[go: up one dir, main page]

CZ2011202A3 - Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy - Google Patents

Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy Download PDF

Info

Publication number
CZ2011202A3
CZ2011202A3 CZ20110202A CZ2011202A CZ2011202A3 CZ 2011202 A3 CZ2011202 A3 CZ 2011202A3 CZ 20110202 A CZ20110202 A CZ 20110202A CZ 2011202 A CZ2011202 A CZ 2011202A CZ 2011202 A3 CZ2011202 A3 CZ 2011202A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
sol
methacrylate
layer
titanium
alkoxide
Prior art date
Application number
CZ20110202A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ303250B6 (cs
Inventor
Šlamborová@Irena
Zajícová@Veronika
Exnar@Petr
Original Assignee
Technická univerzita v Liberci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technická univerzita v Liberci filed Critical Technická univerzita v Liberci
Priority to CZ20110202A priority Critical patent/CZ303250B6/cs
Publication of CZ2011202A3 publication Critical patent/CZ2011202A3/cs
Publication of CZ303250B6 publication Critical patent/CZ303250B6/cs

Links

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Rešení se týká antibakteriální vrstvy pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, tvorené hybridním polymerem trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu s prídavkem dusicnanu stríbra a medi. Antibakteriální vrstva muže obsahovat nanocástice oxidu titanicitého nebo muže být až 70 % mol. trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu nahrazeno ekvimolární smesí methylmethakrylátu a alkoxidu kremíku. Dále se týká vytvorení antibakteriální vrstvy pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, nanesením solu pripraveného metodou sol-gel na povrch substrátu a následným tepelným zpracováním této vrstvy. Sol je pripraven z trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu, alkoxidu titanu, dusicnanu stríbrného, dusicnanu mednatého, radikálového katalyzátoru polymerace, alkoholu jako rozpouštedla, vody a kyseliny dusicné jako katalyzátoru polykondenzace anorganické cásti hybridní síte tak, aby molární pomer trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu v reakcní smesi byl 95:5 až 50:50, obsah sloucenin stríbra a medi (v prepoctu jako kovu v sušine) byl 0,1 až 5 % hmotn. Ag a 0,1 až 10 % hmotn. Cu, obsah radikálového katalyzátoru polymerizace byl 0,2 až 10 % hmotn. na hmotnost sušiny a molární pomer obsahu vody k = [H.sub.2.n.O]/[alkylalkoxysilan + alkoxid titanu] byl v rozmezí 1,6 až 2,8, pricemž sol se po nanesení a odparení rozpouštedla tepelne zpracuje pri teplote 80 až 200 .degree.C po dobu 30 min až 6 hod. S výhodou lze do hotového solu pridat nanocástice fotokatalyticky aktivního oxidu titanicitého (pomer hmotností sušina:nanocástice oxidu titanicitého 99:1 až 25:75

