طلاءات البوليوريا المضادة للميكروبات مع المنشطات الأرضية النادرة

طلاءات البوليوريا المضادة للميكروبات مع جزيئات أكسيد النانو والزنك النادرة المشبعة بالأرض

المصدر: AZO MATERIALS لقد أظهر جائحة Covid-19 الحاجة الملحة إلى الطلاءات المضادة للفيروسات والمضادة للميكروبات للأسطح في الأماكن العامة وبيئات الرعاية الصحية. أظهرت الأبحاث الحديثة المنشورة في أكتوبر 2021 في مجلة Microbial Biotechnology تحضيرًا سريعًا مطليًا بأكسيد الزنك النانوي لطلاءات البوليوريا التي تسعى إلى معالجة هذه المشكلة. الحاجة إلى أسطح صحية كما يتضح من تفشي الأمراض المعدية المتعددة، فإن الأسطح هي مصدر لمسببات الأمراض الانتقال. لقد حفزت الحاجة الملحة للمواد الكيميائية السريعة والفعالة وغير السامة والطلاءات السطحية المضادة للميكروبات والفيروسات إلى إجراء أبحاث مبتكرة في مجالات التكنولوجيا الحيوية والكيمياء الصناعية وعلوم المواد. يمكن للطلاءات السطحية ذات التأثير المضاد للفيروسات والمضادة للميكروبات أن تقلل من خطر انتقال الفيروس. وقتل الهياكل الحيوية والكائنات الحية الدقيقة عند الاتصال. أنها تعيق نمو الكائنات الحية الدقيقة من خلال تعطيل الغشاء الخلوي. كما أنها تعمل على تحسين خصائص السطح، مثل مقاومة التآكل والمتانة. وفقًا للمركز الأوروبي لمكافحة الأمراض والوقاية منها، يصاب 4 ملايين شخص (حوالي ضعف سكان نيو مكسيكو) على مستوى العالم سنويًا بعدوى مرتبطة بالرعاية الصحية. ويؤدي هذا إلى حوالي 37000 حالة وفاة في جميع أنحاء العالم، مع تفاقم الوضع بشكل خاص في البلدان النامية حيث قد لا يتمكن الناس من الوصول إلى البنية التحتية المناسبة للصرف الصحي والرعاية الصحية والنظافة. في العالم الغربي، تعد العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية سادس أكبر سبب للوفاة. كل شيء معرض للتلوث بالميكروبات والفيروسات - الأطعمة والمعدات والأسطح والجدران والمنسوجات ليست سوى بعض الأمثلة. وحتى جداول الصرف الصحي المنتظمة قد لا تقتل كل ميكروب موجود على الأسطح، لذلك هناك حاجة ملحة لتطوير طبقات سطحية غير سامة تمنع نمو الميكروبات. وفي حالة كوفيد-19، أظهرت الدراسات أن الفيروس يمكن أن يظل نشطًا على الأسطح المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والبلاستيك التي يتم لمسها بشكل متكرر لمدة تصل إلى 72 ساعة، مما يدل على الحاجة الملحة لطلاء الأسطح بخصائص مضادة للفيروسات. تم استخدام الأسطح المضادة للميكروبات في أماكن الرعاية الصحية لأكثر من عقد من الزمن، حيث يتم استخدامها للسيطرة على تفشي جرثومة MRSA. أكسيد الزنك - مركب كيميائي مضاد للميكروبات مستكشف على نطاق واسع يتمتع أكسيد الزنك (ZnO) بخصائص قوية مضادة للميكروبات ومضادة للفيروسات. لقد تم استكشاف استخدام ZnO بشكل مكثف في السنوات الأخيرة كعنصر نشط في العديد من المواد الكيميائية المضادة للميكروبات والمضادة للفيروسات. لقد وجدت العديد من دراسات السمية