ES2587377T3 - Revestimiento bioactivo que comprende rutenio y dispositivo - Google Patents

Revestimiento bioactivo que comprende rutenio y dispositivo Download PDF

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Thomas Lisowsky
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Klaus-Dieter Mehler
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Abstract

Revestimiento bioactivo que comprende al menos rutenio o partículas bimetálicas de plata-rutenio y está aplicado sobre una superficie de plata o que contiene plata o bien está en contacto con un revestimiento de plata, caracterizado por que el revestimiento comprende adicionalmente al menos una vitamina o al menos un derivado de una vitamina y al menos una sustancia superficialmente activa, siendo la vitamina ácido ascórbico.

Description

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DESCRIPCION
Revestimiento bioactivo que comprende rutenio y dispositivo Antecedentes de la invencion
La presente invencion se refiere a un revestimiento bioactivo que comprende al menos rutenio o partfculas bimetalicas de plata-rutenio y esta aplicado sobre una superficie de plata o que contiene plata o bien esta en contacto con un revestimiento de plata, y a un procedimiento para revestir un dispositivo y al uso del revestimiento bioactivo.
Ya Ravelin en 1869 y von Nageli en 1893 describieron el efecto antibacteriano de la plata en dosis muy bajas. Incluso hoy en dfa, la eficacia de la plata no ha perdido actualidad (Landau, U. (2006): Die keimreduzierende Wirkung des Silbers in Hygiene, Medizin und Wasseraufbereitung: Die Oligodynamie des Silbers; Isensee-Verlag, Oldenburg, 2006-10-03).
Ademas, las contaminaciones microbianas causan grandes problemas y perdidas comerciales en todos los ambitos relacionados con la calidad del agua, las disoluciones acuosas y la higiene. Estos ambitos se encuentran, por ejemplo, en hospitales, centros de higiene, en la tecnologfa alimentaria, en la produccion, en la tecnica de la climatizacion ytambien en el hogar.
Por esta razon, existen desde hace tiempo las mas diversas disoluciones para descontaminacion antimicrobiana con sustancias qmmicas agresivas contra microorganismos como, por ejemplo, formaldehndo, alcoholes, fenoles, azida de sodio, hipoclorito de sodio o agentes fuertemente oxidantes como, por ejemplo, hipoclorito, agentes blanqueantes o acidos minerales.
Los inconvenientes de estas disoluciones y metodos radican en el hecho de que los productos qmmicos y agentes oxidantes muy agresivos utilizados para la descontaminacion y desinfeccion tienen un alto potencial corrosivo y toxico. Por tanto, el agua y las disoluciones acuosas tratadas se vuelven habitualmente inadecuadas para el consumo humano, y los aparatos o superficies utilizadas pueden resultar danadas por la corrosion.
Por tanto, estas disoluciones qmmicas agresivas para el lavado y enjuague de aparatos, instrumentos y superficies de trabajo se utilizan normalmente en circuitos cerrados.
La aplicacion de la tecnologfa con plata ha aportado una mejora gradual a este problema. El efecto oligodinamico de la plata permite la esterilizacion del agua o disoluciones acuosas con una calidad que es inocua para los seres humanos y cuida los materiales y las superficies. Por tanto, la tecnologfa con plata se utiliza tambien en la produccion, tratamiento y garantfa de la calidad del agua potable.
En consecuencia, se trabaja constantemente para mejorar la eficacia de la tecnologfa con plata. Por ejemplo, a partir del documento WO 2005/023206 A2 y del documento DE 100 54 248 A1 son conocidos procedimientos mas recientes que aprovechan las propiedades de las nanopartfculas para lograr, a traves de una superficie muy grande, una liberacion acelerada de iones plata.
