การเคลือบโพลียูเรียต้านจุลชีพด้วยการเจือด้วยดินที่หายาก

การเคลือบโพลียูเรียต้านจุลชีพด้วยอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์เจือดินที่หายาก

แหล่งที่มา: AZO MATERIALS การแพร่ระบาดของโควิด-19 ได้แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นเร่งด่วนในการเคลือบสารต้านไวรัสและสารต้านจุลชีพสำหรับพื้นผิวในพื้นที่สาธารณะและสภาพแวดล้อมด้านการดูแลสุขภาพ งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในเดือนตุลาคม 2021 ในวารสาร Microbial Biotechnology ได้แสดงให้เห็นการเตรียมสารเจือนาโนซิงค์ออกไซด์อย่างรวดเร็วสำหรับการเคลือบโพลียูเรียที่ต้องการแก้ไขปัญหานี้ ความต้องการพื้นผิวที่ถูกสุขลักษณะ ดังที่เห็นได้จากการระบาดของโรคติดต่อหลายครั้ง พื้นผิวจึงเป็นแหล่งที่มาของเชื้อโรค การแพร่เชื้อ. ความต้องการเร่งด่วนสำหรับสารเคมีที่รวดเร็ว มีประสิทธิภาพ และไม่เป็นพิษ รวมถึงการเคลือบพื้นผิวต้านจุลชีพและต้านไวรัสได้กระตุ้นให้เกิดการวิจัยเชิงนวัตกรรมในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพ เคมีอุตสาหกรรม และวิทยาศาสตร์วัสดุ การเคลือบพื้นผิวที่มีฤทธิ์ต้านไวรัสและต้านจุลชีพสามารถลดความเสี่ยงของการแพร่เชื้อไวรัสได้ และฆ่าเชื้อโครงสร้างทางชีวภาพและจุลินทรีย์เมื่อสัมผัส พวกมันขัดขวางการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ผ่านการหยุดชะงักของเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ยังปรับปรุงคุณสมบัติของพื้นผิว เช่น ความต้านทานการกัดกร่อนและความทนทาน ตามข้อมูลของศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งยุโรป ระบุว่าผู้คน 4 ล้านคน (ประมาณสองเท่าของประชากรในนิวเม็กซิโก) ทั่วโลกต่อปีได้รับการติดเชื้อที่เกี่ยวข้องกับการดูแลสุขภาพ ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 37,000 รายทั่วโลก โดยสถานการณ์ย่ำแย่โดยเฉพาะในประเทศกำลังพัฒนา ซึ่งผู้คนอาจไม่สามารถเข้าถึงโครงสร้างพื้นฐานด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยที่เหมาะสม ในโลกตะวันตก HCAI เป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับที่หก ทุกสิ่งเสี่ยงต่อการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์และไวรัส ไม่ว่าจะเป็นอาหาร อุปกรณ์ พื้นผิวและผนัง และสิ่งทอเป็นเพียงตัวอย่างบางส่วน แม้แต่ตารางการสุขาภิบาลตามปกติก็อาจไม่สามารถฆ่าจุลินทรีย์ทุกตัวที่อยู่บนพื้นผิวได้ จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาสารเคลือบพื้นผิวที่ไม่เป็นพิษเพื่อป้องกันไม่ให้การเติบโตของจุลินทรีย์เกิดขึ้น ในกรณีของโควิด-19 การศึกษาพบว่าไวรัสสามารถคงความเคลื่อนไหวได้ บนพื้นผิวสแตนเลสและพลาสติกที่มีการสัมผัสบ่อยๆ ได้นานถึง 72 ชั่วโมง แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นเร่งด่วนในการเคลือบพื้นผิวที่มีคุณสมบัติต้านไวรัส พื้นผิวต้านจุลชีพถูกนำมาใช้ในสถานพยาบาลมานานกว่าทศวรรษ โดยใช้ในการควบคุมการระบาดของเชื้อ MRSA ซิงค์ออกไซด์ – สารประกอบเคมีต้านจุลชีพที่มีการสำรวจกันอย่างแพร่หลายซิงค์ออกไซด์ (ZnO) มีคุณสมบัติต้านจุลชีพและต้านไวรัสที่มีศักยภาพ การใช้ ZnO ได้รับการสำรวจอย่างเข้มข้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในฐานะสารออกฤทธิ์ในสารเคมีต้านจุลชีพและต้านไวรัสหลายชนิด