Бактерицидные покрытия

Современные нанотехнологии – это область, развитие и продвижение которой приковывает к себе особенно пристальное внимание. И одной из современных перспективных разработок в этой области стало использование бактерицидных добавок, основой которых выступают наночастицы серебра. В настоящее время наносеребро, такое название получил этот наноматериал, успешно применяется в производстве многих препаратов.

Исследование бактерицидной активности наночастиц серебра

Долгое применение используемых ранее синтетических антибиотиков привело к снижению их терапевтической ценности, так как со временем микроорганизмы стали проявлять к ним устойчивость. Вырабатыванию устойчивости и увеличению сопротивляемости вирусов к действиям бактерицидных препаратов способствовала их мутирование, а также возможное изменение структур ДНК в результате приобретения части ДНК иного организма. Частицы серебра же напротив, демонстрируют свою неизменность, за прошедшие тысячелетия микроорганизмы так и не смогли добиться «иммунитета» к этому элементу.

Использование частиц серебра в нанобиотехнологии неслучайно, ведь именно серебро является наисильнейшим из существующих на планете естественным антибиотиком. К тому же он абсолютно безопасен и не несет вред людям, млекопитающим, растениям и вообще всем многоклеточным существам.

Благодаря своим свойствам, а именно способности усиливать воздействие на микроорганизмы, и тому, что типичные размеры наночастиц серебра составляют порядка 25 нм., это позволяет им обладать большей удельной площадью поверхности, а, соответственно, и областью контакта, сохраняя даже при низкой концентрации серебра все бактерицидные свойства.

Функция частиц серебра заключается в том, что они реагируют с механически прочной и стабильной белковой структурой бактерии, в которой особые белки (пептидогликаны) соединены аминокислотой. Серебро, взаимодействуя с белками, блокирует передачу кислорода внутри мембраны, способствуя «удушенью» и дальнейшей гибели. Стоит отметить, что такого рода действие серебра оказывается лишь на клетки с химическинеустойчивой стенкой, наподобие стенок одноклеточных либо вовсе бесклеточных организмов (бактерии, вирусы), а вот мембрана клеток млекопитающих отличается по структуре, она не имеет в составе пептидогликаны и поэтому не реагирует на серебро.

Обнаружено, что частицы наносеребра обладают следующими достоинствами:

• высокой стабильностью и сохранением всех физических, химических и биоцидных характеристик длительное время
• сохранение стабильности и биоцидной активности в щелочах и кислотах
• возможностью комбинироваться с другими элементами
• проявление биоцидной активности на бактерии, вирусы, грибы и водоросли
• более широким воздействием на микроорганизмы в сравнении с антибиотиками, причем с отсутствием приспособления микроорганизмов
• безопасностью здоровья человека и окружающего мира

В процессе исследований выявлена биоцидная активность наночастиц серебра к:

• бактериям (уничтожение около 600 видов, между тем, как антибиотики способны воздействовать на 7-10 видов)
• вирусам (влияние на адено- и энтеровирусы, ВИЧ и вирусы гриппа)
• водорослям (противодействие развитию во влажной среде)
• грибам (уничтожение плесени и дрожжеподобных грибов)

Наночастицы серебра

Проблемой поиска препаратов, способных длительное время сохранять бактерицидные действия с максимально поражающим эффектом, оказываемым на вирусы и бактерии, уже несколько лет занимаются многие предприятия. При этом данное вещество должно быть совершенно безопасно для живых существ.

Бактерицидную краску с наночастицами серебра пытались получить путем введения в водоэмульсионную краску всевозможных препаратов, таких как биоциды и фунгициды, но такая краска оказывалась неэффективной для некоторых штаммов вирусов, и к тому же являлась токсичной. Так как модифицированные наночастицы серебра способны к длительному сохранению биоцидных свойств, то рациональным, с точки зрения экономии материальных средств, времени и трудозатрат, стало применение в лакокрасочной промышленности именно наноматериала.

