അപൂർവ എർത്ത്-ഡോപ്പിംഗ് ഉള്ള ആന്റിമൈക്രോബയൽ പോളിയൂറിയ കോട്ടിംഗുകൾ

അപൂർവ എർത്ത്-ഡോപ്പ് ചെയ്ത നാനോ-സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് കണികകൾ അടങ്ങിയ ആന്റിമൈക്രോബയൽ പോളിയൂറിയ കോട്ടിംഗുകൾ

ഉറവിടം: അസോ മെറ്റീരിയലുകൾ പൊതു ഇടങ്ങളിലും ആരോഗ്യ സംരക്ഷണ പരിതസ്ഥിതികളിലും പ്രതലങ്ങൾക്ക് ആൻറിവൈറൽ, ആന്റിമൈക്രോബയൽ കോട്ടിംഗുകൾ അടിയന്തിരമായി ആവശ്യമാണെന്ന് കോവിഡ്-19 പാൻഡെമിക് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. 2021 ഒക്ടോബറിൽ മൈക്രോബയൽ ബയോടെക്നോളജി ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച സമീപകാല ഗവേഷണങ്ങൾ പോളിയൂറിയ കോട്ടിംഗുകൾക്കായി ഒരു ദ്രുത നാനോ-സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് ഡോപ്പ് ചെയ്ത തയ്യാറെടുപ്പ് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു. ശുചിത്വ ഉപരിതലങ്ങളുടെ ആവശ്യകത പകർച്ചവ്യാധികളുടെ ഒന്നിലധികം പൊട്ടിത്തെറികൾ തെളിയിക്കുന്നത് പോലെ, ഉപരിതലങ്ങൾ രോഗകാരി സംക്രമണത്തിന്റെ ഒരു ഉറവിടമാണ്. ദ്രുതവും ഫലപ്രദവും വിഷരഹിതവുമായ രാസവസ്തുക്കളുടെയും ആന്റിമൈക്രോബയൽ, ആൻറിവൈറൽ ഉപരിതല കോട്ടിംഗുകളുടെയും അടിയന്തിര ആവശ്യം ബയോടെക്നോളജി, വ്യാവസായിക രസതന്ത്രം, മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് എന്നീ മേഖലകളിൽ നൂതന ഗവേഷണത്തിന് പ്രചോദനമായി. ആൻറിവൈറൽ, ആന്റിമൈക്രോബയൽ പ്രവർത്തനങ്ങളുള്ള ഉപരിതല കോട്ടിംഗുകൾ വൈറൽ സംക്രമണ സാധ്യത കുറയ്ക്കുകയും സമ്പർക്കത്തിൽ ജൈവഘടനകളെയും സൂക്ഷ്മാണുക്കളെയും കൊല്ലുകയും ചെയ്യും. കോശ സ്തര തടസ്സം വഴി അവ സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ വളർച്ചയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. നാശന പ്രതിരോധം, ഈട് തുടങ്ങിയ ഉപരിതല ഗുണങ്ങളും അവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.യൂറോപ്യൻ സെന്റർ ഫോർ ഡിസീസ് കൺട്രോൾ ആൻഡ് പ്രിവൻഷൻ അനുസരിച്ച്, ആഗോളതലത്തിൽ പ്രതിവർഷം 4 ദശലക്ഷം ആളുകൾ (ന്യൂ മെക്സിക്കോയുടെ ജനസംഖ്യയുടെ ഏകദേശം ഇരട്ടി) ആരോഗ്യ സംരക്ഷണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട അണുബാധയ്ക്ക് ഇരയാകുന്നു. ഇത് ലോകമെമ്പാടുമായി ഏകദേശം 37,000 മരണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് വികസ്വര രാജ്യങ്ങളിൽ സ്ഥിതി മോശമാണ്, അവിടെ ആളുകൾക്ക് ശരിയായ ശുചിത്വവും ആരോഗ്യ സംരക്ഷണ ശുചിത്വ അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങളും ലഭ്യമല്ലായിരിക്കാം. പാശ്ചാത്യ ലോകത്ത്, മരണത്തിന്റെ ആറാമത്തെ വലിയ കാരണമാണ് HCAI-കൾ. എല്ലാം സൂക്ഷ്മാണുക്കളാലും വൈറസുകളാലും മലിനമാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട് - ഭക്ഷണം, ഉപകരണങ്ങൾ, പ്രതലങ്ങൾ, ചുവരുകൾ, തുണിത്തരങ്ങൾ എന്നിവ ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ മാത്രമാണ്. പതിവ് ശുചിത്വ ഷെഡ്യൂളുകൾ പോലും ഉപരിതലങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന എല്ലാ സൂക്ഷ്മാണുക്കളെയും കൊല്ലണമെന്നില്ല, അതിനാൽ സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ വളർച്ച തടയുന്ന വിഷരഹിതമായ ഉപരിതല കോട്ടിംഗുകൾ വികസിപ്പിക്കേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകതയുണ്ട്. കോവിഡ് -19 ന്റെ കാര്യത്തിൽ, വൈറസിന് പതിവായി സ്പർശിക്കുന്ന സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ, പ്ലാസ്റ്റിക് പ്രതലങ്ങളിൽ 72 മണിക്കൂർ വരെ സജീവമായി തുടരാൻ കഴിയുമെന്ന് പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് ആൻറിവൈറൽ ഗുണങ്ങളുള്ള ഉപരിതല കോട്ടിംഗുകളുടെ അടിയന്തിര ആവശ്യകത തെളിയിക്കുന്നു. MRSA പൊട്ടിപ്പുറപ്പെടലുകൾ നിയന്ത്രിക്കാൻ ആന്റിമൈക്രോബയൽ ഉപരിതലങ്ങൾ ഒരു ദശാബ്ദത്തിലേറെയായി ആരോഗ്യ സംരക്ഷണ ക്രമീകരണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് - വ്യാപകമായി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ആന്റിമൈക്രോബയൽ കെമിക്കൽ സംയുക്തം സിങ്ക് ഓക്സൈഡിന് (ZnO) ശക്തമായ ആന്റിമൈക്രോബയൽ, ആൻറിവൈറൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. നിരവധി ആന്റിമൈക്രോബയൽ, ആൻറിവൈറൽ രാസവസ്തുക്കളിൽ സജീവ ഘടകമായി ZnO യുടെ ഉപയോഗം സമീപ വർഷങ്ങളിൽ തീവ്രമായി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. മനുഷ്യർക്കും മൃഗങ്ങൾക്കും ZnO വിഷരഹിതമാണെങ്കിലും സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ കോശ ആവരണങ്ങളെ തകർക്കുന്നതിൽ ഇത് വളരെ ഫലപ്രദമാണെന്ന് നിരവധി വിഷാംശ പഠനങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. സിങ്ക് ഓക്സൈഡിന്റെ സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ കൊല്ലുന്ന സംവിധാനങ്ങൾക്ക് ചില ഗുണങ്ങൾ കാരണമായി പറയാം. മറ്റ് സൂക്ഷ്മാണുക്കളിൽ പോലും കൂടുതൽ ആന്റിമൈക്രോബയൽ പ്രവർത്തനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്ന സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് കണങ്ങളുടെ ഭാഗികമായ ലയനം, അതുപോലെ കോശഭിത്തികളുമായുള്ള നേരിട്ടുള്ള സമ്പർക്കം, റിയാക്ടീവ് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകളുടെ പ്രകാശനം എന്നിവയിലൂടെ Zn2+ അയോണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നു. സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് ആന്റിമൈക്രോബയൽ പ്രവർത്തനം കണികകളുടെ വലുപ്പവും സാന്ദ്രതയുമായി കൂടുതലായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു: ചെറിയ കണികകളും സിങ്ക് നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത ലായനികളും ആന്റിമൈക്രോബയൽ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിച്ചു. വലിപ്പത്തിൽ ചെറുതായ സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ അവയുടെ വലിയ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ഏരിയ കാരണം സൂക്ഷ്മജീവ കോശ സ്തരത്തിലേക്ക് കൂടുതൽ എളുപ്പത്തിൽ തുളച്ചുകയറുന്നു. അടുത്തിടെ നടന്ന നിരവധി പഠനങ്ങൾ, പ്രത്യേകിച്ച് Sars-CoV-2 നെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങൾ, വൈറസുകൾക്കെതിരെ സമാനമായ ഫലപ്രദമായ പ്രവർത്തനം വ്യക്തമാക്കിയിട്ടുണ്ട്. മികച്ച ആന്റിമൈക്രോബയൽ ഗുണങ്ങളുള്ള പ്രതലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ RE-ഡോപ്പഡ് നാനോ-സിങ്ക് ഓക്സൈഡും പോളിയൂറിയ കോട്ടിംഗുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. നൈട്രിക് ആസിഡിൽ അപൂർവ ഭൂമിയുമായി നാനോകണങ്ങൾ കലർത്തി സൃഷ്ടിച്ച അപൂർവ-ഭൂമി-ഡോപ്പഡ് നാനോ-സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് കണികകൾ അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ആന്റിമൈക്രോബയൽ പോളിയൂറിയ കോട്ടിംഗുകൾ വേഗത്തിൽ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതി ലി, ലിയു, യാവോ, നരസിമാലു എന്നിവരുടെ സംഘം നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ട്. ZnO നാനോകണങ്ങളെ സെറിയം (Ce), പ്രസിയോഡൈമിയം (Pr), ലാന്തനം (LA), ഗാഡോലിനിയം (Gd.) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഡോപ്പഡ് ചെയ്തു. ലാന്തനം-ഡോപ്പഡ് നാനോ-സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് കണികകൾ P. aeruginosa, E. Coli ബാക്ടീരിയൽ സ്ട്രെയിനുകൾക്കെതിരെ 85% ഫലപ്രദമാണെന്ന് കണ്ടെത്തി. UV പ്രകാശത്തിൽ 25 മിനിറ്റ് എക്സ്പോഷർ ചെയ്തതിനുശേഷവും സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ കൊല്ലുന്നതിൽ ഈ നാനോകണങ്ങൾ 83% ഫലപ്രദമാണ്. പഠനത്തിൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്ത ഡോപ്പഡ് നാനോ-സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് കണികകൾ മെച്ചപ്പെട്ട UV പ്രകാശ പ്രതികരണവും താപനില മാറ്റങ്ങളോടുള്ള താപ പ്രതികരണവും കാണിച്ചേക്കാം. ആവർത്തിച്ചുള്ള ഉപയോഗത്തിനുശേഷവും ഉപരിതലങ്ങൾ അവയുടെ ആന്റിമൈക്രോബയൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിലനിർത്തുന്നു എന്നതിന് ബയോഅസെയ്‌സും ഉപരിതല സ്വഭാവസവിശേഷതകളും തെളിവുകൾ നൽകി. പോളിയൂറിയ കോട്ടിംഗുകൾക്ക് ഉയർന്ന ഈട് ഉണ്ട്, ഉപരിതലങ്ങൾ അടർന്നു പോകാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്. ഉപരിതലങ്ങളുടെ ഈട്, നാനോ-ZnO കണങ്ങളുടെ ആന്റിമൈക്രോബയൽ പ്രവർത്തനങ്ങളും പാരിസ്ഥിതിക പ്രതികരണവും ചേർന്ന് വിവിധ സജ്ജീകരണങ്ങളിലും വ്യവസായങ്ങളിലും പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾക്കുള്ള അവയുടെ സാധ്യത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. സാധ്യതയുള്ള ഉപയോഗങ്ങൾ ഭാവിയിലെ പകർച്ചവ്യാധികൾ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും ആരോഗ്യ സംരക്ഷണ സജ്ജീകരണങ്ങളിൽ HPAI-കളുടെ സംക്രമണം തടയുന്നതിനുമുള്ള വലിയ സാധ്യത ഈ ഗവേഷണം കാണിക്കുന്നു. ആന്റിമൈക്രോബയൽ പാക്കേജിംഗും നാരുകളും നൽകുന്നതിനും, ഭാവിയിൽ ഭക്ഷ്യവസ്തുക്കളുടെ ഗുണനിലവാരവും ഷെൽഫ്-ലൈഫും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഭക്ഷ്യ വ്യവസായത്തിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യതയുമുണ്ട്. ഈ ഗവേഷണം ഇപ്പോഴും ശൈശവാവസ്ഥയിലാണെങ്കിലും, ഇത് ഉടൻ തന്നെ ലബോറട്ടറിയിൽ നിന്ന് വാണിജ്യ മേഖലയിലേക്ക് നീങ്ങുമെന്നതിൽ സംശയമില്ല.