Description

Vynález se týká antibakteriální vrstvy působící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA.
Vynález se také týká způsobu vytvoření antibakteriální vrstvy působící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, nanesením sólu připraveného metodou sol-gel na povrch substrátu a následným tepelným zpracováním této vrstvy.
Dosavadní stav techniky
Hrozba infekcí, které jsou způsobeny rezistentní patogenní bakterií MRSA (Methycilin Rezistentní Staphylococcus Aureus) je v současné době celosvětovým problémem. Ohroženi jsou zejména nemocniční pacienti JIP oddělení, lůžkových částí, ale výjimkou nejsou ani další prostory nemocnic. Tato patogenní bakterie se může šířit mnoha různými cestami, vzduchem, vodou, jídlem či kontaktem s kontaminovanými povrchy. Klasické dezinfekční postupy nelze aplikovat komplexně na celé prostory JIP oddělení nebo operačních sálů. Dostupné fyzikální metody (pára, vysoká teplota, ozařování) a chemické metody (chlorované prostředky) jsou buď neúčinné, nebo ničí i životní prostředí. Protože jsou onemocnění způsobená tímto bakteriálním kmenem jen velmi obtížně léčitelná, základní podmínkou je to, aby byl ve zdravotnických zařízeních tento bakteriální kmen úplně eliminován.
V literatuře je popsána celá řada příprav organicko-anorganických hybridních vrstev na bázi oxidu titaničitého a křemičitého pomocí sol-gel metody (například Franc a kol·: Mater. Sci. Eng. B129, 2006, s. 180) nebo i příprava organicko-anorganických hybridních nanokompozitů s nanočásticemi TiO2 a SÍO2 metodou sol-gel s UV fotopolymerizací organické sítě (Wang a kol.: Polym. Degrad. Stab. 91, 2006, s. 1455), autoři však převážně sledovali mechanické
PS3736CZ1
2.3.2012
PV 2011-202
7.4.2011 vlastnosti nebo teplotní stabilitu, případné fotokatalytické vlastnosti. Antibakteriální vlastnosti nebyly buď vůbec sledoványtnebo nebyly významné.
Antibakteriální schopnosti stříbra a jeho sloučenin jsou dobře známy. Kovové stříbro a stříbrné soli byly použity jako baktericidní látky v obvazech na popáleniny, v polymerech vázané stříbrné soli a jako kovové stříbrné vrstvy (např. Atiyeh B.S. a kol.: Bums 33, 2007, s. 139). Nicméně, byla nalezena určitá omezení, jako je rušivý efekt soli Ag, případně hromadění kovového stříbra nebo nemožnost trvale uvolňovat dost vysokou koncentraci Ag iontů (Kim J.S. a kol.: Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med. 3, 2007, s. 95). Antibakteriální vrstvy SiOz-Ag připravené metodou sol-gel na skle (Hradecká H., Matoušek J.: Ceramics-Silíkáty 54, 2010, s. 219) sice na E. Coli působily během 7 hodin i bez ozařování, jejich příprava však vyžadovala teplotu 500 až 550 Ό, což vylučuje jejich použití na plasty nebo hotové zdravotnické pomůcky se součástmi, které takto vysoké teploty nevydrží. Porézní kompozitní vrstvy TiO2-Ag (Necula B.S. a kol.: Acta Biomaterialia 5, 2009, s. 3573) vykazovaly baktericidní aktivitu proti bakteriálnímu kmenu MRSA, 100% inhibice bakteriálního kmene MRSA však byla dosažena až za 24 hodin.
Nanočástice oxidu títaničitého jsou zkoumány pro svou chemickou odolnost a fotokatalytické účinky. Oxid titaničitý je jeden z nejvíce povrchově fotokatalyticky aktivních materiálů, má vysokou aktivitu, silné oxidační schopnosti a dlouhodobou stabilitu. Antibakteriální fotokatalytický účinek vrstev vyžaduje ozáření vrstvy s oxidem titaničitým UV zářením. Principem působení je pohlcení UV záření (nejúčinnější je UV záření s vlnovou délkou kratší než 365 nm) oxidem titaničitým za vzniku hydroxylových radikálů, které patří mezí velmi silné oxidanty a likvidují koenzymy a enzymy v dýchacím řetězci bakterie nebo přímo inhibují replikaci DNA bakterie. Výsledkem je zastavení množení bakterií (Vohra A. a kol.:
J.lnd. Microbiol. Biotechnol. 32, 2005, s. 464).
Fotokatalytické a antibakteriální vlastnosti nanočástic oxidu títaničitého jsou již delší dobu známy, jejich praktické využití však naráží na problémy. Jedním z hlavních problémů je jejich stabilní imobilizace na vhodné substráty bez ztráty fotokatalytických a antibakteriálních vlastností. Klasické nátěrové systémy na organické bázi jsou většinou fotokatalytickým působením rozrušovány a
PS3736CZ-.1
2.3.2012
PV 2011-202
