CZ303861B6 - Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against MRSA bacterial strain and method of making such layer - Google Patents
Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against MRSA bacterial strain and method of making such layer Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303861B6 CZ303861B6 CZ20120339A CZ2012339A CZ303861B6 CZ 303861 B6 CZ303861 B6 CZ 303861B6 CZ 20120339 A CZ20120339 A CZ 20120339A CZ 2012339 A CZ2012339 A CZ 2012339A CZ 303861 B6 CZ303861 B6 CZ 303861B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sol
- methacrylate
- trialkoxysilyl
- polymerization
- layer
- Prior art date
Links
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 title claims abstract description 13
- 206010041925 Staphylococcal infections Diseases 0.000 title claims abstract 5
- 208000015688 methicillin-resistant staphylococcus aureus infectious disease Diseases 0.000 title claims abstract 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- -1 trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate Chemical compound 0.000 claims abstract description 56
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000010949 copper Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011701 zinc Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical class [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical class [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical class [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052725 zinc Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical class [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052720 vanadium Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000012722 thermally initiated polymerization Methods 0.000 claims description 8
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical group CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 5
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 150000003681 vanadium Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 3
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 claims description 2
- GUCYFKSBFREPBC-UHFFFAOYSA-N [phenyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphoryl]-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C(=O)C1=C(C)C=C(C)C=C1C GUCYFKSBFREPBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 claims 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 abstract description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical class [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 54
- 239000008279 sol Substances 0.000 description 18
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical class [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004148 curcumin Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- FSJSYDFBTIVUFD-SUKNRPLKSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;oxovanadium Chemical compound [V]=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O FSJSYDFBTIVUFD-SUKNRPLKSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- SXNICUVVDOTUPD-UHFFFAOYSA-N CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)C1=CC=CC=C1 Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)C1=CC=CC=C1 SXNICUVVDOTUPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XVZXOLOFWKSDSR-UHFFFAOYSA-N Cc1cc(C)c([C]=O)c(C)c1 Chemical group Cc1cc(C)c([C]=O)c(C)c1 XVZXOLOFWKSDSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000241882 Philipis Species 0.000 description 1
- 241000588770 Proteus mirabilis Species 0.000 description 1
- 241000588767 Proteus vulgaris Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006161 blood agar Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- WKGDNXBDNLZSKC-UHFFFAOYSA-N oxido(phenyl)phosphanium Chemical compound O=[PH2]c1ccccc1 WKGDNXBDNLZSKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229940007042 proteus vulgaris Drugs 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/48—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
- C08G77/58—Metal-containing linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/14—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká antibakteriální vrstvy působící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA.The invention relates to an antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, in particular against the bacterial strain MRSA.
Vynález se také týká způsobu vytvoření antibakteriální vrstvy působící proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, nanesením sólu připravenému metodou sol-gel na povrch substrátu a následnou polymerací této vrstvy.The invention also relates to a method of forming an antibacterial layer against pathogenic bacteria, in particular an MRSA bacterial strain, by applying a sol-gel sol to the substrate surface and subsequently polymerizing the layer.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Hrozba infekcí, které jsou způsobeny patogenními bakteriemi, zejména rezistentní patogenní bakterií MRSA (Methycilin Resistentní Staphylococcus Aureus), je v současné době celosvětovým problémem. Ohroženi jsou zejména nemocniční pacienti JIP oddělení, lůžkových částí, ale výjimkou nejsou ani další prostory nemocnic. Tato patogenní bakterie se může šířit mnoha různými cestami, vzduchem, vodou, jídlem či kontaktem s kontaminovanými povrchy. Klasické dezinfekční postupy nelze aplikovat komplexně na celé prostory JIP oddělení nebo operačních sálů. Dostupné fyzikální metody (pára, vysoká teplota, ozařování) a chemické metody (chlorované prostředky) jsou buď neúčinné, nebo spoiu s nežádoucími bakteriemi ničí i životní prostředí. Protože jsou onemocnění způsobená patogenními bakteriemi, zejména rezistentní patogenní bakterií MRSA, jen velmi obtížně léčitelná, základní podmínkou je to, aby byly ve zdravotnických zařízeních tyto bakteriální kmeny úplně eliminovány.The threat of infections caused by pathogenic bacteria, in particular resistant pathogenic bacteria MRSA (Methycilin Resistant Staphylococcus Aureus), is currently a global problem. In particular, hospital patients of the ICU ward, inpatient compartments are at risk, but other hospital rooms are no exception. This pathogenic bacterium can spread through many different routes, air, water, food or contact with contaminated surfaces. Classical disinfection procedures cannot be applied comprehensively to the whole area of the ICU department or operating theaters. The available physical methods (steam, high temperature, irradiation) and chemical methods (chlorinated agents) are either ineffective or destroy the environment with undesirable bacteria. Since diseases caused by pathogenic bacteria, in particular resistant pathogenic MRSA, are difficult to treat, the basic condition is that these bacterial strains are completely eliminated in healthcare facilities.
Z patentu CZ 303 250 je známa antibakteriální vrstva působící proti bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, která je tvořena hybridním polymerem trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu s přídavkem dusičnanů stříbra a mědi. Hybridní polymer dále jako výhodné provedení obsahuje nanočástice oxidu titaničitého, a až 70 % mol. trialkoxysilylpropoxymethakrylátu je nahrazeno ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku. Podle patentu CZ 303 250 spočívá způsob vytvoření antibakteriální vrstvy působící zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA a dalším patogenním bakteriím v nanesení sólu připravovaného metodou sol-gel na povrch substrátu z trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu, alkoxidu titanu, dusičnanu stříbrného, dusičnanu měďnatého, radikálového katalyzátoru polymerace, alkoholu jako rozpouštědla, vody a kyseliny dusičné jako katalyzátoru polykondenzace anorganické části hybridní sítě tak, aby molámí poměr trialkoxysilylpropoxymethylmethakiylátu a alkoxidu titanu v reakční směsi byl 95 : 5 až 50 : 50, obsah sloučenin stříbra a mědi (v přepočtu jako kovů v sušině) byl é, 1 až 5 % hmotn. Ag a 0,1 až 10 % hmotn. Cu, obsah radikálového katalyzátoru polymerizace byl 0,2 až 10% hmotn. na hmotnost sušiny a molámí poměr obsahu vody k = [H2O]/[alkylalkoxysilan + alkoxid titanu] byl v rozmezí 1,6 až 2,8, přičemž sol se po nanesení a odpaření rozpouštědla tepelně zpracuje při teplotě 80 až 200 °C po dobu 30 min až 6 h. Přitom trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátem je trimethoxysilylpropoxymethylmethakrylát (TMSPM) a alkoxidem titanu je izopropoxid titanu. Radikálovým katalyzátorem polymerace je dibenzoylperoxid (BPO). Do sólu se v průběhu jeho přípravy přidají fotoaktivní nanočástice oxidu titaničitého v množství odpovídajícímu poměru hmotnost sušiny : hmotnost nanočástic oxidu titaničitého 99 : 1 až 25 : 75. Sol se po nanesení a odpaření rozpouštědla tepelně zpracuje při teplotě 150 °C po dobu 2 až 4 hodiny. Až 70 % mol. trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu je nahrazeno ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku.From the patent CZ 303 250 is known antibacterial layer against bacteria, especially against bacterial strain MRSA, which consists of a hybrid polymer trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate and titanium alkoxide with the addition of silver and copper nitrates. Further preferably, the hybrid polymer comprises titanium dioxide nanoparticles, and up to 70 mol%. the trialkoxysilyl propoxy methacrylate is replaced by an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon alkoxide. According to patent CZ 303 250, the method of forming an antibacterial layer, especially against the bacterial strain MRSA and other pathogenic bacteria, consists in applying sol-gel sol to the surface of a substrate of trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate, titanium alkoxide, copper nitrate, copper nitrate, radical polymerization solvent, alcohol , water and nitric acid as the catalyst for the polycondensation of the inorganic part of the hybrid network so that the molar ratio of trialkoxysilyl propoxymethyl methakiylate to titanium alkoxide in the reaction mixture was 95: 5 to 50:50, the content of silver and copper compounds % to 5 wt. % Ag and 0.1 to 10 wt. Cu, the content of the polymerization radical catalyst was 0.2 to 10 wt. to dry weight and molar ratio of water content to = [H2O] / [alkylalkoxysilane + titanium alkoxide] ranged from 1.6 to 2.8, the sol being heat treated at 80 to 200 ° C after application and evaporation of solvent 30 min to 6 h. The trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate is trimethoxysilyl propoxymethyl methacrylate (TMSPM) and the titanium alkoxide is titanium isopropoxide. The radical polymerization catalyst is dibenzoyl peroxide (BPO). During its preparation, photoactive titanium dioxide nanoparticles are added to the sol in an amount corresponding to the dry weight: titanium dioxide nanoparticle weight ratio of 99: 1 to 25: 75. After the solvent has been applied and evaporated, the salt is heat-treated at 150 ° C for 2 to 4 clock. Up to 70 mol%. the trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate is replaced by an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon alkoxide.
V určitých aplikacích se ale ukazuje potřeba dále zlepšit antibakteriální vlastnosti (účinnost) antibakteriální vrstvy a také potřeba rozšířit možnosti polymerace vrstvy z výhradně tepelné polymerace také o další možnosti.In certain applications, however, there is a need to further improve the antibacterial properties (efficacy) of the antibacterial layer, as well as the need to extend the polymerization possibilities of the exclusively thermal polymerization layer to other possibilities.
- 1 CZ 303861 B6- 1 GB 303861 B6
Cílem vynálezu proto je zlepšit antibakteriální účinnost antibakteriálních vrstev působících proti patogenním bakteriím, zejména proti bakteriálnímu kmeni MRSA, a umožnit dostatečně stabilní aplikaci vrstev i na tepelně málo odolné materiály, například plasty, rozšířením možnosti polymerace vrstvy.It is therefore an object of the invention to improve the antibacterial activity of antibacterial layers acting against pathogenic bacteria, in particular against the MRSA bacterial strain, and to allow sufficiently stable application of the layers to low-temperature materials, for example plastics, by extending the layer polymerization.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Cílem vynálezu je dosaženo antibakteriální vrstvou, jejíž podstata spočívá v tom, že je tvořena hybridním polymerem trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu s přídavkem dusičnanů, acetylacetonátů nebo jiných solí stříbra, mědi a zinku. Podle výhodného provedení lze vedle uvedených solí stříbra, mědi a zinku přidat i rozpustné soli chrómu (III) a/nebo vanadu, které dále zvyšují antibakteriální účinnost připravené vrstvy. Podle dalšího výhodného provedení lze do vrstvy přidat nanočástice fotoaktivního oxidu titaničitého, který dále zvyšuje již tak vysoké antibakteriální účinky vrstvy. Část trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu lze podle dalšího výhodného provedení nahradit ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku.An object of the present invention is to provide an antibacterial layer comprising a hybrid polymer of trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate and titanium alkoxide with the addition of nitrates, acetylacetonates or other salts of silver, copper and zinc. According to a preferred embodiment, in addition to said silver, copper and zinc salts, soluble chromium (III) and / or vanadium salts can be added to further increase the antibacterial activity of the prepared layer. According to a further preferred embodiment, photoactive titanium dioxide nanoparticles can be added to the layer, which further increases the already high antibacterial effects of the layer. According to another preferred embodiment, a portion of the trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate can be replaced by an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon alkoxide.