A partir del documento WO 01/143788 A2 es conocido un dispositivo que esta revestido con un polfmero que comprende un coloide. El coloide se origina en este caso mediante la reaccion de una primera sal, que puede ser una sal de plata y/o de rutenio, con una segunda sal, que puede ser un ascorbato. El documento WO 01/143788 A2 describe ademas un procedimiento para preparar un revestimiento polimerico que contiene coloide, que comprende lata, rutenio y ascorbato, en el cual el ascorbato sirve para formar con sales de plata y/o de rutenio un coloide, que origina luego una capacidad incrementada para la absorcion de iones antimicrobianos y una modificacion de la cinetica de liberacion de los iones oligodinamicos.
El interes comercial acerca de materiales y metodos para mantener la calidad del agua o, en general, la calidad de disoluciones acuosas para los seres humanos por medio de la tecnologfa con plata se subraya por la ya amplia distribucion comercial de productos correspondientes, bajo los nombres comerciales mas variados.
Los inconvenientes de los metodos conocidos en la tecnologfa con plata son un inicio de la accion fuertemente retardado despues del contacto de la plata con el agua, y una accion selectiva solamente antibacteriana. Por tanto, en la mayona de los casos se necesitan por lo general varias horas, con frecuencia incluso significativamente mas tiempo, hasta que, tras el contacto de la plata con agua contaminada se liberan de la superficie iones plata suficientes para conseguir una suficiente mortandad de los microorganismos y una esterilizacion del agua.
Por lo tanto, la tecnologfa con plata presenta dos campos problematicos: 1. la aparicion retrasada en el tiempo de la accion germicida y 2. el espectro de accion limitado para la descontaminacion y desinfeccion eficaces del agua o disoluciones acuosas, con el fin de destruir o eliminar microorganismos y biomoleculas problematicas. Por tanto, constantemente se buscan metodos y procedimientos mejorados para aumentar la eficacia de la tecnologfa con plata.
Ademas, los nuevos hallazgos de la moderna biologfa molecular y la tecnologfa genetica muestran que, ademas de
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los microorganismos, tambien informaciones geneticas aisladas, genes individuales o incluso partes de los mismos, y ciertas protemas ya son suficientes para desencadenar enfermedades o provocar alteraciones geneticas indeseadas (Elhafi et al., 2004). As^ pues, una descontaminacion eficaz de superficies para destruir o eliminar biomoleculas activas constituina una ganancia de seguridad adicional en todos los ambitos de la calidad del agua y la higiene.
Por consiguiente, existe en la practica una necesidad de materiales, metodos y procedimientos mejorados para la descontaminacion completa y la desinfeccion eficaces, y sobre todo tambien no toxicas y no corrosivas, del agua o disoluciones acuosas, con el fin de destruir o eliminar microorganismos y biomoleculas activas, como por ejemplo ADN, ARN y protemas.
Compendio de la invencion
Por tanto, es objeto de la presente invencion superar los inconvenientes de la tecnica anterior y desarrollar nuevos materiales y procedimientos que consigan un efecto mejorado y ampliado de la tecnologfa con plata.
Este objeto se logra, segun la invencion, por que el revestimiento comprende adicionalmente al menos una vitamina o al menos un derivado de una vitamina y al menos una sustancia superficialmente activa, siendo la vitamina acido ascorbico.
Las moleculas de rutenio sobre la superficie de plata, o en contacto directo con moleculas de plata, sirven en este caso para una liberacion mas rapida de iones plata, pero tambien, al mismo tiempo, como "puntos de anclaje" para la fijacion y complejacion de moleculas de acido ascorbico o sus derivados.
Ademas, el objeto se resuelve mediante un procedimiento para revestir un dispositivo, en concreto mediante la aplicacion de un revestimiento de rutenio sobre una superficie de plata o que contiene plata del dispositivo, o aplicacion de un revestimiento de plata sobre el dispositivo y posterior aplicacion de un revestimiento de rutenio sobre el revestimiento de plata, o puesta en contacto de un revestimiento de plata y un revestimiento de rutenio, o aplicacion de partmulas de rutenio-plata sobre el dispositivo; y aplicacion de al menos una vitamina o al menos un derivado de una vitamina y al menos una sustancia superficialmente activa sobre la superficie que comprende plata y rutenio del dispositivo, siendo la vitamina acido ascorbico.