7.4.2011 dochází k uvolňování nanočástic oxidu titaničitého. Fotokatalýze odolné anorganické systémy (např. vrstva oxidu křemičitého připravená metodou sol-gel) zase působí výrazné snížení fotokatalytické aktivity. Fotokatalytické vrstvy oxidu titaničitého připravené metodou CVD jsou výrobně drahé, často křehké a obtížné aplikovatelné na předměty se složitějším tvarem.
Objevilo se mnoho popisů způsobů fixace oxidu titaničitého včetně metody sol-gel (například Liua J.X. a kol.: Thin Solid Films 429, 2003, s. 225 nebo Chen
Y. a kol.: Appl. Catal. B-Environ. 69, 2006, s. 24), při přípravě však byla nutná poměrně vysoká teplota (nad 200 O, což omezuje použití na méně teplotně stabilní materiály, například plasty) a při testech fotokatalytické aktivity bylo pro získání efektu nutné intenzivní UV záření, které je pro běžné použití například v nemocnicích v přítomnosti pacientů neaplikovatelné.
Řešení podle W(^200^)78347 (také jako EI^5O2j4O7) a řešeni podle je složen z polymerizace je
JI^01(]b65372 specifikují fotokatalytický materiál, který fotokatalytických částic vázaných v polymeru na bázi silanu a indukována zářením. Řešení podle Woéoo^078347 je určeno na prostou vazbu fotokatalytického materiálu a neuvádí antibakteriální působení, řešení podle
Jf^201 (jfcl65372 navíc zdůrazňuje antibakteriální vlastnosti vrstvy. Základem předloženého řešení je však trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu radikálovým katalyzátorem a teplem a antibakteriální vrstva na bázi a alkoxidu titanu polymerizovaná přídavek fotokatalytických nanočástic oxidu titaničitého pouze podporuje a rozšiřuje antibakteriální účinnost výsledné vrstvy.
Řešení podle JPÍ200qb51708, JP^OOC|bl7228 a JF^200^f 54779 jsou zaměřena na přípravu vrstvy s fotokatalytickou a antibakteriální účinností. Základem těchto vrstev jsou fotokatalyticky působící nanočástice oxidu titaničitého a soli stříbra a mědi, které působí antibakteriálně. Uvedené složky jsou inkorporovány do vrstvy připravené ze směsi alkyltrialkoxysilanu a tetraalkoxysilanu (alkyl = uhlovodíkový zbytek). Základem předloženého řešení je však antibakteriální vrstva na bázi trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu polymerizovaná radikálovým katalyzátorem a teplem a přídavek fotokatalytických nanočástic oxidu titaničitého pouze podporuje a rozšiřuje
PS3736CZV
2.3.2012
PV 2011-202
7.4.2011 antibakteriální účinnost výsledné vrstvy. Tím, že vrstva podle výše uvedených řešení není polymerizovaná v organické části sílánu, bude mít výrazně vyšší požadavky na teplotu zhutnění k dosažení dostatečné mechanické odolnosti (což je neakceptovatelné pro materiály s nízkou teplotní odolností) a také nižší antibakteriální účinnost vrstvy na bakteriální kmen MRSA.
Řešení v oblasti přípravy a použití fotosensitivních nanočástic oxidu titaničitého je značné množství, převážně se však jedná o volné částice, které samy o sobě na povrchu substrátů nejsou vázány a dlouhodobě nemohou sloužit jako antibakteriální ochrana, nebo jsou vázány v čistě anorganické vrstvě S1O2 připravené metodou sol-gel (např. řešení podle υ32ΟΟ6/ΟΠ3ψθάκΐ a US
201
Cílem vynálezu je odstranit nevýhody dosavadního stavu techniky, zlepšit antibakteriální účinnost vrstvy zejména na bakteriální kmen MRSA a umožnit dostatečně stabilní aplikaci vrstev i za relativně nízkých teplot pod 200 'C.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo antibakteriální vrstvou, jejíž podstata spočívá v tom, že je tvořena hybridním polymerem trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu s přídavkem dusičnanů stříbra a mědi. Podle výhodného provedení lze do vrstvy přidat nanočástice fotoaktivního oxidu titaničitého, který dále zvyšuje již tak vysoké antibakteriální účinky vrstvy. Část trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu lze podle dalšího výhodného provedení nahradit ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku.
Podstata způsobu vytvoření antibakteriální vrstvy spočívá v tom, že se připraví výchozí sol metodou sol-gel z trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu s přídavkem dusičnanů stříbra a mědi, načež se tento sol nanese ve formě vrstvy na povrch předmětu určeného k ochraně a po odpaření těkavých složek se tepelným zpracováním při teplotách 80 až 200 Ό vrstva stabilizuje z hlediska mechanických vlastností a odolnosti proti odstranění z povrchu chráněného předmětu. Podle výhodného provedení lze do sólu v průběhu jeho přípravy přidat nanočástice fotoaktivního oxidu titaničitého, který dále zvyšuje již
J
PS3736CZ_1
2.3.2012
PV 2011-202-
7.4.2011 tak vysoké antibakteriální účinky vrstvy. Podle dalšího výhodného provedení lze část trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu nahradit ekvimolární směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku.
Základem tohoto řešení je vytvoření antibakteriální vrstvy na bázi trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu. Přídavek fotokatalytických nanočástic oxidu titaničitého pouze podporuje a rozšiřuje antibakteriální účinnost výsledné vrstvy, pňčemž antibakteriální účinnost výsledné vrstvy je dána jejím primárním vytvořením a nikoli přídavkem fotokatalytických nanočástic oxidu titaničitého. Výsledné zlepšené antibakteriální vlastnosti jsou způsobeny synergickým efektem atomů titanu v anorganické mříži hybridního polymeru a iontů respektive nanočástic stříbra a mědi případně podpořeným fotokatalytickým efektem nanočástic oxidu titaničitého. Další podmínkou je přítomnost pórů v hybridní vrstvě, které dovolují zvýšené působení aktivních částic z hmoty hybridní vrstvy na bakterie. Intenzivní antibakteriální vlastnosti se projevují při ozáření UV-A v oblasti (315 * 380 nm), pro udržování antibakteriálních vlastností povrchů však stačí již zářivkové světlo ve viditelné oblasti. Touto vrstvou lze opatřit povrchy skla, keramiky, kovů i plastů, s výjimkou teflonu.
Příklady provedení vynálezu
Vynález bude popsán na příkladu technologického postupu vytvoření vrstvy a také na příkladech antibakteriálního působení vrstvy podle vynálezu.
Výchozí sol se připraví modifikovanou metodou sol-gel založenou na rozpuštění trialkoxysílylpropoxymethylmethakrylátu (s j výhodou trimethoxysilylpropoxymethylmethakrylátu TMSPM) a alkoxfdu titanu (á výhodou tetraizopropyltitanátu IPTI) s přídavkem dusičnanů stříbra a mědi a radikálovým katalyzátorem polymerizace (s výhodou dibenzoylperoxidem BPO) ve vhodném alkoholu (s výhodou ethanolu nebo izopropylalkoholu) a následným přídavkem kyseliny (s výhodou kyseliny dusičné) s vodou tak, aby molární poměr trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu byl 95 : 5 až 50 : 50, obsah sloučenin stříbra a mědi (v přepočtu jako kovů v sušině) byl 0,1 až 5 hmotný%/Ag a 0,1 až 10 hmotri?, % Cu, radikálového katalyzátoru polymerizace
APV 2011-20ŽV
Ť?74r20W /PS3736eZyW /27-^26127 byl 0,2 až 10íhmotn\ % na hmotnost sušiny a molární poměr obsahu vody k = [H2O]/[alkylalkoxysilan + alkoxid titanu] dosahoval hodnot k = 1,6 až 2,8. S výhodou lze do hotového sólu přidat nanočástice fotokatalyticky aktivního oxidu titaničitého (poměr hmotností sušina : nanočástice oxidu titaničitého 99 : 1 až 25 75). Podle výhodného provedení lze až 70/noí?|%, trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu vreakční směsi nahradit ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku. Připravený sol (případně s nanočástícemi oxidu titaničitého rozptýlenými v sólu ultrazvukem) je nanesen na povrchy substrátů určené pro antibakteriální úpravu ve formě vrstvy (vytažením, odstředěním nebo nastříkáním) a po odpaření rozpouštědla je vzniklá vrstva tepelně zpracována při teplotě 80 až 200 (s výhodou při 150 Ό) po dobu 30 min až 6 h^ (s výhodou 3 hM)· Teplota tepelného zpracování je dána teplotní odolností použitého substrátu - předmětu určeného k ochraně (například pro polypropylen 80 Ό, odolné substráty 150 *C) a tímt|o teplotním zpracováním vznikne mírně porézní anorganicko-organícká hybridní vrstva s imobilizovaným stříbrem a mědí (ve formě iontů, atomů nebo nanočástic) a případně i nanočástícemi oxidu titaničitého. Porozita připravené vrstvy je nezbytná pro funkčnost (antibakteriální vlastnosti), protože v případě úplného uzavření částic stříbra a mědi (ve formě iontů, atomů nebo nanočástic) a nanočástic oxidu titaničitého by vrstva byla antibakteriálně prakticky neaktivní nebo by antibakteriální aktivita byla nízká.
Vynález je dále dokumentován příklady, jimiž však nejsou dokumentovány všechny možnosti, jejichž použití a využití jsou průměrnému odborníkovi při znalosti tohoto vynálezu jasné z tohoto textu.
Příklad 1
Výchozí sóly byly připraveny modifikovanou metodou sol-gel. Přehled složení reakčních směsí pro přípravu solů pro příklad 1 je uveden v tabulce 1. Vrstvy A až H jsou srovnávací, vrstvy I až K jsou podle tohoto vynálezu. Pod pojmem sušina se rozumí materiál hybridní vrstvy, který zůstane po nanesení a tepelném zpracování na substrátu - chráněném předmětu, tedy bez těkavých složek. Do sušiny není započítána hmotnost případně přidaných nanočástic
