दुर्मिळ पृथ्वी-डोप्ड नॅनो-झिंक ऑक्साईड कणांसह अँटीमायक्रोबियल पॉलीयुरिया कोटिंग्ज
स्रोत: अझो मटेरियल्सकोविड-१९ साथीच्या आजाराने सार्वजनिक जागांमध्ये आणि आरोग्यसेवा वातावरणात पृष्ठभागांसाठी अँटीव्हायरल आणि अँटीमायक्रोबियल कोटिंग्जची तातडीची गरज असल्याचे दर्शविले आहे. ऑक्टोबर २०२१ मध्ये मायक्रोबियल बायोटेक्नॉलॉजी जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या अलीकडील संशोधनात पॉलीयुरिया कोटिंग्जसाठी जलद नॅनो-झिंक ऑक्साईड डोपेड तयारी दर्शविली आहे जी या समस्येचे निराकरण करण्याचा प्रयत्न करते. स्वच्छ पृष्ठभागांची आवश्यकतासंसर्गजन्य रोगांच्या अनेक उद्रेकांनी दाखवल्याप्रमाणे, पृष्ठभाग रोगजनकांच्या संक्रमणाचे स्रोत आहेत. जलद, प्रभावी आणि गैर-विषारी रसायने आणि अँटीमायक्रोबियल आणि अँटीव्हायरल पृष्ठभाग कोटिंग्जची तीव्र गरज जैवतंत्रज्ञान, औद्योगिक रसायनशास्त्र आणि साहित्य विज्ञान क्षेत्रात नाविन्यपूर्ण संशोधनाला चालना दिली आहे. अँटीव्हायरल आणि अँटीमायक्रोबियल कृतीसह पृष्ठभाग कोटिंग्ज विषाणू संक्रमणाचा धोका कमी करू शकतात आणि संपर्कात आल्यावर जैव संरचना आणि सूक्ष्मजीवांना मारू शकतात. ते सेल्युलर झिल्लीच्या व्यत्ययाद्वारे सूक्ष्मजीवांच्या वाढीस अडथळा आणतात. ते गंज प्रतिकार आणि टिकाऊपणा यासारखे पृष्ठभागाचे गुणधर्म देखील सुधारतात.युरोपियन सेंटर फॉर डिसीज कंट्रोल अँड प्रिव्हेन्शननुसार, दरवर्षी जागतिक स्तरावर ४ दशलक्ष लोक (न्यू मेक्सिकोच्या लोकसंख्येच्या दुप्पट) आरोग्यसेवेशी संबंधित संसर्ग घेतात. यामुळे जगभरात सुमारे ३७,००० मृत्यू होतात, विशेषतः विकसनशील देशांमध्ये परिस्थिती वाईट आहे जिथे लोकांना योग्य स्वच्छता आणि आरोग्यसेवा स्वच्छता पायाभूत सुविधा उपलब्ध नसतात. पाश्चात्य जगात, HCAIs हे मृत्यूचे सहावे सर्वात मोठे कारण आहे. सूक्ष्मजंतू आणि विषाणूंमुळे दूषित होण्यास सर्व काही संवेदनशील आहे - अन्न, उपकरणे, पृष्ठभाग आणि भिंती आणि कापड ही काही उदाहरणे आहेत. नियमित स्वच्छता वेळापत्रक देखील पृष्ठभागावर उपस्थित असलेल्या प्रत्येक सूक्ष्मजंतूला मारू शकत नाही, म्हणून सूक्ष्मजीवांच्या वाढीस प्रतिबंध करणारे गैर-विषारी पृष्ठभागाचे आवरण विकसित करण्याची निकडीची आवश्यकता आहे. कोविड-१९ च्या बाबतीत, अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की विषाणू वारंवार स्पर्श केलेल्या स्टेनलेस स्टील आणि प्लास्टिकच्या पृष्ठभागावर ७२ तासांपर्यंत सक्रिय राहू शकतो, ज्यामुळे अँटीव्हायरल गुणधर्म असलेल्या पृष्ठभागावरील आवरणांची तातडीची गरज दिसून येते. आरोग्य सेवांमध्ये अँटीमायक्रोबियल पृष्ठभागांचा वापर दशकाहून अधिक काळ केला जात आहे, ज्याचा वापर MRSA प्रादुर्भाव नियंत्रित करण्यासाठी केला जात आहे. झिंक ऑक्साइड - एक व्यापकपणे एक्सप्लोर केलेले अँटीमायक्रोबियल केमिकल कंपाऊंड झिंक ऑक्साइड (ZnO) मध्ये शक्तिशाली अँटीमायक्रोबियल आणि अँटीव्हायरल गुणधर्म आहेत. अलिकडच्या वर्षांत असंख्य अँटीमायक्रोबियल आणि अँटीव्हायरल रसायनांमध्ये सक्रिय घटक म्हणून ZnO चा वापर सखोलपणे केला गेला आहे. असंख्य विषारी अभ्यासातून असे आढळून आले आहे की ZnO