En la invencion presente, se mejora significativamente el efecto oligodinamico, en sf conocido, de la plata para la reduccion de germenes y se refuerza mediante la combinacion de la plata con rutenio y acido ascorbico o sus derivados, asf como una sustancia superficialmente activa. Estas nuevas superficies metalicas bioactivas conducen a una destruccion mas rapida y mas eficiente de microorganismos. Al mismo tiempo, estas nuevas superficies metalicas impiden la infestacion con microorganismos y la adhesion o deposicion estable de biomoleculas, como ADN, ARN o protemas. De este modo se obtiene una superficie autolimpiante que, al contacto con agua o disoluciones acuosas, produce muy rapidamente y de manera eficiente la esterilidad, y durante penodos de tiempo mas largos.
La superficie que contiene plata o la superficie de plata que se coutiliza segun la invencion puede ser la superficie de un material compacto o macizo correspondiente. Sin embargo, en principio esta superficie tambien puede comprender cualquier otro material (por ejemplo, material sintetico, ceramica, vidrio, etc.) que tenga aplicado un delgado revestimiento que contenga plata, que junto con el revestimiento de rutenio externo aplicado forme un eficaz sistema en sandwich de rutenio-plata con una capa inferior o sustrato de plata o aleacion de plata y una capa externa, capa superior o capa de revestimiento de rutenio, permeable a la humedad o al agua.
Los revestimientos o sistemas de revestimiento, es decir, el revestimiento de rutenio y una capa inferior de plata eventualmente requerida (generalmente con un espesor de 2-10 pm) se aplican o depositan preferiblemente de manera galvanica. Tambien son metodos de chapado adecuados para ello otros metodos de revestimiento, como los procedimientos de PVD, de CVD, de pulverizacion catodica, de sol-gel y por reduccion.
La aplicacion de los revestimientos de rutenio se controla en este caso de manera que la superficie que contiene plata esta en contacto de humedad con el entorno, o puede entrar en contacto de humedad con el entorno, a traves de superficies libres continuas, preferiblemente configuradas finamente, aberturas, poros, grietas, intersticios o similares en el revestimiento de rutenio, y asf se garantiza un contacto de humedad entre la plata y el rutenio. Si la superficie de plata esta ocupada por racimos de rutenio, se puede intensificar de manera ventajosa el efecto oligodinamico de la plata. Las capas de rutenio, que preferiblemente son arracimadas y son porosas o contienen microfisuras, en combinacion con plata permiten una liberacion mucho mas eficaz de iones de plata hacia el entorno. Preferiblemente, se aplica rutenio en un espesor en el rango de nanometros o micrometres, habiendose revelado particularmente util un espesor de, como maximo, aproximadamente 2 pm, en particular aproximadamente 0,05 pm, y, como mmimo, aproximadamente 0,005-0,01 pm.
Sin embargo, tambien se pueden utilizar partfculas de Ag-Ru en las que plata y rutenio estan en contacto electricamente conductor y la humedad o el agua mojan ambos metales. Las partfculas bimetalicas de plata-rutenio pueden presentarse en el rango micrometrico o nanometrico, preferiblemente en el rango nanometrico, con un tamano de aproximadamente <50 nm. Las partfculas de plata y de rutenio tambien pueden ser eficaces como
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partfculas individuals, si existe un contacto metalico estrecho entre ambos tipos de partfculas.
Las partfculas metalicas de tamano nanometrico y micrometrico se pueden obtener, por ejemplo, mediante procedimientos de molienda, electroqmmicos, de reduccion qmmica, de electroforesis capilar, de smtesis hidrotermica, de PVD, de CVD o metodos sol-gel. Segun el estado de la tecnica se preparan, preferiblemente con fines catalfticos, nanopartfculas de rutenio-plata (Wu et al., 1990 II), de platino-rutenio (Schmidt et al., 1998), de rutenio-cobre (Wu et al., 1990 I), y de rutenio-oro (Wu et al., 1990 II).
La electrodeposicion, en particular la deposicion de las capas de rutenio preferiblemente arracimadas, porosas o con microfisuras, segun la invencion, se puede controlar selectivamente mediante la eleccion de un electrolito adecuado, el contenido de metal en el electrolito, la temperatura del electrolito, el valor de pH del electrolito, la duracion de la deposicion o el tiempo de tratamiento, y/o por medio de la densidad de corriente o la cantidad de corriente. Por lo tanto, tambien la estructura y las dimensiones de los racimos de rutenio, (micro)poros y microfisuras de la capa de rutenio segun la invencion estan determinadas, en particular, por las condiciones de electrodeposicion elegidas, de modo que se pueden ajustar o configurar el espesor y la estructura de la capa de rutenio en funcion de las necesidades y adaptarlos de manera optima al uso pretendido respectivo. En la electrodeposicion, no solo se puede emplear una conduccion convencional del proceso, simple y conocida, en donde se pueden depositar simplemente de forma consecutiva las capas individuales de un sistema en sandwich de rutenio-plata segun la invencion, sino que tambien se pueden utilizar para este proposito sistemas de electrolito disponibles comercialmente, conocidos y probados.
Antes del revestimiento, preferiblemente se limpian primeramente las superficies y se someten a un decapado y/o un enjuague. En caso de un dispositivo que no sea electricamente conductor, antes de la aplicacion de un revestimiento de plata y rutenio se debe tratar previamente la superficie del dispositivo conforme a un metodo de galvanoplastia conocido, para posibilitar un revestimiento con plata y rutenio resistente a la despegadura.
Una primera indicacion de la especial interaccion sinergica entre rutenio y acido ascorbico la proporciona el hallazgo de que el rutenio se puede utilizar de manera muy eficaz en nuevas disoluciones para descontaminacion con derivados de vitaminas, iones metalicos y detergentes.
Se han desarrollado nuevas disoluciones y procedimientos con iones metalicos divalentes o trivalentes, derivados de vitaminas y detergentes que superan los inconvenientes del estado de la tecnica en cuanto a disoluciones universales de desinfeccion y descontaminacion, y no trabajan con productos qmmicos corrosivos agresivos o agentes fuertemente oxidantes, y ademas descontaminan por completo los sustratos tratados, a temperatura ambiente o temperaturas ligeramente elevadas.
Se sabe que, en cantidades fisiologicas de concentraciones micromolares, los antioxidantes en combinacion con iones metalicos divalentes pueden conducir esporadicamente a danos y roturas parciales de cadena en moleculas de acido nucleico (Padayatty et al., 2003; Blokhina et al., 2003; Veal et al., 1991). Sin embargo, estos son solo resultados esporadicos y aislados que solo son aplicables al respectivo caso particular.
El ensayo sistematico de nuevas combinaciones de iones metalicos, derivados de vitaminas y detergentes ha conducido al desarrollo de nuevas disoluciones para descontaminacion y desinfeccion muy eficaces y universales. Ademas, las investigaciones mas recientes en este sentido prueban que tambien el rutenio tiene un efecto sinergico muy eficaz en este sistema (vease la Figura 1).
Sorprendentemente, se ha encontrado ahora, ademas, que la incubacion de superficies metalicas revestidas con plata y rutenio, de nuevo desarrollo, en disoluciones de acido ascorbico conduce a una fijacion y complejacion espontaneas de las moleculas de acido ascorbico sobre las moleculas de rutenio. Se forma de este modo sobre la superficie metalica un deposito persistente de moleculas de acido ascorbico. Tambien es posible un revestimiento de plata y rutenio dispuesto de manera contigua, siempre y cuando exista un contacto metalico. Tambien es concebible una capa de plata porosa, con microfisuras, sobre una capa porosa de rutenio, siempre que se produzca un contacto entre ambos metales a traves de una disolucion acuosa. Estos sistemas de revestimiento de nuevo desarrollo, a base de plata, rutenio, acido ascorbico y tensioactivos inertes, poseen propiedades sorprendentes y totalmente nuevas.