PV 2011-202 PS3736CZ L
7.4.2011' 7 Ž.3.2012
fotoaktivního oxidu titaničitého. Vypočítaná množství
trimethoxysilylpropoxymethylmethakrylátu (dále jen TMSPM) nebo ekvimolární směsi methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíku, tetraizopropyltitanátu (dále jen IPTI), dusičnanu stříbrného a dusičnanu měďnatého byly spolu s 0,1 g dibenzoylperoxidu (dále jen BPO), 0,2 ml HNO3 (c = 2 mol.dm'3) a dopočítaným množstvím vody (k dosažení požadovaného molárního poměru k = [H2O]/[alkylalkoxysilan + alkoxid titanu]) rozpuštěny v izopropylalkoholu do celkového objemu 55 ml. Po proběhnutí reakcí hydrolýzy a částečné polykondenzace alkoxy skupin byly sóly připraveny k nanášení na substráty. Pokud byly přidávány nanočástice fotoaktivního oxidu titaničitého, navážené množství nanočástic bylo vsypáno do hotového sólu a dispergováno pomocí ultrazvuku.
Po nanesení sólu na substráty (podložní sklo) odstředěním byly vzorky ponechány v laboratorním prostředí k odpaření izopropylalkoholu a následně tepelně zpracovány v sušárně 150 U/3 hodiny k proběhnutí polymerace methakrylátových skupin.
Tabulka 1: Složení reakčních směsí pro přípravu solů.
označení vrstvy molámí poměr TMSPM: IPTI obsah Ag (hmotni % v sušině] obsah Cu [hmotni % v sušině] koncentrace sólu [g sušiny na 100 g sólu) molámí poměr k hmotn. poměr sušina : nanočástice
A 100 :0 0 0 5,63 2,35 100: 0
B 100:0 0 0 5,63 2,35 40:60
C 100:0 10 0 5,66 2,15 100:0
D 100:0 0 10 5,59 2,20 100 : 0
E 100:0 5 5 5,62 2,17 100 :0
F 100:0 5 5 5,62 2,17 40:60
G 85; 15 3 0 5,45 2,29 100 :0
H 85: 15 3 0 5,45 2,29 40 : 60
I 85: 15 3 3 5,59 2,14 100 :0
J 85: 15 3 3 5,59 2,14 40:60
K 85: 15 (a) 3 3 5,59 2,14 100: 0
PV 2011-202 ’ 7.4.2011
PS3736CZ 1
2.3.2012 molární poměr k = [H2O]/[alkylalkoxysilan + alkoxid titanu]
a... 50 moh % TMSPM bylo nahrazeno ekvimolární směsí methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíku.
Antibakteriální vlastnosti připravených vrstev byly testovány na bakteriálním kmeni MRSA (Methycilin Rezistentní Staphylococcus Aureus ATCC 33591) a dále i na bakteriálních kmenech Escherichia Coli (ATCC 9637) a Staphylococcus Aureus (ATCC 1260). Z předem připraveného bakteriálního inokula ve fyziologickém roztoku o koncentraci 108 v 1 ml bakteriální suspenze byla ředěním fyziologickým roztokem připravena koncentrace 105 v 1 ml bakteriální suspenze. Poté bylo 250 pl této bakteriální suspenze nakápnuto na vzorek. Testované vzorky s nanesenou bakteriální suspenzí byly ozařovány pod zářivkou Philips speciál (Actinic BL F15T8, oblast záření UV-A, rozsah 315-400 nm). Vzorky bakteriálních kultur byly ve stanovených časových intervalech vyočkovávány na Petriho misky s krevním agarem. Misky s vyočkovanými bakteriálními kulturami byly inkubovány v termostatu při 37,5 <C po dobu 24 hodin.
Na inkubovaných vzorcích byly sledovány závislosti počtu bakteriálních kolonií na době ozařování a stanovena doba 100% inhibice (vymizení bakteriálních kolonií na agaru), pokud byla potřebná doba ozařování kratší než 180 minut. Získané výsledky jsou shrnuty v tabulce 2. Z těchto výsledků vyplývá, že žádný ze srovnávacích vzorků A až G nevykazoval za použitých experimentálních podmínek 100% inhibici alespoň pro některý bakteriální kmen do 180 minut ozařování světlem UV-A. Ze srovnávacích vzorků pouze vzorek H (s nanočásticemi oxidu titaničitého, ale bez přídavku sloučenin mědi) vykazoval 100% inhibici pro testované bakteriální kmeny do 180 minut ozařování a pro bakteriální kmeny E. Coli a St. Aureus byly časy obdobné jako pro vrstvy I až K podle tohoto vynálezu. V případě bakteriálního kmene MRSA však vzorky I až K vykazovaly výrazně kratší potřebnou dobu ozařování k dosažení 100% inhibice než srovnávací vzorek H.
PV 2011-202'
7.4.2011
PS3736CZ_J 2.3.2012
Tabulka 2: Výsledek stanovení doby pro 100% inhibici po ozáření světlem UV-A.
označení vrstvy molární poměr TMSPM : IPTl obsah Ag [hmotn'.: % v v sušině] obsah Cu [hmotni % v sušině] hmotn. poměr sušina: nanočásti ce doba ozařování potřebná na 100% inhibici [min]
MRSA E. Coli St. Aureus
A 100:0 0 0 100:0 n n n
B 100:0 0 0 40:60 n n n
C 100:0 10 0 100:0 n n n
D 100:0 0 10 100:0 n n n
E 100:0 5 5 100:0 n n n
F 100:0 5 5 40:60 n n n
