Nanostrukturalne materiały antymikrobowe
Choć obecnie dostępne są powłoki ze srebra, nie są one popularne ze względu na wysoki koszt i ograniczoną efektywność i trwałość. Nanocząsteczki miedzi stanowią obiecującą, tanią i przyjazną dla środowiska alternatywę. Opracowanie odpowiedniego rozwiązania przyjęto za cel projektu "Nano-structured copper coatings, based on Vitolane technology, for antimicrobial applications" (CUVITO), łączącego produkty meksykańskiego przemysłu wydobywczego z europejskimi możliwościami rozwojowymi. Główne wyzwanie polegało na zatrzymywaniu nanocząsteczek miedzi w strukturze docelowej, aby nie ulegały one wymywaniu i zachowywały właściwości antybakteryjne. Partnerzy wykorzystali w tym celu silseskwioksany — związki tworzące struktury klatkowe lub drabinkowe i przydające materiałom twardości i odporności na ścieranie. Można je funkcjonalizować, dobierając odpowiednią grupę boczną R. Opatentowana technologia Vitolane wyróżnia się między innymi unikalnym mechanizmem przetwarzania upraszczającym wybieranie grupy R. Partnerzy projektu CUVITO wykorzystali tę metodę do bezpośredniego związania nanocząsteczek miedzi, a tym samym rozwiązania problemu wymywania. Naukowcy uzyskali powlekane tkaniny w warunkach laboratoryjnych, a dodatkowo wytworzyli też włókna polimerowe impregnowane nanocząsteczkami. Stworzono powłoki antymikrobowe zawierające nanocząsteczki miedzi, wykorzystując jako materiały bazowe poliuretan, epoksyd, akryl i poliester. Powłoki nanoszono na aluminium i stal nierdzewną. Testy działania antymikrobowego w obecności typowych drobnoustrojów szpitalnych wykazały, że opracowane przez projekt CUVITO włókna zawierające miedź dorównywały skutecznością włóknom zawierającym srebro lub wręcz je przewyższały. Trwają prace nad sprawdzeniem włókien w środowisku medycznym. Podsumowując, bliska i owocna współpraca w ramach konsorcjum pozwoliła opracować opłacalną metodę wytwarzania nanocząsteczek miedzi z wykorzystaniem struktury silseskwioksanowej wykonanej w technologii Vitolane. Obecnie partnerzy zwiększają skalę produkcji do poziomu całych partii produkcyjnych. Dotychczasowe wyniki przyniosły sześć wniosków patentowych (po trzy w Meksyku i Europie). Trwa też przygotowywanie licznych produktów do upowszechnienia komercyjnego. Technologie z projektu CUVITO pozwolą stworzyć opłacalną i nietoksyczną alternatywę dla powłok antymikrobowych na bazie srebra stosowanych w ochronie zdrowia i przemyśle spożywczym. Projekt przyniesie korzyści gospodarkom Europy i Meksyku, ale przede wszystkim pacjentom coraz bardziej narażonym na infekcje podczas pobytu w szpitalu.
Słowa kluczowe
Nanostrukturalne, antymikrobowe, nanocząsteczki, powłoki miedziane, Vitolane
