Nuova tecnologia antimicrobica innovativa che stermina i microorganismi

Dr. Marie-Lena Harwardt, Martin Danz, Oliver – Heraeus Precious metals 

I microorganismi possono rappresentare una vera e propria minaccia per la salute oltre che per l’economia. Ogni anno, circa 11 milioni di persone muoiono di sepsi, il che corrisponde a circa 1 su 5 decessi nel mondo. La sepsi può aver luogo conseguentemente alla reazione del corpo ad un’infezione. Questi rischi possono essere ridotti grazie alle tecnologie antimicrobiche in varie aree, come quella dei dispositivi medicali, dei trasporti e degli edifici pubblici, della filtrazione dell’acqua e altre applicazioni.
Tuttavia, i microorganismi non solo influiscono sulla salute degli esseri umani e degli animali, ma ogni anno causano anche un enorme danno all’economia, per via della biocorrosione e della riproduzione microorganica. Queste ultime possono danneggiare gli impianti, determinare una perdita qualitativa e prestazionale dei prodotti e un aumento dei consumi di materie prime e di risorse energetiche.

Ogni anno, circa il 20% del danno economico causato dalla corrosione è riconducibile alla biocorrosione, corrispondente a un danno annuale economico pari a 307 miliardi di euro. Per prevenire la bio-corrosione e la riproduzione microorganica, vengono adottate le tecnologie antimicrobiche, che garantiscono funzionalità delle attrezzature e che migliorano la qualità delle merci prodotte.
Heraeus offre AGXX, una tecno-logia antimicrobica ottimale, per combattere la minaccia di una diffusione di germi che mettono in pericolo la salute. La tecnologia promette un effetto antimicrobico eccellente e arreca più vantaggi rispetto alle soluzioni antimicrobiche convenzionali, come quelle basate sui prodotti a base di ioni d’argento o nano argento.

La tecnologia antimicrobica offre un effetto ad ampio raggio sterminando un’ampia serie di microrganismi quali i batteri, i funghi, le alghe e i virus. Questi prodotti hanno inoltre un effetto duraturo perché i loro meccanismi d’azione si basano sul rilascio di ioni metallo nell’ambiente. Queste proprietà rendono questa tecnologia idonea ad un uso conforme alla legge in un’ampia gamma di applicazioni.

MECCANISMO D’AZIONE
AGXX è una tecnologia antimicrobica molto efficace ad azione catalitica, basata sulle reazioni redox e sugli effetti del campo microelettrico sull’interazione di due metalli preziosi. In presenza dell’umidità dell’aria, l’ossigeno viene convertito in forme reattive dell’ossigeno (ROS), che reagiscono con i microorganismi annientandoli. Inoltre, il campo microelettrico esistente compie importanti funzioni della membrana cellulare e accelera il processo di eliminazione dei microorganismi. L’effetto antimicrobico di AGXX è stato testato con successo con più di 130 microorganismi, fra cui i batteri resistenti all’argento. Ad esempio, diversamente dai sistemi a base di argento classici, questa tecnologia antimicrobica non consente qualsiasi resistenza perché non è basata sul rilascio di ioni metallo.

APPLICAZIONI POTENZIALI
La tecnologia antimicrobica si addice pienamente all’incorporazione in più materiali e rivestimenti per la forma della particella, disponibile come polvere secca e sospensione. Le particelle sono formate da un materiale veicolo modificato per impregnazione con due metalli preziosi cataliticamente attivi. Le particelle sono disponibili in una varietà di materiali veicolo, come il materiale inorganico dell’ossido di alluminio, cellulosa o anche in granuli di carbone attivo. La dimensione della particella consiste in granuli variabili da 0,1 µm fino a 3 mm. La varietà di prodotto permette l’applicazione in una vasta serie di campi di applicazione, fra cui le pitture e i rivestimenti, i filtri, i polimeri e i prodotti tessili.
L’uso di questa tecnologia antimicrobica è stato testato con successo nelle applicazioni di filtri d’acqua. In particolare nei veicoli acquosi, i patogeni possono diffondersi rapidamente e rappresentare un pericolo per gli esseri umani e l’ambiente. Per garantire un rifornimento di acqua di alta qualità, la filtrazione dell’acqua, ad esempio nei casi della fornitura di acqua da bere, del trattamento dei reflui o delle applicazioni di filtri per uso domestico, essa gioca un ruolo molto importante. AGXX previene la formazione di biofilm sulla superficie di filtri, la diffusione di microorganismi pericolosi nell’acqua filtrata e protegge il filtro stesso dal processo corrosivo.
Questa tecnologia antimicrobica può essere applicata con successo su varie tipologie di granuli di carbone attivo e pellet, facilmente utilizzabili nei filtri d’acqua a base di carbone attivo. In diversi test della filtrazione dell’acqua in laboratorio e ASTM, i granuli di carbone attivo presentano una grande efficacia antimicrobica per la protezione dei filtri e per la depurazione dell’acqua.

Per quanto riguarda l‘applicazione di AGXX nelle pitture e nei rivestimenti, questa tecnologia ha dimostrato chiaramente l’azione antimicrobica di lunga durata in vari test per la conservazione in barattoli. Mentre i conservanti per pitture convenzionali rilasciano sostanze chimiche organiche o ioni di metallo, le particelle in questo caso non lisciviano, a grande vantaggio della conformità alla legge, della salute dell’essere umano, dell’ambiente e dell’economia. Riguardo la sua efficacia nella conservazione dei barattoli, laboratori indipendenti hanno eseguito test  conformemente a IBRG-P16 (Gruppo di Ricerca Internazionale sul bio-deterioramento). Le pitture trattate in questo modo hanno mostrato un effetto antimicrobico eccellente, quindi sulle pitture non sono stati rilevati segni osservabili di crescita microbica, anche dopo diverse settimane o dopo l’inoculazione.
Per provare la funzionalità  del prodotto come conservante del film, sono stati eseguiti test in base a ISO 22196 con S. aureus e E. coli oltre che con funghi. A tal fine, AGXX è stata incorporata in una pittura per interni e in una vernice poliuretanica esenti da biocidi dando in entrambi i casi buoni risultati antimicrobici. Quindi, è possibile ottenere pitture e vernici contenenti conservanti per film e barattoli senza mostrare segni di lisciviazione di sostanze dannose per l’ambiente.

Oltre all’efficacia antimicrobica di un conservante, è importante che l’additivo integrato non influisca sulla stabilità della tinta, in quanto è richiesta una bassa concentrazione del prodotto, in particolare nel caso della conservazione di barattoli. Per dimostrare la stabilità della tinta nell’utilizzo di questa tecnologia, sono stati eseguiti test accelerati dell’invecchiamento atmosferico (test QUV in base a
ISO 16474-3). Per questo scopo, i campioni dotati di AGXX sono stati stoccati per 500 ore in un tester dell’invecchiamento e sottoposti alla determinazione della tinta ogni settimana per un confronto con il campione che non incorporava AGXX. Il risultato finale ha mostrato scarse differenze fra la tinta della pittura a modificazione antimicrobica e il campione esente da AGXX.

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