Las nuevas propiedades de estas superficies metalicas conducen a una destruccion de microorganismos mucho mas rapida y mas eficaz de lo que es posible segun el estado de la tecnica con los materiales y procedimientos actuales.
Esto resulta obvio al comparar, en cuanto a eficacia germicida, distintas muestras de plata con revestimientos de plata/rutenio tras un tratamiento con acido ascorbico.
Se doto galvanicamente de respectivos revestimientos microporosos a laminas redondas de plata, de 1,3 cm de diametro, y despues se incubaron durante 24 horas en disolucion acuosa 0,5 M de acido ascorbico. Despues de la incubacion, se lavaron las laminas dos veces con agua esteril. Una lamina de plata/rutenio (Ag/Ru) asf tratada con acido ascorbico muestra una destruccion de germenes mucho mas rapida que las muestras comparativas. Por ejemplo, las bacterias de un cultivo de ensayo ya se vieron reducidas drasticamente en numero al cabo de 2 a
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20 minutes, o incluso fueron eliminadas por complete (veanse las Figuras 2A a 2D). Despues del tratamiento con acido ascorbico, las distintas muestras comparativas con lamina de plata pura (Ag), lamina de plata con revestimiento de oro (Ag/Au) o lamina de plata con revestimiento de paladio y mquel (Ag/Pd/Ni) muestran la primera reduccion significativa del recuento de germenes solamente al cabo de un tiempo de contacto o de accion de aproximadamente 60 minutos, sin lograr la destruccion completa de todos los germenes en este pertedo de tiempo.
Tampoco un lavado repetido con agua esteril de las superficies de plata-rutenio tratadas con acido ascorbico produjo una reduccion significativa de la elevada accion antibacteriana (veanse las Figuras 3A a 3D). Esto demuestra que las moleculas de acido ascorbico han experimentado una fuerte fijacion a la superficie de plata y rutenio y forman un deposito. Ademas, existe una interaccion sinergica especial entre los tres componentes.
En caso necesario, el deposito de acido ascorbico se puede reponer mediante una simple aplicacion de una disolucion acuosa de acido ascorbico, o incluso con solo hacer pasar la misma. Como alternativa, la reposicion del deposito tambien se puede efectuar mediante una nueva incubacion en una disolucion de acido ascorbico.
El hecho de completar el deposito de acido ascorbico mediante la aplicacion de una delgada capa de acido ascorbico y detergentes proporciona el efecto adicional especial de que ahora tambien se degradan de forma rapida y por completo moleculas de acido nucleico al contacto con esta superficie. Un nuevo punto crucial para la formacion persistente de deposito son en este caso las capas de rutenio-plata arracimadas, porosas o con microfisuras, preferidas segun la invencion, que favorecen una eficaz formacion de deposito.
Constituye un inconveniente del estado de la tecnica en cuanto a la tecnologfa con plata, pero tambien para la mayona de las superficies bioactivas en general, la falta de una funcion de degradacion para biomoleculas problematicas tales como ADN, ARN o protemas. Investigaciones propias demuestran que distintas superficies de plastico o metal no tienen efecto degradante alguno, o tienen solamente un efecto degradante muy limitado, sobre moleculas de ADN (vease la Figura 4).
El efecto sinergico especial de los nuevos revestimientos de Ag/Ru en combinacion con acido ascorbico y detergentes se pone de manifiesto en estudios sobre la estabilidad de moleculas de ADN sobre superficies asf revestidas. Si se aplican como contaminacion sobre estas superficies muestras definidas de ADN, el analisis mediante gel de agarosa y electroforesis muestra una degradacion rapida y completa en el transcurso de 30 minutos a 24 horas. Analisis adicionales utilizando la tecnologfa de PCR, muy sensible, muestran que las moleculas de ADN aplicadas ya no son detectables despues de transcurridos solamente 30 minutos (vease la Figura 6). Una muestra comparativa sobre una superficie de plastico no muestra, en este pertedo de tiempo, ninguna degradacion del ADN. Por lo tanto, las nuevas superficies bioactivas tienen la propiedad adicional de una superficie autolimpiante para biomoleculas problematicas.
