Raport

Srebro i miedź na topie

Skuteczność działania powłok antybakteryjnych wynika wprost z rodzaju zastosowanego w nich środka biobójczego. A tych na rynku pojawiło się w międzyczasie wiele. Jedną z podstawowych grup stanowią materiały na bazie grafenu, takie jak rurki, grafit czy tlenki grafenu i grafitu. Uszkadzają one błonę komórek bakterii i wywołują stres oksydacyjny, hamując wzrost drobnoustrojów. Na podobnej zasadzie działają dwuwymiarowe struktury siarczku molibdenu (MoS2). 
Kolejną grupę tworzą hydrożele antybakteryjne, np. hydrożel polikationowy, a jeszcze inną – polimery funkcjonalne w formie szczotek polimerowych lub dendrymerów, czyli organicznych związków chemicznych o regularnej, rozgałęzionej budowie złożonych z przyłączanych sekwencyjnie merów wielofunkcyjnych.

Największym odkryciem ostatnich lat okazały się jednak miedź oraz jony srebra. Naturalne właściwości miedzi i jej stopów (m.in. mosiądzu, brązu, miedzioniklu) były co prawda znane od lat, ale na szerszą skalę zaczęto je wykorzystywać stosunkowo niedawno. Udowodniono bowiem, że są one skuteczne nie tylko w walce z bakteriami, takimi jak E. coli czy gronkowiec, ale także z wirusami, w tym wirusem grypy i adenowirusem. Wynika to głównie z faktu, że podwyższony poziom miedzi wewnątrz komórek bakterii powoduje stres oksydacyjny i produkcję nadtlenku wodoru, co ostatecznie prowadzi do ich uszkodzenia. Co więcej, miedź zwiększa też przepuszczalność błon komórkowych, co powoduje wyciek składników odżywczych, a w konsekwencji wysuszenie i śmierć komórek. I wreszcie, w warunkach nadmiaru miedzi wiąże się ona z białkami komórkowymi, które nie wymagają jej obecności, co powoduje ich rozpad. 
Podobnie silnie oddziałują na komórki bakterii jony srebra, które reagują z grupą tiolową w enzymach i deaktywują je, wywołując śmierć komórki. Mogą też oddziaływać bezpośrednio z DNA bakterii, hamując jego replikację. Aby jednak mogły efektywnie oddziaływać na komórkę, muszą być na tyle małe, aby przeniknąć do jej wnętrza przez błonę komórkową. Dlatego uznaje się, że najlepsze działanie bakteriobójcze wykazują cząsteczki o wielkości 1–10 nm, tj. w skali nano. Jony srebra można co prawda także rozpuścić w roztworze (np. azotanu srebra), ale w postaci nanocząsteczek dłużej zachowują one swoje biobójcze właściwości. To dlatego w ostatnim czasie furorę robią tzw. nanocząsteczki (nie tylko zresztą srebra), a także zawierające je nanomateriały, w tym zwłaszcza folie i powłoki.
Ciekawym przykładem tych ostatnich może być farba bakteriobójcza, która w przeciwieństwie do konwencjonalnych powłok antybakteryjnych na bazie jonów srebra samoczynnie wytwarza nanocząsteczki srebra po naniesieniu na powierzchnię. Efekt taki uzyskano dzięki dodatkowi nienasyconych kwasów tłuszczowych, w których łańcuchach podczas wysychania generowane są wolne rodniki zapoczątkowujące proces tworzenia nanocząsteczek srebra. Dzięki temu farba pozostaje nieaktywna przez cały okres przechowywania, przez co jony nie tracą swoich właściwości antybakteryjnych przed otwarciem opakowania.