Podstata způsobu vytvoří antibakteriální vrstvy spočívá v tom že se připraví výchozí sol metodou sol-gel z trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu s přídavkem solí stříbra, mědi a zinku, případně i solí chrómu (III) a/nebo vanadu, načež se tento sol nanese ve formě vrstvy na povrch předmětu určeného k ochraně a po odpaření těkavých složek se tepelně iniciovanou polymerací při teplotách 80 až 200 °C nebo fotoiniciovanou polymerací vrstva stabilizuje z hlediska mechanických vlastností a odolnosti proti odstranění z povrchu chráněného předmětu. Podle výhodného provedení lze do sólu v průběhu jeho přípravy přidat nanočástice fotoaktivního oxidu titaničitého, který dále zvyšuje již tak vysoké antibakteriální účinky vrstvy. Podle dalšího výhodného provedení lze část trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu nahradit ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku.The essence of the process is to form antibacterial layers in that the starting sol is prepared by the sol-gel method from trialkoxysilylpropoxymethyl methacrylate and titanium alkoxide with addition of silver, copper and zinc salts and optionally chromium (III) and / or vanadium salts. The layer stabilizes the layer on the surface of the article to be protected and after evaporation of the volatile components with a thermally initiated polymerization at 80 to 200 ° C or by photoinitiated polymerization in terms of mechanical properties and resistance to removal from the surface of the article to be protected. According to a preferred embodiment, nanoparticles of photoactive titanium dioxide can be added to the sol during its preparation, which further increases the already high antibacterial effects of the layer. In another preferred embodiment, a portion of the trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate may be replaced by an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon alkoxide.
Základem tohoto řešení je vytvoření antibakteriální vrstvy na bázi trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu. Přídavek fotokatalytických nanočástic oxidu titaničitého pouze podporuje a rozšiřuje antibakteriální účinnost výsledné vrstvy, přičemž antibakteriální účinnost výsledné vrstvy je dána jejím primárním vytvořením a nikoli přídavkem fotokatalytických nanočástic oxidu titaničitého. Výsledné zlepšené antibakteriální vlastnosti jsou způsobeny synergickým efektem atomů titanu v anorganické mříži hybridního polymeru a iontů respektive nanočástic stříbra, mědi, zinku, chrómu (III) a vanadu, případně podpořeným fotokatalytickým efektem nanočástic oxidu titaničitého. Intenzivní antibakteriální vlastnosti se projevují při ozáření UV-A v oblasti 315 až 380 nm, pro udržování antibakteriálních vlastností povrchů vždy stačí již zářivkové světlo ve viditelné oblasti. Touto vrstvou lze opatřit povrchy skla, keramiky, kovů i plastů. Velmi důležitou vlastností vrstev je také skutečnost, že antibakteriální vlastnosti zůstávají zachovány i po opakovaném praní nebo sterilizaci (ověřeno po 50 cyklech praní respektive 20 cyklech extrémní sterilizace při 125 °C po dobu 1 hodiny).The basis of this solution is to form an antibacterial layer based on trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate and titanium alkoxide. The addition of photocatalytic titanium dioxide nanoparticles merely supports and enhances the antibacterial activity of the resulting layer, the antibacterial activity of the resulting layer being determined by its primary formation and not by the addition of photocatalytic titanium dioxide nanoparticles. The resulting improved antibacterial properties are due to the synergistic effect of the titanium atoms in the inorganic lattice of the hybrid polymer and the ions or silver, copper, zinc, chromium (III) and vanadium nanoparticles, possibly enhanced by the photocatalytic effect of titanium dioxide nanoparticles. Intensive antibacterial properties are manifested by UV-A irradiation in the range of 315 to 380 nm, fluorescent light in the visible area is always sufficient to maintain the antibacterial properties of the surfaces. This layer can be coated with glass, ceramic, metal and plastic surfaces. A very important property of the layers is also the fact that the antibacterial properties are maintained even after repeated washing or sterilization (verified after 50 wash cycles or 20 cycles of extreme sterilization at 125 ° C for 1 hour).
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Vynález bude popsán na příkladu technologického postupu vytvoření vrstvy a také na příkladech antibakteriálního působení vrstvy podle vynálezu.The invention will be described by way of example of the process of forming a layer and also of the antibacterial action of a layer according to the invention.
Výchozí sol se připraví modifikovanou metodou sol-gel založenou na rozpuštění trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu (s výhodou trimethoxysilylpropoxymethylmethakrylátu TMSPM) a alkoxidu titanu (s výhodou tetraizopropyltitanátu IPTI) s přídavkem radikálového katalyzátoru polymerace (pro tepelně iniciovanou polymerací) s výhodou dibenzoylperoxidem BPO, pro fotoiniciovanou polymerací s výhodou bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)fenylfosfin oxidem) ve výhodném alkoholu (s výhodou ethanolu nebo izopropylalkoholu) a s následným přídavkem . 9 CZ 303861 B6 kyseliny (s výhodou kyseliny dusičné) s vodou tak, aby molámí poměr trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu a alkoxidu titanu byl 95 : 5 až 50 : 50, obsah sloučenin stříbra, mědi a zinku (v přepočtu jako kovů v sušině) byl 0,1 až 5 hmotn. % Ag, 0,1 až 10 % hmotn. Cu a 0,1 až 5 % hmotn. Zn, radikálového katalyzátoru polymerizace bylo 0,2 až 10 % hmotn. na hmotnost sušiny a molámí poměr obsahu vody k = [H2O]/alkylalkoxysilan + alkoxid titanu] dosahoval hodnost k = 1,6 až 2,8. S výhodou lze vedle stříbra, mědi a zinku do výchozí reakční směsi ve formě rozpustných solí přidat (v přepočtu jako kovů v sušině) 0,1 až 5 % hmotn. Cr a/nebo 0,1 až 5 % hmotn. V.The starting sol is prepared by a modified sol-gel method based on the dissolution of trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate (preferably trimethoxysilyl propoxymethyl methacrylate TMSPM) and titanium alkoxide (preferably tetraisopropyltitanate IPTI) with the addition of a radical polymerization catalyst (preferably thermally initiated polymerization with PP) (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide) in a preferred alcohol (preferably ethanol or isopropanol) followed by addition. Acid (preferably nitric acid) with water so that the molar ratio of trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate to titanium alkoxide was 95: 5 to 50:50, the content of silver, copper and zinc compounds (calculated as dry metals) was 0.1 % to 5 wt. % Ag, 0.1 to 10 wt. % Cu and 0.1 to 5 wt. The Zn, radical polymerization catalyst was 0.2 to 10 wt. for dry weight and molar, the water content ratio = [H 2 O] / alkylalkoxysilane + titanium alkoxide] reached a rank of k = 1.6 to 2.8. Advantageously, in addition to silver, copper and zinc, 0.1 to 5 wt. Cr and / or 0.1 to 5 wt. IN.