أن أكسيد الزنك غير سام فعليًا للإنسان والحيوان ولكنه فعال للغاية في تعطيل الغلاف الخلوي للكائنات الحية الدقيقة. يمكن أن تعزى آليات قتل الكائنات الحية الدقيقة لأكسيد الزنك إلى بعض الخصائص. يتم إطلاق أيونات Zn2+ عن طريق الذوبان الجزئي لجزيئات أكسيد الزنك الذي يعطل المزيد من النشاط المضاد للميكروبات حتى في الميكروبات الأخرى الموجودة، بالإضافة إلى الاتصال المباشر بجدران الخلايا وإطلاق أنواع الأكسجين التفاعلية. ويرتبط نشاط أكسيد الزنك المضاد للميكروبات بالإضافة إلى ذلك بحجم الجسيمات وتركيزها. : الجزيئات الأصغر ومحاليل التركيز العالي لجسيمات الزنك النانوية أدت إلى زيادة النشاط المضاد للميكروبات. تخترق جزيئات أكسيد الزنك النانوية الأصغر حجمًا بسهولة أكبر غشاء الخلية الميكروبية بسبب مساحة السطح البيني الكبيرة. وقد أوضحت العديد من الدراسات، خاصة التي أجريت على Sars-CoV-2 مؤخرًا، عملًا فعالًا مماثلًا ضد الفيروسات. باستخدام أكسيد النانو زنك المعاد تطعيمه وطلاءات البوليوريا لإنشاء أسطح ذات خصائص مضادة للميكروبات متفوقة، اقترح فريق Li وLiu وYao وNarasimalu طريقة للتحضير السريع لطلاءات البوليوريا المضادة للميكروبات عن طريق إدخال جزيئات أكسيد الزنك النانوية النادرة المشبعة بالأرض والتي تم إنشاؤها عن طريق خلط الجسيمات النانوية مع أتربة نادرة في حمض النيتريك. تم تطعيم جسيمات أكسيد الزنك النانوية بالسيريوم (Ce)، والبراسيوديميوم (Pr)، واللانثانم (LA)، والجادولينيوم (Gd.). ووجد أن جزيئات أكسيد الزنك النانوية المشبعة باللانثانوم فعالة بنسبة 85% ضد P. aeruginosa وE. Coli سلالات بكتيرية. كما تظل هذه الجسيمات النانوية فعالة بنسبة 83% في قتل الميكروبات، حتى بعد 25 دقيقة من التعرض لها. إلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية. قد تظهر جزيئات أكسيد الزنك النانوية المخدرة التي تم استكشافها في الدراسة استجابة محسنة للأشعة فوق البنفسجية والاستجابة الحرارية للتغيرات في درجات الحرارة. قدمت الاختبارات الحيوية وتوصيف السطح أيضًا دليلاً على أن الأسطح تحتفظ بأنشطتها المضادة للميكروبات بعد الاستخدام المتكرر. تتمتع طلاءات البوليوريا أيضًا بمتانة عالية مع خطر أقل لتقشير الأسطح. توفر متانة الأسطح إلى جانب الأنشطة المضادة للميكروبات والاستجابة البيئية لجزيئات أكسيد الزنك النانوية تحسينات على إمكاناتها للتطبيقات العملية في مجموعة متنوعة من البيئات والصناعات. الاستخدامات المحتملة يُظهر هذا البحث إمكانات هائلة للسيطرة على تفشي المرض في المستقبل ووقف انتشار المرض. انتقال أنفلونزا الطيور عالية العدوى في أماكن الرعاية الصحية. هناك أيضًا إمكانية لاستخدامها في صناعة المواد الغذائية لتوفير عبوات وألياف مضادة للميكروبات، مما يحسن جودة المواد الغذائية ومدة صلاحيتها في المستقبل. وفي حين أن هذا البحث لا يزال في بداياته، فإنه بلا شك سينتقل قريبًا من المختبر إلى المجال التجاري.