G 85:15 3 0 100:0 n n n
H 85:15 3 0 40:60 85 160 140
I 85:15 3 3 100:0 50 155 160
J 85:15 3 3 40:60 50 140 140
K 85: 15 (a) 3 3 100:0 55 150 160
n ... inhibice do 180. minuty nezjištěna
a... 50 mok % TMSPM bylo nahrazeno ekvimolární směsí methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíku.
Příklad 2
Výchozí sóly byly připraveny modifikovanou metodou sol-gel postupem popsaným v příkladu 1. Přehled složení reakčních směsí pro přípravu solů pro příklad 2 je uveden v tabulce 3. Vrstvy L a M jsou srovnávací (bez přídavku sloučenin mědi), vrstvy N a O jsou podle tohoto vynálezu. Po nanesení sólu na substráty (sklo, polymethylmethakrylát, nerez) namočením, odstředěním nebo nastříkáním byly vzorky ponechány v laboratorním prostředí k odpaření ízopropylalkoholu a následně tepelně zpracovány v sušárně (sklo a nerez 150 Ό/3 hodiny, polymethylmethakrylát 100 Ό/3 hodiny) .
F
PV 2011-202 7.4.201 Ι’ PS3736GZ_1'
2.3.2012
ΙΟ
Antibakteriální vlastnosti připravených vrstev byly testovány shodným postupem jako v příkladu 1. Vedle ozařování zářením UV-A (rozsah 315(-400 nm) bylo vyzkoušeno také ozařování běžnou zářivkou. Výsledky s vrstvami na sklech získané po ozáření světlem UV-A jsou shrnuty v tabulce 4, výsledky s vrstvami na sklech po ozáření běžným zářivkovým světlem v tabulce 5. Z těchto výsledků vyplývá, že vrstvy podle vynálezu (N a O) vykazovaly ve srovnání s vrstvami L a M (srovnávací vrstvy bez mědi) vůči E. Coli a St. Aureus obdobné nebo mírně lepší výsledky. Významný rozdíl byl však v případě bakteriálního kmene MRSA, kde vrstvy podle vynálezu měly výrazně lepší vlastnosti jak při ozáření světlem UV-A, tak běžnou zářivkou.
Tabulka 3: Složení reakčních směsí pro přípravu solů.
označení vrstvy molární poměr TMSPM: IPTI obsah Ag [Kmotn. %/ v sušině] obsah Cu [6motn?^%/ v sušině] koncentrace sólu [g sušiny na 100 g sólu] molární poměr k hmotn. poměr sušina : nanočástice
L 60:40 4 0 5,52 2,26 100:0
M 60; 40 4 0 5,52 2,26 30:70
N 60:40 2 2 5,50 2,23 100:0
O 60 :40 2 2 5,50 2,23 30 : 70
molární poměr k = [H2O]/[alkylalkoxysÍlan + alkoxid titanu]
a... 50/mol\%/TMSPM bylo nahrazeno ekvimolární směsí methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíku.
PS3736CZJ
2.3.2012
PV 2011-202
7.4.2011
Tabulka 4: Výsledek stanovení doby pro 100% inhibici u vzorků na sklech po ozáření světlem UV-A.
označení vrstvy molární poměr TMSPM: IPTI obsah Ag [hmotnA % V v sušině] obsah Cu [hmotn .A % v v sušině] hmotn. poměr sušina: nanočásti ce doba ozařování potřebná na 100% inhibici [min]
MRSA E. Colí St. Aureus
L 60:40 4 0 100:0 170 n n
M 60:40 4 0 30:70 80 180 n
N 60:40 2 2 100:0 45 160 180
O 60:40 2 2 30:70 45 130 140
n ... inhibice do 180. minuty nezjištěna
a... 50ffnoř(%^TMSPM bylo nahrazeno ekvimolární směsí methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíku.
Tabulka 5: Výsledek stanovení doby pro 100% inhibici u vzorků na sklech po ozáření obyčejným zářivkovým světlem.
označení vrstvy molární poměr TMSPM: IPTI obsah Ag [hmotn·. % . v sušině] obsah Cu [hmotn. % v sušině] hmotn. poměr sušina: nanočásti ce doba ozařování potřebná na 100% inhibici [min]
MRSA E. Coli St. Aureus
L 60:40 4 0 100:0 n n n
M 60 :40 4 0 30:70 n n n
N 60:40 2 2 100 :0 160 180 n
O 60:40 2 2 30 : 70 110 160 140
n ... inhibice do 180. minuty nezjištěna
PV 2011-202
7.4.2011
PS3736eZJ
2.3.2012
a... 50 mol. % TMSPM bylo nahrazeno ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíku.
Na vrstvách označených N a O byla kontrolována schopnost inhibice vrstvy po opakované sterilizaci. Použit byl bakteriální kmen MRSA a sterilizace vrstvy byla prováděna horkým vzduchem při 120 Ό po dobu 2 hodin. Ozalřování o bylo prováděno světlem UV-A. Ani po čtvrtém opakování sterilizace nedošlo ke zhoršení účinku ani prodloužení doby pro 100% inhibici, která se pro obě vrstvy po každé sterilizaci pohybovala v rozmezí 35 až 50 minut.
Na paralelně připravených vzorcích s vrstvami N a O na nerezu bylo ověřeno, že doba ozařování světlem UV-A potřebná pro 100% inhibici bakteriálního kmene MRSA je podobná jako na skle. Pro obdobné vrstvy na polymethylmethakrylátu (složení jako vrstvy N a O, tepelné zpracování 100 Ό/3 hodiny) byly ve srovnání s vrstvami na skle získány mírně horší výsledky (100% inhibice bakteriálního kmene MRSA po ozařování světlem UV-A za přibližně 100 minut, po ozařování běžnou zářivkou za přibližně 180 minut).