Do hotového sólu lze dále přidat nanočástice fotokatalyticky aktivního oxidu titaničitého (poměr hmotností sušina: nanočástice oxidu titaničitého 99: 1 až 25 : 75). Podle výhodného provedení lze až 90 % mol. trialkoxysilylpropoxymethylmethakrylátu v reakční směsi nahradit ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a alkoxidu křemíku. Připravený sol (případně s nanočásticemi oxidu titaničitého rozptýlenými v sólu ultrazvukem) se nanese na povrch substrátu určeného pro antibakteriální úpravu ve formě vrstvy (vytažením, odstředěním nebo nastříkáním) a po odpaření rozpouštědla se vytvořená vrstva zpolymeruje tepelně nebo fotoiniciovanou polymerací. Tepelně iniciovaná polymerace se provádí při teplotě 80 až 200 °C (s výhodou při 150 °C) po dobu 30 min až 6 h (s výhodou 3 h).The nanoparticles of photocatalytically active titanium dioxide can also be added to the finished sol (dry weight: titanium dioxide nanoparticles 99: 1 to 25: 75). According to a preferred embodiment, up to 90 mol. replace the trialkoxysilyl propoxymethyl methacrylate in the reaction mixture with an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon alkoxide. The prepared sol (optionally with titanium dioxide nanoparticles dispersed in the sol by ultrasound) is applied to the surface of the substrate for antibacterial treatment in the form of a layer (by extraction, centrifugation or spraying) and after evaporation of the solvent the formed layer is polymerized by thermal or photoinitiated polymerization. The thermally initiated polymerization is carried out at a temperature of 80 to 200 ° C (preferably at 150 ° C) for 30 min to 6 h (preferably 3 h).
Výběr, zda-li použít tepelně nebo fotoinicovanou polymeraci, závisí na teplotní odolnosti substrátu, na který byla vrstva nanesena, tj. na teplotní odolností předmětu určeného k ochraně vytvářenou antibakteriální vrstvou.The choice of whether to use thermal or photoinitiated polymerization depends on the temperature resistance of the substrate to which the layer has been applied, i.e. the temperature resistance of the article to be protected by the antibacterial layer.
Například pro polypropylen s tepelnou odolností do 80 °C je výhodnější zvolit fotoiniciovanou polymeraci, při odolnějších substrátech je možno zvolit tepelně iniciovanou polymeraci při teplotě 150 °C.For example, for polypropylene with a heat resistance of up to 80 ° C, it is preferable to select photoinitiated polymerization, for more durable substrates, a thermally initiated polymerization at 150 ° C can be selected.
Pro fotoiniciovanou polymeraci se jako zdroj záření může použít zářivka nebo žárovku vyzařující (mimo jiné i) UVA nebo UVB záření po dobu 1 až 3 h, přičemž potřebná doba expozice je dána použitým katalyzátorem, konkrétním rozložením energií použitého zdroje záření a intenzitou záření v místě vrstvy.For photoinitiated polymerization, a fluorescent lamp or a lamp emitting (inter alia) UVA or UVB radiation for 1 to 3 hours may be used as the radiation source, the exposure time required being determined by the catalyst used, the specific energy distribution of the radiation source used and .
Výše uvedeným zpracováním vznikne mírně porézní anorganickoorganická vrstva hybridního polymeru s imobilizovaným stříbrem, mědí a zinkem (ve formě iontů, atomů nebo nanočástic) a případně i s chromém a vanadem (ve formě iontů) a s nanočásticemi oxidu titaničitého. Porozita připravené vrstvy je nezbytná pro funkčnost antibakteriální vlastnosti), protože v případě úplného uzavření částic kovů (ve formě iontů, atomů nebo nanočástic) a nanočástic oxidu titaničitého do objemu materiálu vrstvy by vrstva byla antibakteriálně prakticky neaktivní nebo by její antibakteriální aktivita byla nízká.The aforementioned treatment produces a slightly porous inorganic-organic layer of hybrid polymer with immobilized silver, copper and zinc (in the form of ions, atoms or nanoparticles) and optionally with chromium and vanadium (in the form of ions) and titanium dioxide nanoparticles. The porosity of the prepared layer is necessary for the functionality of the antibacterial property), since if the metal particles (in the form of ions, atoms or nanoparticles) and the titanium dioxide nanoparticles were completely enclosed in the volume of the layer material.
