivestimenti superficiali con azione antivirale e antimicrobica possono ridurre il rischio di trasmissione virale e uccidere biostrutture e microrganismi al contatto. Ostacolano la crescita dei microrganismi attraverso la rottura della membrana cellulare. Migliorano anche le proprietà della superficie, come la resistenza alla corrosione e la durata. Secondo il Centro europeo per il controllo e la prevenzione delle malattie, 4 milioni di persone (circa il doppio della popolazione del New Mexico) ogni anno a livello globale contraggono un'infezione nosocomiale. Ciò causa circa 37.000 decessi in tutto il mondo, con la situazione particolarmente grave nei paesi in via di sviluppo, dove le persone potrebbero non avere accesso a servizi igienico-sanitari adeguati e a infrastrutture igieniche sanitarie. Nel mondo occidentale, le infezioni nosocomiali sono la sesta causa di morte. Tutto è suscettibile alla contaminazione da microbi e virus: cibo, attrezzature, superfici e pareti, e i tessuti sono solo alcuni esempi. Anche i regolari programmi di igienizzazione potrebbero non uccidere tutti i microbi presenti sulle superfici, quindi è urgente sviluppare rivestimenti superficiali non tossici che prevengano la crescita microbica. Nel caso del Covid-19, gli studi hanno dimostrato che il virus può rimanere attivo su superfici in acciaio inossidabile e plastica toccate frequentemente fino a 72 ore, dimostrando l'urgente necessità di rivestimenti superficiali con proprietà antivirali. Le superfici antimicrobiche sono state utilizzate in ambito sanitario per oltre un decennio, contribuendo al controllo delle epidemie di MRSA. Ossido di zinco: un composto chimico antimicrobico ampiamente studiato. L'ossido di zinco (ZnO) possiede potenti proprietà antimicrobiche e antivirali. L'uso di ZnO è stato ampiamente studiato negli ultimi anni come principio attivo in numerose sostanze chimiche antimicrobiche e antivirali. Numerosi studi sulla tossicità hanno dimostrato che lo ZnO è praticamente atossico per l'uomo e gli animali, ma è altamente efficace nel distruggere gli involucri cellulari dei microrganismi. I meccanismi di uccisione dei microrganismi dell'ossido di zinco possono essere attribuiti ad alcune proprietà. Gli ioni Zn2+ vengono rilasciati dalla dissoluzione parziale delle particelle di ossido di zinco che interrompono ulteriormente l'attività antimicrobica anche in altri microbi presenti, nonché dal contatto diretto con le pareti cellulari e dal rilascio di specie reattive dell'ossigeno. L'attività antimicrobica dell'ossido di zinco è inoltre legata alle dimensioni e alla concentrazione delle particelle: particelle più piccole e soluzioni a maggiore concentrazione di nanoparticelle di zinco hanno una maggiore attività antimicrobica. Le nanoparticelle di ossido di zinco, che hanno dimensioni più piccole, penetrano più facilmente nella membrana cellulare microbica grazie alla loro ampia area interfacciale. Molti studi, in particolare quelli recenti sul Sars-CoV-2, hanno evidenziato un'azione altrettanto efficace contro i virus. Utilizzo di rivestimenti in poliurea e nanoossido di zinco drogati con terre rare per creare superfici con proprietà antimicrobiche superiori Il team di Li, Liu, Yao e Narasimalu ha proposto un metodo per preparare rapidamente rivestimenti in poliurea antimicrobica introducendo particelle di nanoossido di zinco drogate con terre rare, create mescolando le nanoparticelle con terre rare in acido nitrico. Le nanoparticelle di ZnO sono state drogate con cerio (Ce), praseodimio (Pr), lantanio (LA) e gadolinio (Gd). Si è scoperto che le particelle di nanoossido di zinco drogate con lantanio sono efficaci all'85% contro i ceppi batterici di P. aeruginosa ed E. coli. Queste nanoparticelle mantengono inoltre un'efficacia dell'83% nell'uccidere i microbi, anche dopo 25 minuti di esposizione alla luce UV. Le nanoparticelle di ossido di zinco drogate esplorate nello studio potrebbero mostrare una migliore risposta alla luce UV e una migliore risposta termica alle variazioni di temperatura. I biotest e la caratterizzazione delle superfici hanno inoltre dimostrato che le superfici mantengono le loro attività antimicrobiche dopo un uso ripetuto. I rivestimenti in poliurea presentano inoltre un'elevata durabilità con un rischio minore di distacco superficiale. La durabilità delle superfici, unita alle attività antimicrobiche e alla risposta ambientale delle nanoparticelle di ZnO, ne migliorano il potenziale per applicazioni pratiche in una varietà di contesti e settori. Potenziali utilizzi: questa ricerca mostra un enorme potenziale per il controllo di future epidemie e per l'arresto della trasmissione di HPAI in ambito sanitario. Esiste anche un potenziale per il loro utilizzo nell'industria alimentare per fornire imballaggi e fibre antimicrobici, migliorando la qualità e la durata di conservazione dei prodotti alimentari in futuro. Sebbene questa ricerca sia ancora agli inizi, senza dubbio uscirà presto dai laboratori per entrare nel mercato commerciale.
Data di pubblicazione: 04-07-2022