Ведущие исследовательские и научные компании глубоко изучили действие наносеребра, доказав его высокую эффективность в использовании именно в данной отрасли. Для исследования выбирались сильнодействующие штаммы бактерий сальмонеллы, палочки Коха, стафилококка, листерии, энтерококка и подобные. Было выявлено резкое и значительное снижение концентрации бактерий при их взаимодействии с поверхностью, на которую нанесен слой водоэмульсионной краски или эмали с добавлением наносеребра. Для полной же гибели бактерий требуется порядка двух часов.

Области применения бактерицидной краски

Благодаря огромным возможностям бактерицидной краски ее рекомендуется использовать во многих отраслях жизнедеятельности человека – от учебных и медицинских учреждений, до пищевых компаний, продовольственных складов, а также в зданиях с большим скоплением людей, подвергающихся повышенной эпидемиологической опасности.

А то, что при нанесении такого материала образуется тонкая, но прочная бактерицидная пленка, делает возможным применять ее в:

• жилых квартирах и домах,
•  наносить на стены и потолки в кухне,
•  в ванных,
• детских комнатах.

Для наружных и внутренних работ ее выбирают не только из-за способности краски образовывать тонкое защитное покрытие, но преимущественно за экологичность краски с добавлением частиц наносеребра, за ее способность образовывать дышащее, без каких-либо запахов, чистое, не содержащее токсинов покрытие. Благодаря прекрасной адгезии к различным строительным материалам, таким как бетон, дерево, гипс, штукатурка и кирпич покрытие достигает третий степени высыхания (отлип) за два часа.

К несомненным достоинствам данной краски можно отнести:

• пожаровзрывобезопасность, 
• влагостойкость, 
• светостойкость, 
• она не темнеет, 
• устойчива к действию различных атмосферных осадков.

Бактерицидная краска имеет все необходимые сертификаты и защищена патентом. Ее разрешено и даже рекомендуется использовать в медицинских, ясельных, дошкольных и школьных помещениях.

Уникальность нанопродукции с частицами серебра, состоит так же в блокировании и уничтожению не только бактерий-возбудителей инфекций, а так же бактерий, источающих неприятный запах.

Как известно, эта проблема является актуальной для массового скопления людей, где возникают и довольно скоро разносятся вирусные эпидемии и болезни:

• для больниц, 
• рынков, 
• вокзалов, 
• стадионов, 
• метрополитена, 
• кинотеатров, 
• зоопарков, 
• гостиниц

и т.д., ведь именно здесь велика вероятность эпидемиологических вспышек. К ним можно причислить также тюремные и казарменные помещения. В профилактических целях краска с добавлением частиц наносеребра успешно применяется для покраски помещений птицекомбинатов и птицефабрик.

Влажные помещения, к которым относятся холодильные камеры, пункты транспортировки готовых изделий производственных предприятий, хлебокомбинаты, хранилища муки и зерна, а также бани, сауны и бассейны требуют соблюдения повышенных санитарных норм, таких как стерильность и антибиотичность. В связи с этим, обработка данных помещений эмалированным материалом с наночастицами серебра способствует созданию и поддержанию требуемых нормативов.

В медицинских учреждениях, лечебно-профилактических предприятиях, школах, детских садах, парикмахерских и особенно в общественном транспорте особенно нуждаются в дезинфицирующих растворах. Используемые ранее для покраски помещений антимикробные краски и каждодневное промывание стен и потолков хлорамином, а это не всегда возможно - не являются достаточно эффективными средствами, и не удовлетворяют в полной мере, так как не позволяют добиться требуемых санитарными актами нормативов.

Для снижения микробных загрязнений и профилактики возникновения очагов вирусных инфекций на сегодняшний момент наиболее эффективным является обработка помещений или хотя бы их отдельных фрагментов бактерицидной краской.

А использование краски с наночастицами серебра, способной сохранять свое биоцидное действие на протяжении длительного времени, позволяет добиться не только эффективных бактерицидных действий, но и значительно сэкономить материальные и трудовые ресурсы.

Таблица 1. Зависимость количества ионов серебра от силы электрического тока (по данным профессора Л. А. Кульского).

Таблица 2. Ориентировочные дозировки серебра (по данным Л. А. Кульского).