Vynález bude dále popsán pomocí několika konkrétních příkladů provedení, které však nedokumentují všechny možnosti vynálezu, a které složí k bližšímu popisu vynálezu pro jeho praktické použití, a které jsou průměrnému odborníkovi při znalosti tohoto vynálezu jasné z tohoto textu.The invention will be further described by means of several specific examples, which, however, do not document all the possibilities of the invention and which are intended to describe the invention in more detail for its practical use, and which will be apparent to those skilled in the art.
Příklad 1Example 1
Výchozí sóly byly připraveny modifikovanou metodou sol-gel. Přehled složení reakčních směsí pro přípravu solů podle vynálezu a složení srovnávacích reakčních směsí pro příklad 1 je uveden v tabulce 1. Pod pojmem sušina se rozumí materiál vytvářené vrstvy hybridního polymeru, který zůstane po nanesení a následné polymeraci na substrátu - chráněném předmětu, tedy bez těkavých složek. Do sušiny není započítána hmotnost případně přidaných nanočástic fotoaktivního oxidu titaničitého. Vypočítaná množství trimethoxysilylpropoxymethylmethakrylátu (dále jen TMSPM) nebo ekvimolámí směsi methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíku, tetraizopropyltitanátu (dále jen IPTI), dusičnanu stříbrného a dusičnanu měďnatého byly spolu s0,l g dibenCZ 303861 B6 zoylperoxidu (dále jen BPO), 0,2 ml HNO3 (c = 2 mol.dm'3) a odpočítaným množstvím vody (k dosažení požadovaného molámího poměru k = [H2O]/[alkylalkoxysilan + alkoxid titanu]) rozpuštěny v izopropylalkoholu do celkového objemu 55 ml. Po proběhnutí reakcí hydrolýzy a částečné polykondenzace alkoxy skupin byly sóly připraveny k nanášení na substráty. Pokud byly přidá5 vány nanočástice fotoaktivního oxidu titaničitého, navážené množství nanočástic bylo vsypáno do hotového sólu a dispergováno pomocí ultrazvuku.Starting soles were prepared by a modified sol-gel method. An overview of the composition of the reaction mixtures for the preparation of the sols according to the invention and the composition of the comparative reaction mixtures for Example 1 is given in Table 1. Dry matter refers to the material of the hybrid polymer layer remaining after deposition and subsequent polymerization on the substrate - protected article. ingredients. The dry matter does not include the weight of any photoactive titanium dioxide nanoparticles added. The calculated amounts of trimethoxysilyl propoxymethyl methacrylate (TMSPM) or an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon tetraethoxide, tetraisopropyltitanate (IPTI), silver nitrate and cupric nitrate together with 0,1 g of dibenO2O3O3O3O 3 c = 2 mol.dm '3) and counted out of water (to achieve the desired molar ratio k = [H 2 O] / [titanium alkoxide alkylalkoxysilane +]) were dissolved in isopropyl alcohol to a total volume of 55 ml. After the hydrolysis and partial polycondensation reactions of the alkoxy groups were carried out, the soles were ready for deposition on substrates. When nanoparticles of photoactive titanium dioxide were added, the weighed amount of nanoparticles was poured into the finished sol and dispersed by ultrasound.
Po nanesení sólu na substrátu (podložní sklo) odstředěním byly vzorky ponechány v laboratorním prostředí k odpaření izopropylalkoholu a následně byly podrobeny tepelně iniciované polymeraci ío methakrylátových skupin v sušárně při teplotě 150 °C po dobu 3 hodiny.After the sol was deposited on the substrate (slide glass) by centrifugation, the samples were left in the laboratory to evaporate the isopropyl alcohol and then subjected to thermally initiated polymerization of the methacrylate groups in an oven at 150 ° C for 3 hours.
Antibakteriální vlastnosti připravených vrstev byly testovány na bakteriálních kmenech MRSA (Methylcylin Rezistentní Staphylococcus Aureus ATCC 33591, ATCC 33592) a dále i na bakteriálních kmenech Escherichia Coli (ATCC 9637), Staphylococcus Aureus (ATCC 1260), Acine15 tobacter bauminii (ATCC 17978), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 31480), Próteus vulgaris (ATCC 29905) a Próteus mirabilis (ATCC 35659). Z předem připraveného bakteriálního inokula ve fyziologickém roztoku o koncentraci 108 CFU/ml bakteriální suspenze byla ředěním fyziologickým roztokem připravena koncentrace 105 CFU/ml bakteriální suspenze. Poté bylo 250 μΐ této bakteriální suspenze nakápnuto na vzorek. Testované vzorky s nanesenou bakteriální suspenzí byly poté ozařovány pod zářivkou Philipis speciál (Actinic BL F15T8, oblast záření UV-A, rozsah 315 až 400 nm). Vzorky bakteriálních kultur byly ve stanovených časových intervalech vyočkovávány na Petriho misky s krevním agarem. Misky s vyočkovanými bakteriálními kulturami byly inkubovány v termostatu při teplotě 37,5 °C po dobu 24 hodin.Antibacterial properties of prepared layers were tested on bacterial strains MRSA (Methylcylin Resistant Staphylococcus Aureus ATCC 33591, ATCC 33592) and also on bacterial strains Escherichia Coli (ATCC 9637), Staphylococcus Aureus (ATCC 1260), Acine15 tobacter bauminii (ATCC 179Budus bauminii) aeruginosa (ATCC 31480), Proteus vulgaris (ATCC 29905), and Proteus mirabilis (ATCC 35659). From a previously prepared bacterial inoculum in saline at a concentration of 10 8 CFU / ml bacterial suspension was prepared by diluting with saline concentration of 10 5 CFU / ml bacterial suspension. 250 μΐ of this bacterial suspension was then added to the sample. The test specimens deposited with the bacterial suspension were then irradiated under a Philipis special fluorescent lamp (Actinic BL F15T8, UV-A radiation range, range 315-400 nm). Samples of bacterial cultures were seeded at petri dishes on blood agar at specified time intervals. Plates with seeded bacterial cultures were incubated in a thermostat at 37.5 ° C for 24 hours.