मानवांसाठी आणि प्राण्यांसाठी जवळजवळ विषारी नाही परंतु सूक्ष्मजीवांच्या पेशीय आवरणांना विस्कळीत करण्यात ते अत्यंत प्रभावी आहे. झिंक ऑक्साईडच्या सूक्ष्मजीव-हत्या यंत्रणेचे श्रेय काही गुणधर्मांना दिले जाऊ शकते. Zn2+ आयन झिंक ऑक्साईड कणांच्या आंशिक विघटनाने सोडले जातात जे उपस्थित असलेल्या इतर सूक्ष्मजीवांमध्ये देखील पुढील प्रतिजैविक क्रियाकलाप व्यत्यय आणतात, तसेच पेशींच्या भिंतींशी थेट संपर्क साधतात आणि प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजातींचे प्रकाशन करतात. झिंक ऑक्साईड प्रतिजैविक क्रियाकलाप कण आकार आणि एकाग्रतेशी देखील जोडलेला आहे: लहान कण आणि झिंक नॅनोपार्टिकल्सच्या उच्च एकाग्रतेच्या द्रावणांमध्ये प्रतिजैविक क्रियाकलाप वाढला आहे. आकाराने लहान असलेले झिंक ऑक्साईड नॅनोपार्टिकल्स त्यांच्या मोठ्या इंटरफेशियल क्षेत्रामुळे सूक्ष्मजीव पेशी पडद्यामध्ये अधिक सहजपणे प्रवेश करतात. अलीकडेच झालेल्या अनेक अभ्यासांमध्ये, विशेषतः Sars-CoV-2 वरील, विषाणूंविरुद्ध अशाच प्रकारे प्रभावी कृती स्पष्ट झाली आहे. उत्कृष्ट अँटीमायक्रोबियल गुणधर्मांसह पृष्ठभाग तयार करण्यासाठी RE-डोप्ड नॅनो-झिंक ऑक्साइड आणि पॉलीयुरिया कोटिंग्ज वापरणे ली, लिऊ, याओ आणि नरसिमालू यांच्या टीमने नायट्रिक ऍसिडमध्ये दुर्मिळ पृथ्वीसह नॅनोपार्टिकल्स मिसळून तयार केलेले दुर्मिळ-पृथ्वी-डोप्ड नॅनो-झिंक ऑक्साइड कण सादर करून अँटीमायक्रोबियल पॉलीयुरिया कोटिंग्ज जलद तयार करण्याची पद्धत प्रस्तावित केली आहे. ZnO नॅनोपार्टिकल्सना सेरियम (Ce), प्रेसियोडायमियम (Pr), लॅन्थॅनम (LA) आणि गॅडोलिनियम (Gd.) सह डोप केले गेले. लॅन्थॅनम-डोप्ड नॅनो-झिंक ऑक्साइड कण पी. एरुगिनोसा आणि ई. कोलाई बॅक्टेरियाच्या स्ट्रेनविरुद्ध 85% प्रभावी असल्याचे आढळून आले. अतिनील प्रकाशाच्या संपर्कात राहिल्यानंतरही, हे नॅनोपार्टिकल्स सूक्ष्मजंतूंना मारण्यात 83% प्रभावी राहतात. अभ्यासात शोधलेले डोप्ड नॅनो-झिंक ऑक्साइड कण तापमान बदलांना सुधारित अतिनील प्रकाश प्रतिसाद आणि थर्मल प्रतिसाद दर्शवू शकतात. बायोअसे आणि पृष्ठभागाच्या वैशिष्ट्यीकरणाने असेही पुरावे दिले की वारंवार वापरल्यानंतर पृष्ठभाग त्यांच्या प्रतिजैविक क्रिया टिकवून ठेवतात. पॉलीयुरिया कोटिंग्जमध्ये उच्च टिकाऊपणा देखील असतो आणि पृष्ठभाग सोलण्याचा धोका कमी असतो. नॅनो-ZnO कणांच्या प्रतिजैविक क्रियाकलाप आणि पर्यावरणीय प्रतिसादासह पृष्ठभागांची टिकाऊपणा विविध सेटिंग्ज आणि उद्योगांमध्ये व्यावहारिक अनुप्रयोगांसाठी त्यांच्या क्षमतेत सुधारणा प्रदान करते. संभाव्य उपयोग हे संशोधन भविष्यातील उद्रेकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी आणि आरोग्य सेवा सेटिंग्जमध्ये HPAIs चे प्रसारण थांबवण्यासाठी प्रचंड क्षमता दर्शविते. अन्न उद्योगात प्रतिजैविक पॅकेजिंग आणि तंतू प्रदान करण्यासाठी, भविष्यात अन्नपदार्थांची गुणवत्ता आणि शेल्फ-लाइफ सुधारण्यासाठी त्यांचा वापर करण्याची क्षमता देखील आहे. हे संशोधन अद्याप बाल्यावस्थेत असले तरी, ते लवकरच प्रयोगशाळेतून बाहेर पडून व्यावसायिक क्षेत्रात जाईल यात शंका नाही.
पोस्ट वेळ: जुलै-०४-२०२२