Es un objeto adicional de la presente invencion el uso del revestimiento segun la invencion para producir y mantener la esterilidad del agua o disoluciones acuosas, para salvaguardar la higiene y calidad del agua.
Otras realizaciones ventajosas de la presente invencion se desprenden de los objetos de las reivindicaciones dependientes.
La accion eficaz de las nuevas superficies metalicas es mas sorprendente dado que, como se ha demostrado, cada uno de los componentes individuales no muestra una accion eficaz comparable.
Solo la carga de superficies metalicas o revestimientos de plata y rutenio con al menos una vitamina o sus derivados, y detergentes, conduce a un efecto sinergico y a una desinfeccion acelerada y mas eficaz de disoluciones acuosas y a la degradacion de biomoleculas problematicas en estas superficies metalicas o revestimientos.
Por tanto, las superficies metalicas o revestimientos a producir segun la invencion contienen plata, rutenio y acido ascorbico o sus derivados, asf como al menos una sustancia superficialmente activa.
La vitamina o sus sales o derivados con acido que preferiblemente se coutilizan segun la invencion son uno o varios compuestos y/o sales de los mismos seleccionados del grupo de las vitaminas solubles en agua que tienen las propiedades de los antioxidantes, en concreto la vitamina C. Se coutiliza en cantidades de aproximadamente 1 mM a 1.000 mM, referidas al total de la disolucion, preferiblemente en cantidades de aproximadamente 10 mM a 100 mM.
Se puede lograr un incremento adicional del efecto mediante la aplicacion de capas delgadas de acido ascorbico o sus derivados y sustancias superficialmente activas adicionales. Las sustancias superficialmente activas que se coutilizan segun la invencion son tensioactivos inertes anionicos, no ionicos, anfoteros o cationicos, o bien mezclas adecuadas de unos con otros o entre sf En particular, se pueden utilizar alquil-eter-sulfatos, alquil- y/o arilsulfonatos, alquilsulfatos, tensioactivos anfoteros, betamas, alquilamidoalquilaminas, aminoacidos sustituidos con alquilo, iminoacidos sustituidos con alquilo, aminoacidos acilados y combinaciones de tensioactivos anfoteros. Son adecuados, en principio, todos los tensioactivos inertes. Inerte significa que no afecta ni a la disolucion sinergica ni al resultado experimental. Segun la invencion se prefieren tensioactivos anionicos y no ionicos.
Se utilizan en cantidades de aproximadamente 0,1 a 10% en peso, referidas al total de la disolucion, preferiblemente
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en cantidades de aproximadamente 0,2 a 0,5% en peso.
Sobre las superficies bioactivas segun la invencion se pueden aplicar, ademas, iones metalicos divalentes y/o trivalentes. Se trata de iones de metales del 4° penodo y/o los subgrupos I, II y VIII del sistema periodico de los elementos. Se utilizan en forma de sus sales con acidos o bases organicos y/o inorganicos. Se prefieren segun la invencion uno o mas compuestos seleccionados del subgrupo VIII, en particular hierro, cobalto, mquel, cobre o cinc.
Se utilizan en cantidades de aproximadamente 1 mM a 100 mM, referidas al total de la disolucion, preferiblemente en cantidades de aproximadamente 5 mM a 10 mM.
Sobre las superficies bioactivas segun la invencion tambien se pueden aplicar, ademas, otras sustancias auxiliares y aditivas inertes comunes como, por ejemplo, sustancias tampon adecuadas para el ajuste de un valor de pH definido, como Tris (tris(hidroximetil)aminometano), MES (acido 2-(morfolino)etanosulfonico), HEPES (acido 2-[4-(2- hidroxietil)-1-piperazinil]etanosulfonico), MOPS (acido 3-(N-morfolino)propanosulfonico), carbonatos y derivados del acido succmico. Estas sustancias tampon se utilizan en cantidades de aproximadamente 1 mM a 500 mM, referidas al total de la disolucion.