-4CZ 303861 B6-4GB 303861 B6
Tabulka 1: Složení reakčních směsí pro přípravu solů (vrstvy A až Kjako srovnávací, vrstvy 1 až 7 podle vynálezu).Table 1: Composition of reaction mixtures for the preparation of sols (layers A to K as comparative, layers 1 to 7 according to the invention).
Vysvětlivky c sólu ... koncentrace sólu [g sušiny na 100 g sólu] poměr k ... moiámí poměr k = [H2O]/[aIkylalkoxysiIan + alkoxid titanu] a ... 50 % mol TMSPM bylo nahrazeno ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a tetraethoxidu io křemíkuExplanations c sol ... concentration of sol [g dry matter per 100 g sol] ratio to ... molar ratio k = [H 2 O] / [alkylalkoxysilane + titanium alkoxide] and ... 50 mol% of TMSPM was replaced by an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon tetraethoxide
Na inkubovaných vzorcích byly sledovány závislosti počtu bakteriálních kolonií na době ozařování a stanovena doba 100% inhibice (vymizení bakteriálních kolonií na agaru), pokud byla potřebná doba ozařování kratší než 180 minut. Získané výsledky pro vybrané bakteriální kmeny jsou shrnuty v tabulce 2. Pro ostatní bakteriální kmeny byly výsledky obdobné. Z těchto výsledků vyplývá, že žádný ze srovnávacích vzorků A až G nevykazoval za použitých experimentálních podmínek 100% inhibici alespoň pro některý bakteriální kmen do 180 minut ozařování světlem UV-A. Ze srovnávacích vzorků pouze vzorky H až K. (H s nanočásticemi oxidu titaničitého, I až K podle patentu CZ 303 250 s kombinací Ag + Cu) vykazovaly 100% inhibici pro testovanéThe incubated samples were monitored for bacterial colony counts for irradiation time and 100% inhibition time (bacterial colony disappearance on agar) was determined if irradiation time was less than 180 minutes. The results obtained for selected bacterial strains are summarized in Table 2. For other bacterial strains, the results were similar. These results show that none of the comparative samples A to G showed 100% inhibition under at least one bacterial strain up to 180 minutes of UV-A light irradiation under the experimental conditions used. From the comparative samples only samples H to K. (H with titanium dioxide nanoparticles, I to K according to CZ 303 250 with Ag + Cu combination) showed 100% inhibition for the tested
-5CZ 303861 B6 bakteriální kmeny do 180 minut ozařování. Potřebné časy pro dosažení 100% inhibice však byly výrazně delší než u vzorků 1 až 7 podle tohoto vynálezu.Bacterial strains within 180 minutes of irradiation. However, the times required to achieve 100% inhibition were significantly longer than those of Samples 1 to 7 of the present invention.
Příklad 2Example 2
Výchozí sóly podle tohoto vynálezu byly připraveny modifikovanou metodou sol-gel postupem popsaným v příkladu 1. Přehled složení reakčních směsí pro přípravu solů pro příklad 2 je uveden v tabulce 1, vrstvy 1 až 3. Ve vrstvách 1UV až 3UV byl použitý dibenzoylperoxid nahrazen bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)fenylfosfin oxidem. Po nanesení sólu na substráty (sklo, polypethylmeethakrylátu, nerezová ocel) namočením, odstředěním nebo nastříkáním byly vzorky ponechány v laboratorním prostředí k odpaření izopropylalkoholu. Vrstvy 1 až 3 byly následně podrobeny tepelně iniciované polymeraci v sušárně (sklo a nerezová ocel při teplotě 150 °C po dobu 3 hodin, polymethylmethakrylát při teplotě 100 °C po dobu 3 hodiny). Vrstvy 1UV až 3UV byly podrobeny fotoiniciované polymeraci UV-A zářením emitovaným zářivkou Philips speciál (Actinic BL F15T8, oblast záření UV-A, rozsah 315 až 400 nm) po dobu 2 hodin.The starting soles of the present invention were prepared by a modified sol-gel method as described in Example 1. An overview of the composition of the reaction mixtures for the preparation of the sols for Example 2 is given in Table 1, layers 1 to 3. 2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide. After the sol was applied to substrates (glass, polypethylmeethacrylate, stainless steel) by soaking, centrifuging or spraying, the samples were left in the laboratory to evaporate the isopropyl alcohol. Layers 1-3 were then subjected to thermally initiated polymerization in an oven (glass and stainless steel at 150 ° C for 3 hours, polymethyl methacrylate at 100 ° C for 3 hours). The 1UV to 3UV layers were subjected to photoinitiated UV-A polymerization by a Philips special fluorescent lamp (Actinic BL F15T8, UV-A radiation range, 315-400 nm) for 2 hours.
Antibakteriální vlastnosti připravených vrstev byly testovány shodným postupem jako v příkladuThe antibacterial properties of the prepared layers were tested in the same manner as in the example
1. Vedle ozařování zářením UV-A (rozsah 315 až 400 nm) bylo vyzkoušeno také ozařování běžnou zářivkou. Výsledky s vrstvami na sklech získané po ozáření světlem UV-A jsou shrnuty v tabulce 3, výsledky s vrstvami na sklech po ozáření běžným zářivkovým světlem jsou uvedeny v tabulce 4. Výsledky získané na vzorku s polymethylmethakrylátovým substrátem a se substrátem z nerezové oceli byly obdobné. Získané výsledky potvrzují, že vrstvy polymerované tepelně i fotoiniciovanou polymeraci poskytují prakticky shodné výsledky. Z toho vyplývá, že pro antibakteriální vrstvy podle tohoto vynálezu je možné použít oba způsoby polymerace bez ztráty účinnosti. Polymerace UV-A zářením má výhody v případě velkých ploch, u kterých se vrstva nanáší stříkáním nebo u tepelně málo odolných plastů (např. polypropylen atd.).1. In addition to UV-A irradiation (range 315-400 nm), irradiation with a conventional fluorescent lamp was also tested. The results with the layers on the glass obtained after irradiation with UV-A light are summarized in Table 3, the results with the layers on the glass after irradiation with conventional fluorescent light are shown in Table 4. The results obtained with the polymethylmethacrylate substrate and stainless steel substrate were similar. The obtained results confirm that the layers polymerized by thermal and photoinitiated polymerization give practically identical results. Accordingly, both methods of polymerization can be used for the antibacterial layers of the present invention without loss of efficiency. UV-A polymerization has advantages in the case of large areas where the coating is applied by spraying or low-temperature plastics (eg polypropylene, etc.).