Claims (8)

1. Antibakteríální vrstva působící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, vyznačující se tím, že je tvořena hybridním polymerem vzniklým reakcí trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu s přídavkem dusičnanů stříbra a mědi a případně i s přídavkem nanočástic oxidu titaničitého.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že až 70 mol. % trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu je nahrazeno ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku.
3. Způsob vytvoření antibakteríální vrstvy působící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, nanesením sólu připraveného metodou sol-gel na povrch substrátu a následným tepelným zpracováním této vrstvy, vyznačující se tím, že sol je připraven z trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu, alkoxidu titanu, dusičnanu stříbrného, dusičnanu měďnatého, radikálového katalyzátoru polymerace, alkoholu jako rozpouštědla, vody a kyseliny dusičné jako katalyzátoru polykondenzace anorganické Části hybridní sítě tak, aby molámí poměr trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu v reakční směsi byl 95 : 5 až 50 : 50, obsah sloučenin stříbra a mědi v přepočtu jako kovů v sušině byl 0,1 až 5 hmotn: % Ag a 0,1 až Zhmotni % Cu, obsah radikálového katalyzátoru polymerizace byl 0,2 až 10 hmotni % na hmotnost sušiny a molámí poměr obsahu vody k = [H2O]/[alkylalkoxysilan + alkoxid titanu] byl v rozmezí 1,6 až 2,8, přičemž sol se po nanesení a odpaření rozpouštědla tepelně zpracuje při teplotě 80 až 200 O po dobu 30 min až 6 h^.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátem je trimethoxysilylpropoxymethylmethakrylát TMSPM' a alkoxidem titanu je izopropoxid titanu.
5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že radikálovým katalyzátorem polymerace je dibenzoylperoxid VBPO‘.
PV 2011-202
7-4.2011
PS373dČZ_1
2.3.2012
6. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že do sólu se v průběhu jeho přípravy přidají fotoaktivní nanočástice oxidu titaničitého v množství odpovídajícímu poměru hmotnost sušiny : hmotnost nanočástic oxidu titaničitého 99: 1 až 25 : 75.
7. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že sol se po nanesení a odpaření rozpouštědla tepelně zpracuje při teplotě 150 Ό po dobu 2 až 4 hodiny.
8. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že až 70ímófi % trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu je nahrazeno ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku.
CZ20110202A 2011-04-07 2011-04-07 Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy CZ303250B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110202A CZ303250B6 (cs) 2011-04-07 2011-04-07 Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110202A CZ303250B6 (cs) 2011-04-07 2011-04-07 Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2011202A3 true CZ2011202A3 (cs) 2012-06-20
CZ303250B6 CZ303250B6 (cs) 2012-06-20