Como tiempo de contacto o de actuacion entre las superficies metalicas bioactivas segun la invencion y el agua o las disoluciones acuosas, por regla general son suficientes alrededor de 5 a 20 minutos a temperatura ambiente o temperatura ligeramente elevada para la descontaminacion y desinfeccion completas. Sin embargo, los procedimientos aplicados se pueden modificar y adaptar a las necesidades respectivas.
La presente invencion permite el desarrollo de nuevas superficies bioactivas para aplicaciones de higiene y para la produccion de agua de alta calidad por medio de revestimientos de plata, rutenio y acido ascorbico o sus derivados, asf como una sustancia superficialmente activa. Con ello, se logra un nuevo salto de calidad en la descontaminacion y desinfeccion mediante la tecnologfa con plata, ya que de este modo es posible una accion antimicrobiana mas rapida combinada con una proteccion sostenida a largo plazo. Al mismo tiempo, se evita que biomoleculas activas, como ADN, ARN o protemas, se depositen de manera estable en la superficie.
La invencion se ilustra por medio de las siguientes figuras ilustrativas y ejemplos de ejecucion.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 muestra aqu el efecto sinergico especial entre rutenio y acido ascorbico con el ejemplo de la degradacion de moleculas de ADN.
Las Figuras 2A-D muestran la accion antimicrobiana potenciada de los revestimientos de plata, rutenio y acido ascorbico segun la invencion, en comparacion con otras muestras de plata del estado de la tecnica.
Las Figuras 3A-D muestran el mismo ensayo que la Figura 2 despues de que las laminas metalicas identicas a las de la Figura 2 se hubieran lavado de nuevo con agua esteril y se hubieran secado.
La Figura 4 muestra un analisis de la estabilidad de moleculas de ADN sobre diversas superficies.
La Figura 5 muestra un analisis de la eficaz degradacion de ADN sobre las nuevas superficies metalicas con un revestimiento especial.
La Figura 6 muestra un analisis mediante PCR de muestras de ADN despues de distintos tiempos de contacto con las nuevas superficies metalicas revestidas segun la invencion.
Ejemplos y descripcion de distintas y preferidas realizaciones de la invencion
La Figura 1 muestra el efecto sinergico especial entre rutenio y acido ascorbico con el ejemplo de la degradacion de moleculas de ADN. Se trataron durante 2 minutos porciones alfcuotas identicas de plasmidos de ADN (YEp351) con las disoluciones de prueba 1-7 que figuran a continuacion. Posteriormente, se desnaturalizaron las muestras de ADN y separaron por electroforesis en gel, sobre un gel de agarosa (al 1%), las moleculas de ADN de cadena sencilla. Despues de tenir con bromuro de etidio, se obtienen las imagenes representadas. El testigo muestra el ADN intacto del plasmido tras el tratamiento con agua esteril. Mediante la induccion de roturas de cadena, se reduce el peso molecular de las moleculas de ADN en cuestion. Esto se puede determinar en el gel por comparacion con el testigo y el marcador de peso molecular. En cada caso 5 |jg de ADN, en 5 jl de tampon de Tris (1 mM; pH 8,0) esteril, se trataron durante 2 minutos, a temperatura ambiente, con 5 jl de las soluciones de prueba 1-7 que figuran a continuacion. Posteriormente, se mezclaron las muestras con 5 jl de Tris 100 mM (pH 12), se anadio marcador de azul de bromofenol, y se desnaturalizo durante 5 minutos a 95°C. Se enfriaron inmediatamente a 4°C las muestras desnaturalizadas, y se aplicaron en cada caso porciones alfcuotas de 1 jg de ADN en cada carril del gel. Despues de la electroforesis en gel en el gel de agarosa al 1%, se tino el ADN con bromuro de etidio y se fotografio.
Datos de las muestras:
M: marcador de ADN en escalera de 1 kb; K: testigo: ADN + 5 jl de H2O esteril; 1: acido ascorbico 100 mM + FeCh
5
10
15
20
25
30
35
40
45
10 mM; 2: acido ascorbico 10 mM + FeCl3 1 mM; 3: acido ascorbico 100 mM + RuCl3 10 mM; 4: acido ascorbico 10 mM + RuCl3 1 mM; 5: acido ascorbico 100 mM + AgNO3 10 mM; 6: acido benzoico 10 mM; 7: acido ascorbico 100 mM.
