Антимикробные покрытия для медицины – один из наиболее перспективных сегментов рынка, темпы роста которого ежегодно достигают 14%. Большинство существующих продуктов способны лишь останавливать рост и размножение микроорганизмов, но не убивать их. В случае же с алюминием вирусы и бактерии полностью уничтожаются в течение пяти минут – стоит им только попасть на поверхность с защитным покрытием! Сейчас ученые проверяют эффективность этих решений против COVID-19. Рассмотрим разработки, у которых есть все шансы войти в наш обиход.
Сегодня человечество привыкает к «новой нормальности», которая предполагает переосмысление привычек и повседневных практик, способов взаимодействия и сосуществования в обществе, методов работы и оказания услуг. Частью обновленного этикета общения станут соблюдение обязательной социальной дистанции в полтора-два метра, защитные экраны в офисах и кафе, а также повсеместное применение дезинфицирующих материалов. По данным маркетинговых исследований в области антимикробных покрытий, объем рынка в 2020 году превысит 4 млрд долл. США, а в 2025 году достигнет 6 млрд долл.
Пора защиты
Одним из способов нанесения антимикробного покрытия является анодирование, то есть, формирование слоя оксида алюминия, на поверхности которого содержатся поры. Они заполнены ионами металла и антимикробным раствором. Антимикробный эффект проявляется в образовании биопленки, уничтожении или замедлении роста микроорганизмов, а также предотвращении их адгезии – способности микроорганизмов адсорбироваться на твердых поверхностях и чувствительных клетках с последующей колонизацией.
Процесс получения антимикробного покрытия включает в себя пять этапов. Это очистка поверхности, ее анодирование (формирование пористого слоя оксида алюминия), электроосаждение ионов металла на поверхность пор, пропитка поверхности антимикробным агентом и, наконец, герметизация пор. Одним из примеров тут может служить канадская компания A3 Surfaces, которая разработала технологию модификации поверхности алюминия для придания ей антимикробных свойств. Метод, получивший название UmanProtek, основан на создании пористого слоя оксида алюминия толщиной около 50 мкм на поверхности изделия путем анодирования и пропитки этого слоя антимикробными агентами.
Испытания, проведенные Национальным исследовательским советом Канады (National Research Council), показали, что покрытие уничтожает до 99,99% бактерий и вирусов.
На разрыв мембраны
Следующий пример – покрытие Nanocoat, разработанное бельгийской компанией Sobinco совместно с португальским университетом Coimbra. Оно обладает антибактериальными, антивирусными и антигрибковыми свойствами. Спектр использования такого покрытия очень широк: профили, ручки и поручни, кухонные медицинские изделия, элементы мебели, решетки вентиляционных каналов и многое другое. Нанесение проводится путем анодирования или в виде порошкового покрытия, которое обладает высокой устойчивостью и сохраняет свое действие в течение длительного времени.
В случае прямого контакта с вирусом, бактерией или грибком Nanocoat разрывает клеточную мембрану и мгновенно убивает патогенный микроорганизм. Проведенное в институте Hohenstein в Германии тестирование подтвердило высокую эффективность и антивирусную активность Nanocoat.
Универсальная защита
Покрытие HygenOx разработано и запатентовано компанией Anodica Trevigiana. Оно основано на анодировании алюминия, в ходе которого производится дисперсия ионов серебра в образующемся слое. Покрытие обладает бактерицидными, фунгицидными и вирулицидными свойствами и может быть нанесено на любые изделия из анодизируемых сплавов алюминия. Оно полностью подавляет бактериальную активность в течение 24 часов, обладает износостойкостью, резистентностью к высоким температурам и коррозии.
Свойства HygenOx были успешно испытаны в британской компании BioCote, которая занимается разработкой антимикробных препаратов. Покрытие HygenOx универсальное и может использоваться в различных сферах: от организаций общественного питания (оборудование, рабочие поверхности, кухонная утварь) до учреждений здравоохранения, школ, детских садов, офисов и общественного транспорта.
От бактерий духа не оставит
Антибактериальное покрытие на основе термопластичных фторполимеров (поливинилиденфторид, PVDF) марки Kynar производится с добавлением бактериостатических добавок с ионами серебра. Такое покрытие не заменяет дезинфекционные мероприятия, а служит дополнительным средством защиты. Оно эффективно предотвращает появление запаха, вызванного бактериями, загрязнений и повреждений поверхностей, а также подавляет рост бактерий и плесени.
Покрытие может применяться на любых металлических конструкциях, в том числе и на алюминии. Особенно актуально его использование в медицинских учреждениях, в палатах интенсивной терапии и общественных помещениях.
Не блекнет, не ржавеет
Покрытие Micralox представляет собой анодированный слой оксида алюминия с микрокристаллической структурой, которая обеспечивает антикоррозийные свойства алюминия в агрессивных средах, например, при очистке и стерилизации поверхностей. Применение Micralox исключает выцветание окрашенного слоя и в 10 раз увеличивает срок службы алюминиевых деталей и компонентов.
Спектр возможного использования покрытия охватывает медицину (стетоскопы, хирургические тележки, хирургические инструменты, устройства с алюминиевыми компонентами, ортопедические приспособления, стерилизаторы, оборудование, осветительные приборы), оборудование для пищевой, и химической промышленности, добычу полезных ископаемых, энергетику, сельское хозяйство, строительство и автомобилестроение.
В заключение отметим, что рост патентной, публикационной и R&D активности в области антимикробных покрытий в мире наблюдается с 2010 года. Активному развитию данного направления немало поспособствовала пандемия COVID-19. Какие из предлагаемых решений найдут широкое применение на практике, мы скоро увидим.
Об Ассоциации:
Ассоциация «Объединение производителей, поставщиков и потребителей алюминия» (Алюминиевая Ассоциация) создана при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ в декабре 2015 года. В Ассоциацию входят крупнейшие предприятия алюминиевой отрасли России.
Целью создания Ассоциации является стимулирование развития смежных алюмопотребляющих отраслей российской промышленности, в том числе авиа- и автомобилестроения, судостроения, вагоностроения, энергетического и нефтегазового секторов, строительства. Особое внимание предполагается уделить развитию монтажа облегченных большепролетных конструкций, фасадов, алюминиевых стеклопакетов и других строительных технологий.