Rășini epoxidice antimicrobiene: o soluție promițătoare împotriva contaminării suprafețelor

Cercetătorii de la Școala de Farmacie a Universității din Nottingham au explorat dezvoltarea unei rășini epoxidice industriale cu proprietăți antimicrobiene durabile, obținute prin adăugarea digluconatului de clorhexidină (CHX). Studiul lor fost motivat de necesitatea tot mai mare de a preveni contaminarea suprafețelor, în special în medii clinice, cu microorganisme patogene, inclusiv tulpini rezistente la antibiotice.
Contaminarea suprafețelor joacă un rol semnificativ în transmiterea agenților patogeni în spitale. Studii anterioare arată că virusul SARS-CoV-2 poate persista până la 72 de ore pe plastic, iar bacterii precum Escherichia coli, Staphylococcus aureus sau Klebsiella pneumoniae pot rămâne viabile pe suprafețe dure timp de săptămâni. În plus, tot mai multe tulpini bacteriene dezvoltă rezistență la agenți antimicrobieni clasici, inclusiv biocide precum clorhexidina. În acest context, sunt urgente soluții eficiente, ieftine și aplicabile pe scară largă.

Despre studiul actual

Cercetătorii au creat o vopsea epoxidică cu 2% CHX, aplicabilă pe oțel și aluminiu, și au investigat:

• Dispersia și stabilitatea CHX în material, utilizând spectrometrie de masă ToF–SIMS
• Caracteristicile fizice ale vopselei (transparență, unghi de contact cu apa, aderență, rezistență la zgâriere)
• Eficacitatea antimicrobiană împotriva unor patogeni clinici: E. coli, S. aureus, P. aeruginosa, Candida albicans
• Durabilitatea eficacității antimicrobiene în condiții de leaching și expuneri repetate
• Eficacitatea împotriva tulpinilor rezistente la clorhexidină

Testele au fost realizate conform standardelor ISO 22196 și ISO 2409, folosind tulpini bacteriene standardizate și tehnici riguroase de cuantificare a unităților formatoare de colonii (CFU).

Rezultate

Prezența și distribuția CHX

Analizele ToF–SIMS au confirmat prezența uniformă a CHX pe întreaga suprafață a rășinii. Profilul de adâncime a arătat că CHX este detectabil pe întreaga grosime a stratului de vopsea, cu concentrație maximă la suprafață – ceea ce sugerează un efect antimicrobian optim prin mecanism de contact direct.

Proprietăți fizice

Adăugarea CHX nu a modificat semnificativ:

• unghiul de contact cu apa (diferență nesemnificativă statistic)
• transparența optică (spectru de absorbție similar)
• rezistența la zgâriere sau aderența pe aluminiu

Activitate antimicrobiană

Vopseaua cu CHX a demonstrat eficiență remarcabilă:

• E. coli: eliminare completă (0 CFU/mL recuperat)
• S. aureus: reducere cu 3 log (de la 3,66 × 10⁶ la ~10³ CFU/mL)
• P. aeruginosa: reducere cu 3 log (până la ~10² CFU/mL)
• C. albicans: eliminare completă

În plus, vopseaua a fost eficientă împotriva unei tulpini E. coli rezistentă la clorhexidină (MIC de 32 μM), indicând că imobilizarea CHX în rășină nu compromite eficacitatea sa biocidă.

Durabilitate și stabilitate

După 14 zile de imersie în PBS:

• Nu s-a observat scurgerea de CHX în mediul lichid (confirmat prin HPLC și teste de eficacitate)
• Suprafețele și-au păstrat eficiența antimicrobiană
• CHX a rămas detectabil în vopsea

De asemenea, rășina îmbogățită cu CHX a fost stabilă timp de cel puțin 3 luni în condiții de depozitare la temperatura camerei, păstrându-și complet activitatea antimicrobiană.

Rezistența la expuneri repetate

Suprafețele tratate cu rășină CHX au fost expuse de 3 ori consecutiv la culturi de E. coli, fără sterilizare între etape. În toate cazurile, s-a obținut eliminare completă a bacteriilor, demonstrând o eficiență constantă și robustă în condiții similare cu cele din mediile reale.

Concluzii

Rășina epoxidică cu digluconat de clorhexidină reprezintă o soluție promițătoare pentru crearea de suprafețe antimicrobiene durabile, eficiente și accesibile. Această inovație ar putea avea un impact semnificativ în spitale, școli, transport public și alte medii unde riscul de transmitere microbiană prin suprafețe este ridicat. Eficiența demonstrată împotriva agenților patogeni rezistenți și în condiții de utilizare repetată o recomandă ca alternativă viabilă la tehnologiile actuale, mai costisitoare sau cu eficiență limitată.
Studiile viitoare vor explora aerosolizarea rășinii și utilizarea unor baze epoxidice mai ecologice, fără solvenți organici, pentru a spori aplicabilitatea și sustenabilitatea acestei tehnologii.