Family

ID=46232373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20110202A CZ303250B6 (cs) 2011-04-07 2011-04-07 Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ303250B6 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ307398B6 (cs) * 2016-10-06 2018-07-25 Ing Medical S.R.O. Způsob přípravy antibakteriálního solu, antibakteriální sol, připravený tímto způsobem, antibakteriální vrstva, vytvořená na bázi tohoto solu, a způsob vytvoření této antimikrobiální vrstvy

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ303861B6 (cs) 2012-05-23 2013-05-29 Technická univerzita v Liberci Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy
CZ2013656A3 (cs) * 2013-08-28 2015-04-08 Technická univerzita v Liberci Antibakteriální hybridní vrstva působící proti patogenním bakteriálním kmenům, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a způsob vytvoření této vrstvy

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3559892B2 (ja) * 1998-08-10 2004-09-02 昭和電工株式会社 光触媒皮膜およびその形成方法
US7585903B2 (en) * 2003-03-05 2009-09-08 Nbc Inc. Photocatalytic material
AU2010294679B2 (en) * 2009-09-15 2014-09-18 Basf Se Aqueous dispersions containing antimicrobials in a hybrid network
JP5322872B2 (ja) * 2009-09-16 2013-10-23 株式会社東芝 給与計算式作成システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ307398B6 (cs) * 2016-10-06 2018-07-25 Ing Medical S.R.O. Způsob přípravy antibakteriálního solu, antibakteriální sol, připravený tímto způsobem, antibakteriální vrstva, vytvořená na bázi tohoto solu, a způsob vytvoření této antimikrobiální vrstvy

Also Published As

Publication number Publication date
CZ303250B6 (cs) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI540111B (zh) Cu、CuO與CuO奈米顆粒在玻璃表面與耐久塗層上的抗微生物作用
Ko et al. Bioinspired, cytocompatible mineralization of silica-titania composites: thermoprotective nanoshell formation for individual chlorella cells.
Sun et al. Preparation and antibacterial activity of Ag-TiO2 composite film by liquid phase deposition (LPD) method
JP2021504300A (ja) 有機ケイ素抗菌溶液、有機ケイ素抗菌剤、抗菌ガラス、そのための製造方法およびその使用
JP6911030B2 (ja) 無機/有機ハイブリッド化合物からなる抗微生物、抗ウイルス、および/または防藻材料およびその製造方法
Bregnocchi et al. Design strategies for antiviral coatings and surfaces: A review
TW201138637A (en) Virus inactivator
CZ2013656A3 (cs) Antibakteriální hybridní vrstva působící proti patogenním bakteriálním kmenům, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a způsob vytvoření této vrstvy
CZ303861B6 (cs) Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy
EP3094762A1 (en) Method for production of antimicrobial coating in low temperatures, and metallic material, natural or artificial, coated with metal oxide nanolayers of disinfecting action and neutral to mucous membranes
CZ2011202A3 (cs) Antibakteriální vrstva pusobící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a zpusob vytvorení této vrstvy
CN1173822A (zh) 通过在表面使用催化剂清洁表面的制品,组合物和方法
Thamilvanan et al. Sol‐gel coupled ultrasound synthesis of photo‐activated magnesium oxide nanoparticles: Optimization and antibacterial studies
Barthomeuf et al. Effect of titanium dioxide film thickness on photocatalytic and bactericidal activities against listeria monocytogenes
Pires et al. Silver‐doped 58S bioactive glass as an anti‐Leishmania agent
Abu Jarad et al. A Bifunctional Spray Coating Reduces Contamination on Surfaces by Repelling and Killing Pathogens
CN106830232A (zh) 具有杀菌表面的复合材料及消毒方法
CN107787965B (zh) 一种环保杀菌防霉喷剂
Savvova et al. Use of titanium dioxide for the development of antibacterial glass enamel coatings
Borovoi et al. Antibacterial properties of borosilicate enamel with nanosized zinc oxide particles
CZ307398B6 (cs) Způsob přípravy antibakteriálního solu, antibakteriální sol, připravený tímto způsobem, antibakteriální vrstva, vytvořená na bázi tohoto solu, a způsob vytvoření této antimikrobiální vrstvy
RU2667300C1 (ru) Антиадгезионное покрытие фунгицидного действия
GB2550902A (en) Self-sanitising compositions and method for the production thereof
EP4037487B1 (en) Antibacterial sol and a method for its preparation
Patrusheva et al. Antibacterial Copper–Titanium Oxide Coatings Obtained with the Extraction–Pyrolytic Method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140407