การศึกษาความเป็นพิษจำนวนมากพบว่า ZnO แทบไม่เป็นพิษต่อมนุษย์และสัตว์ แต่มีประสิทธิภาพสูงในการรบกวนเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์ กลไกการฆ่าจุลินทรีย์ของซิงค์ออกไซด์อาจมีสาเหตุมาจากคุณสมบัติบางประการ ไอออน Zn2+ ถูกปล่อยออกมาโดยการละลายบางส่วนของอนุภาคซิงค์ออกไซด์ ซึ่งรบกวนการทำงานของฤทธิ์ต้านจุลชีพเพิ่มเติม แม้แต่ในจุลินทรีย์อื่นๆ ที่มีอยู่ เช่นเดียวกับการสัมผัสโดยตรงกับผนังเซลล์และการปล่อยสายพันธุ์ออกซิเจนที่ทำปฏิกิริยา กิจกรรมต้านจุลชีพของซิงค์ออกไซด์ยังเชื่อมโยงเพิ่มเติมกับขนาดและความเข้มข้นของอนุภาคอีกด้วย : อนุภาคขนาดเล็กกว่าและสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงกว่าของอนุภาคนาโนสังกะสีได้เพิ่มฤทธิ์ต้านจุลชีพ อนุภาคนาโนของซิงค์ออกไซด์ที่มีขนาดเล็กกว่าสามารถเจาะเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์ได้ง่ายกว่าเนื่องจากมีพื้นที่ผิวสัมผัสขนาดใหญ่ การศึกษาจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับ Sars-CoV-2 เมื่อเร็วๆ นี้ ได้ชี้แจงการดำเนินการที่มีประสิทธิผลในทำนองเดียวกันกับไวรัส การใช้นาโนซิงค์ออกไซด์ที่เจือด้วย RE-Doped และการเคลือบโพลียูเรียเพื่อสร้างพื้นผิวที่มีคุณสมบัติต้านจุลชีพที่เหนือกว่า ทีมงานของ Li, Liu, Yao และ Narasimalu ได้เสนอ วิธีการเตรียมการเคลือบโพลียูเรียต้านจุลชีพอย่างรวดเร็วโดยการนำอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ที่เจือด้วยดินหายากที่สร้างขึ้นโดยการผสมอนุภาคนาโนกับธาตุหายากในกรดไนตริก อนุภาคนาโน ZnO ถูกเจือด้วยซีเรียม (Ce), พราซีโอดีเมียม (Pr), แลนทานัม ( LA) และแกโดลิเนียม (Gd.) พบว่าอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ที่เจือด้วยแลนทานัมมีประสิทธิภาพ 85% ต่อเชื้อแบคทีเรีย P. aeruginosa และ E. Coli อนุภาคนาโนเหล่านี้ยังคงมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ 83% แม้จะผ่านไป 25 นาทีแล้วก็ตาม ของการสัมผัสกับแสงยูวี อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์เจือที่สำรวจในการศึกษาอาจแสดงการตอบสนองของแสง UV และการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ดีขึ้น การวิเคราะห์ทางชีวภาพและลักษณะเฉพาะของพื้นผิวยังให้หลักฐานว่าพื้นผิวยังคงรักษาฤทธิ์ต้านจุลชีพไว้ได้หลังจากการใช้งานซ้ำๆ การเคลือบโพลียูเรียยังมีความทนทานสูงโดยมีความเสี่ยงน้อยที่จะหลุดลอกออกจากพื้นผิว ความทนทานของพื้นผิวควบคู่ไปกับฤทธิ์ต้านจุลชีพและการตอบสนองด้านสิ่งแวดล้อมของอนุภาคนาโน-ZnO ช่วยเพิ่มศักยภาพในการใช้งานจริงในสภาพแวดล้อมและอุตสาหกรรมต่างๆ การใช้งานที่เป็นไปได้ การวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลในการควบคุมการระบาดในอนาคตและการหยุดยั้ง การถ่ายทอด HPAIs ในสถานพยาบาล นอกจากนี้ยังมีศักยภาพในการใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อผลิตบรรจุภัณฑ์และเส้นใยต้านจุลชีพ ปรับปรุงคุณภาพและอายุการเก็บรักษาของอาหารในอนาคต แม้ว่าการวิจัยนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเร็วๆ นี้จะมีการย้ายออกจากห้องปฏิบัติการและเข้าสู่ขอบเขตเชิงพาณิชย์