Tabulka 2: Výsledek stanovení doby pro 100% inhibici po ozáření světlem UV-A (vrstvy A až K jako srovnávací, vrstvy 1 až 7 podle vynálezu).Table 2: Result of determining the time for 100% inhibition after irradiation with UV-A light (layers A to K as comparator, layers 1 to 7 according to the invention).
- 6. .- 6..
Vysvětlivky n .. inhibice do 180. minuty nezjištěna a .. 50 % mol. TMSPM bylo nahrazeno ekvimolámí směsí methylmethakrylátu a tetraethoxidu křemíkuExplanation n. Inhibition up to 180 minutes not found and 50 mol%. TMSPM was replaced with an equimolar mixture of methyl methacrylate and silicon tetraethoxide
Tabulka 3: Výsledek stanovení doby pro 100% inhibici u vzorků na sklech po ozáření světlem ίο UV-A.Table 3: Result of determining the time for 100% inhibition of samples on glass after irradiation with UV-A light.
Vysvětlivky viz tabulka 1 :For explanations see Table 1:
-7CZ 303861 B6-7EN 303861 B6
Tabulka 4: Výsledek stanovení doby pro 100% inhibici u vzorků na sklech po ozáření obyčejným zářivkovým světlem.Table 4: Result of determining the time for 100% inhibition of samples on glass after irradiation with ordinary fluorescent light.
Vysvětlivky viz tabulka 1.For explanations, see Table 1.
Příklad 3Example 3
Výchozí sóly podle tohoto vynálezu byly připraveny modifikovanou metodou sol-gel postupem popsaným v příkladu 1. Jako výchozí sol byl použit sol pro vrstvu 1 v tabulce 1, navíc byly do reakční směsi přidány dusičnan chromitý a/nebo acetylacetonát vanadylu v množství odpovídajícím obsahu (přepočtenému na prvek) uvedenému v tabulce 5. Po nanesení sólu na sklo namoče15 ním byly vzorky ponechány v laboratorním prostředí k odpaření izopropylalkoholu a následně byly podrobeny tepelně iniciované polymeraci v sušárně při teplotě 150 °C po dobu 3 hodiny.The starting soles of the invention were prepared by a modified sol-gel method as described in Example 1. The starting sol used was Layer 1 Sol in Table 1, in addition chromium nitrate and / or vanadyl acetylacetonate were added to the reaction mixture in an amount corresponding to The sample was left in the laboratory to evaporate the isopropyl alcohol and subsequently subjected to thermally initiated polymerization in an oven at 150 ° C for 3 hours.
Antibakteriální vlastnosti takto připravených vrstev byly testovány shodným postupem jako v příkladu 1. Výsledky s vrstvami na sklech získané po ozáření světlem UV-A jsou shrnuty v tabulce 4. Získané výsledky potvrzují, že vrstvy s obsahem Cr (III) a/nebo V mají vůči kmeni MRSA prakticky shodné časy pro dosažení 100% inhibice, jsou však mírně lepší vůči ostatním testovaným bakteriálním kmenům.The antibacterial properties of the layers thus prepared were tested in the same manner as in Example 1. The results with the layers on the glass obtained after irradiation with UV-A light are summarized in Table 4. The results obtained confirm that the Cr (III) and / or V layers strain MRSA practically equal to 100% inhibition, but are slightly better than other bacterial strains tested.
