Recubrimientos de poliurea antimicrobianos con nanopartículas de óxido de zinc dopadas con tierras raras
Fuente: AZO MATERIALS. La pandemia de Covid-19 ha demostrado la urgente necesidad de recubrimientos antivirales y antimicrobianos para superficies en espacios públicos y entornos sanitarios. Una investigación reciente, publicada en octubre de 2021 en la revista Microbial Biotechnology, ha demostrado una preparación rápida dopada con nanoóxido de zinc para recubrimientos de poliurea que busca abordar este problema. La necesidad de superficies higiénicas. Como lo demuestran múltiples brotes de enfermedades transmisibles, las superficies son una fuente de transmisión de patógenos. La apremiante necesidad de productos químicos rápidos, eficaces y no tóxicos, así como de recubrimientos de superficies antimicrobianos y antivirales, ha impulsado la investigación innovadora en los campos de la biotecnología, la química industrial y la ciencia de los materiales. Los recubrimientos de superficies con acción antiviral y antimicrobiana pueden reducir el riesgo de transmisión viral y eliminar bioestructuras y microorganismos al contacto. Inhiben el crecimiento de microorganismos mediante la disrupción de la membrana celular. También mejoran las propiedades de la superficie, como la resistencia a la corrosión y la durabilidad. Según el Centro Europeo para el Control y la Prevención de Enfermedades, 4 millones de personas (aproximadamente el doble de la población de Nuevo México) contraen anualmente una infección relacionada con la atención médica. Esto provoca alrededor de 37,000 muertes en todo el mundo, con una situación especialmente grave en los países en desarrollo, donde las personas pueden carecer de acceso a infraestructuras adecuadas de saneamiento e higiene sanitaria. En el mundo occidental, las infecciones asociadas con la atención médica son la sexta causa principal de muerte. Todo es susceptible a la contaminación por microbios y virus: alimentos, equipos, superficies, paredes y textiles son solo algunos ejemplos. Incluso los programas de saneamiento regulares pueden no eliminar todos los microbios presentes en las superficies, por lo que existe una necesidad apremiante de desarrollar recubrimientos de superficie no tóxicos que eviten el crecimiento microbiano. En el caso de la COVID-19, los estudios han demostrado que el virus puede permanecer activo en superficies de acero inoxidable y plástico que se tocan con frecuencia hasta por 72 horas, lo que demuestra la urgente necesidad de recubrimientos de superficie con propiedades antivirales. Las superficies antimicrobianas se han utilizado en entornos sanitarios durante más de una década, utilizándose para controlar brotes de SARM. Óxido de zinc: un compuesto químico antimicrobiano ampliamente explorado. El óxido de zinc (ZnO) posee potentes propiedades antimicrobianas y antivirales. Su uso se ha explorado intensamente en los últimos años como ingrediente activo en numerosos productos químicos antimicrobianos y antivirales. Numerosos estudios de toxicidad han demostrado que el ZnO es prácticamente no tóxico para humanos y animales, pero es muy eficaz para alterar las membranas celulares de los microorganismos. Los mecanismos de destrucción de microorganismos del óxido de zinc se pueden atribuir a varias propiedades. Los iones Zn₂₄ se liberan por la disolución parcial de partículas de óxido de zinc, lo que altera la actividad antimicrobiana incluso en otros microbios presentes, así como por el contacto directo con las paredes celulares y la liberación de especies reactivas de oxígeno. La actividad antimicrobiana del óxido de zinc también está relacionada con el tamaño y la concentración de las partículas: las partículas más pequeñas y las soluciones de nanopartículas de zinc con mayor concentración aumentan la actividad antimicrobiana. Las nanopartículas de óxido de zinc que son de menor tamaño penetran más fácilmente en la membrana celular microbiana debido a su gran área interfacial. Muchos estudios, particularmente sobre Sars-CoV-2 recientemente, han dilucidado una acción igualmente efectiva contra los virus. Uso de recubrimientos de nano-óxido de zinc y poliurea dopados con RE para crear superficies con propiedades antimicrobianas superiores El equipo de Li, Liu, Yao y Narasimalu ha propuesto un método para preparar rápidamente recubrimientos de poliurea antimicrobianos mediante la introducción de nanopartículas de óxido de zinc dopadas con tierras raras creadas al mezclar las nanopartículas con tierras raras en ácido nítrico. Las nanopartículas de ZnO se doparon con cerio (Ce), praseodimio (Pr), lantano (LA) y gadolinio (Gd). Se descubrió que las partículas nano-óxido de zinc dopadas con lantano tenían una efectividad del 85% contra las cepas bacterianas de P. aeruginosa y E. coli. Estas nanopartículas también siguen siendo 83% efectivas para matar microbios, incluso después de 25 minutos de exposición a la luz ultravioleta. Las nanopartículas de óxido de zinc dopadas exploradas en el estudio podrían mostrar una mejor respuesta a la luz ultravioleta y a los cambios de temperatura. Los bioensayos y la caracterización de superficies también demostraron que estas conservan su actividad antimicrobiana tras un uso repetido. Los recubrimientos de poliurea también presentan una alta durabilidad con menor riesgo de desprendimiento. Esta durabilidad, sumada a la actividad antimicrobiana y la respuesta ambiental de las nanopartículas de ZnO, mejora su potencial para aplicaciones prácticas en diversos entornos e industrias. Usos potenciales: Esta investigación muestra un enorme potencial para el control de futuros brotes y la detención de la transmisión de IAAP en entornos sanitarios. También existe la posibilidad de su uso en la industria alimentaria para proporcionar envases y fibras antimicrobianos, mejorando así la calidad y la vida útil de los alimentos en el futuro. Si bien esta investigación aún se encuentra en sus primeras etapas, sin duda pronto dejará de ser un campo de investigación para entrar en el ámbito comercial.
Hora de publicación: 04-jul-2022