-8CZ 303861 B6-8EN 303861 B6
Tabulka 5: Výsledek stanovení doby pro 100% inhibici u vzorků na sklech po ozáření světlem UV-ATable 5: Result of determining the time for 100% inhibition of samples on glass after UV-A irradiation
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (11)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120339A CZ303861B6 (en) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against MRSA bacterial strain and method of making such layer |
| PCT/CZ2012/000129 WO2013174356A1 (en) | 2012-05-23 | 2012-12-10 | Antibacterial layer active against pathogenic bacteria, particularly against the mrsa bacterial strain, and the method of its production |
| EP12818873.7A EP2852630A1 (en) | 2012-05-23 | 2012-12-10 | Antibacterial layer active against pathogenic bacteria, particularly against the mrsa bacterial strain, and the method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120339A CZ303861B6 (en) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against MRSA bacterial strain and method of making such layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2012339A3 CZ2012339A3 (en) | 2013-05-29 |
| CZ303861B6 true CZ303861B6 (en) | 2013-05-29 |
Family
ID=47605255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20120339A CZ303861B6 (en) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against MRSA bacterial strain and method of making such layer |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2852630A1 (en) |
| CZ (1) | CZ303861B6 (en) |
| WO (1) | WO2013174356A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2843019A1 (en) | 2013-08-28 | 2015-03-04 | Technicka Univerzita V Liberci | Antibacterial hybrid layer operating against pathogenic bacterial strains, particularly against the bacterial strain MRSA, and a method for its preparation |
| CZ308561B6 (en) * | 2019-10-02 | 2020-11-25 | Grade Medical s.r.o. | Antibacterial salt and preparing it |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CL2014003518A1 (en) * | 2014-12-24 | 2015-03-20 | Univ Concepcion | A composition of a masterbatch useful in the elaboration of dental prostheses and its elaboration process. |
| CZ307398B6 (en) * | 2016-10-06 | 2018-07-25 | Ing Medical S.R.O. | A method of preparing an antibacterial sol, an antibacterial sol prepared therefrom, an antibacterial layer formed on the basis of this sol, and a method of forming this antimicrobial layer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1602407A1 (en) * | 2003-03-05 | 2005-12-07 | NBC inc. | Photocatalytic material |
| WO2011032845A2 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | Basf Se | Aqueous dispersions containing antimicrobials in a hybrid network |
| CZ303250B6 (en) * | 2011-04-07 | 2012-06-20 | Technická univerzita v Liberci | Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against bacterial strain MRSA and method of making such layer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008051543A1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-15 | Epg (Engineered Nanoproducts Germany) Ag | Long-term stable, microbicidal and biofilm formation preventing coating and coating composition therefor |
-
2012
- 2012-05-23 CZ CZ20120339A patent/CZ303861B6/en not_active IP Right Cessation
- 2012-12-10 EP EP12818873.7A patent/EP2852630A1/en not_active Withdrawn
- 2012-12-10 WO PCT/CZ2012/000129 patent/WO2013174356A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1602407A1 (en) * | 2003-03-05 | 2005-12-07 | NBC inc. | Photocatalytic material |
| WO2011032845A2 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | Basf Se | Aqueous dispersions containing antimicrobials in a hybrid network |
| CZ303250B6 (en) * | 2011-04-07 | 2012-06-20 | Technická univerzita v Liberci | Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against bacterial strain MRSA and method of making such layer |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| T.FURUZONO : " Photoreactivity and cell ...." , Journak of materials science letters, 22, 2003, str. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2843019A1 (en) | 2013-08-28 | 2015-03-04 | Technicka Univerzita V Liberci | Antibacterial hybrid layer operating against pathogenic bacterial strains, particularly against the bacterial strain MRSA, and a method for its preparation |
| CZ305045B6 (en) * | 2013-08-28 | 2015-04-08 | Technická univerzita v Liberci | Antibacterial hybrid layer counteracting pathogenic bacterial strains, especially MRSA bacterial strain and method of making such layer |
| CZ308561B6 (en) * | 2019-10-02 | 2020-11-25 | Grade Medical s.r.o. | Antibacterial salt and preparing it |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2012339A3 (en) | 2013-05-29 |
| WO2013174356A1 (en) | 2013-11-28 |
| EP2852630A1 (en) | 2015-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumaravel et al. | Antimicrobial TiO2 nanocomposite coatings for surfaces, dental and orthopaedic implants | |
| JP6997308B2 (en) | Organosilicon antibacterial solution, organosilicon antibacterial agent, antibacterial glass, manufacturing method for it and its use | |
| Li et al. | Two-level antibacterial coating with both release-killing and contact-killing capabilities | |
| Goh et al. | Bioactive glass: an in‐vitro comparative study of doping with nanoscale copper and silver particles | |
| CN106102466B (en) | Surface coating | |
| US20080085326A1 (en) | Antimicrobial material compositions enriched with different active oxygen species | |
| Šlamborová et al. | New type of protective hybrid and nanocomposite hybrid coatings containing silver and copper with an excellent antibacterial effect especially against MRSA | |
| CZ303861B6 (en) | Antibacterial layer acting against pathogenic bacteria, especially against MRSA bacterial strain and method of making such layer | |
| Yu et al. | Antimicrobial and bacteria-releasing multifunctional surfaces: Oligo (p-phenylene-ethynylene)/poly (N-isopropylacrylamide) films deposited by RIR-MAPLE | |
| US20110045204A1 (en) | Coating process and coated products | |
| Kusiak-Nejman et al. | E. coli inactivation by high-power impulse magnetron sputtered (HIPIMS) Cu surfaces | |
| CZ305045B6 (en) | Antibacterial hybrid layer counteracting pathogenic bacterial strains, especially MRSA bacterial strain and method of making such layer | |
| Tatlıdil et al. | Degradation of C andida albicans on TiO 2 and Ag-TiO 2 thin films prepared by sol–gel and nanosuspensions | |
| EP3148332A1 (en) | Coating antimicrobic film compositions | |
| Raie et al. | Application of quercetin and its bio-inspired nanoparticles as anti-adhesive agents against Bacillus subtilis attachment to surface | |
| Guo et al. | Robust antibacterial activity of xanthan-gum-stabilized and patterned CeO2–x–TiO2 antifog films | |
| Guo et al. | Effective antibacterial glass fiber membrane prepared by plasma-enhanced chemical grafting | |
| CZ2011202A3 (en) | Antibacterial layer acing against pathogenic bacteria, especially against bacterial strain MRSA and method of making such layer | |
| JP2020536962A (en) | Photocatalytic method for disinfecting the internal surface | |
| Savvova et al. | Use of titanium dioxide for the development of antibacterial glass enamel coatings | |
| Barthomeuf et al. | Bactericidal efficiency of UVA-active titanium dioxide thin layers on bacteria from food industry environments | |
| WO2015040558A1 (en) | A dual action antimicrobial film | |
| CZ307398B6 (en) | A method of preparing an antibacterial sol, an antibacterial sol prepared therefrom, an antibacterial layer formed on the basis of this sol, and a method of forming this antimicrobial layer | |
| CN107787965B (en) | Environment-friendly sterilization mildew-proof spray | |
| CZ31200U1 (en) | An antibacterial sol for the preparation of an antibacterial layer and an antibacterial layer formed on the basis of this sol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230523 |