Las Figuras 2A-D muestran la accion antimicrobiana potenciada de los nuevos revestimientos de plata, rutenio y acido ascorbico, en comparacion con otras muestras de plata. Se incubaron las laminas metalicas (de 1,3 cm de diametro) en disolucion 0,5 M de acido ascorbico, despues se lavaron con agua esteril y se secaron. Tras el secado, se pusieron las muestras en 1 ml de agua esteril que contema en cada caso 105 bacterias de la cepa estandar RRI de Escherichia coli. Se determino el numero de bacterias vivas al cabo de 1, 5, 20 y 60 minutos de incubacion, y se expreso en una escala de 105 a 100.
Muestras: 0: solo H2O esteril; 1: lamina de plata pura (Ag); 2: lamina de plata con rutenio (Ag/Ru); 3: lamina de plata
con oro (Ag/Au); 4: lamina de plata con paladio y mquel (Ag/Pd/Ni); 5: acido ascorbico 100 mM, FeCh 10 mM;
6: acido ascorbico 100 mM, RuCh 10 mM (5 + 6 cada uno con 0,3% de SDS y 0,2% de Tween 20).
Las Figuras 3A-D muestran el mismo ensayo que la Figura 2 despues de que las laminas metalicas identicas a las de la Figura 2 se hubieran lavado de nuevo con agua esteril y se hubieran secado. Despues del secado, se pusieron de nuevo las muestras en 1 ml de agua esteril que contema en cada caso 105 bacterias de la cepa estandar RRI de Escherichia coli. Se determino el numero de bacterias vivas al cabo de 1, 5, 20 y 60 minutos de incubacion, y se expreso en una escala de 10 a 10 .
Muestras: 0: solo H2O esteril; 1: lamina de plata pura (Ag); 2: lamina de plata con rutenio (Ag/Ru); 3: lamina de plata con oro (Ag/Au); 4: lamina de plata con paladio y mquel (Ag/Pd/Ni); 5: acido ascorbico 100 mM, FeCh 10 mM;
6: acido ascorbico 100 mM, RuCh 10 mM, (5 + 6 cada uno con 0,3% de SDS y 0,2% de Tween 20).
La Figura 4 muestra un analisis de la estabilidad de moleculas de ADN sobre distintas superficies. En cada caso, se aplicaron gota a gota 50 pl de una disolucion de ADN (25 ng/pl) sobre las superficies. Al cabo de 24 horas se tomaron porciones alfcuotas de 2 pl cada una y se examinaron en gel de agarosa analttico. Despues de la electroforesis en gel sobre gel de agarosa al 1%, se tino con bromuro de etidio el ADN y se fotografio. Se utilizo como superficie testigo material plastico esteril.
Aplicacion sobre el gel:
K: muestra testigo de superficie de plastico
M: marcador/escalera de 1 kb
1: muestra de ADN de Ag despues del tratamiento con acido ascorbico 2: muestra de ADN de Ag/Au despues del tratamiento con acido ascorbico 3: muestra de ADN de Ag/Ru despues del tratamiento con acido ascorbico 4: muestra de ADN de Pd/Ni despues de tratamiento con acido ascorbico
La Figura 5 muestra un analisis de la degradacion eficaz del ADN sobre las nuevas superficies metalicas con revestimiento especial. Al revestimiento de Ag/Ru se le proveyo adicionalmente de una delgada capa de acido ascorbico, iones metalicos y detergentes. Para ello se aplico a la superficie mediante inmersion rapida una disolucion con acido ascorbico 100 mM, FeCh 10 mM, 0,3% de SDS, y 0,2% de Tween 20, dejando escurrir y secando. Posteriormente, se anadieron gota a gota sobre la superficie 50 pl de una disolucion de ADN (25 ng/pl). Transcurridos los tiempos especificados se tomaron porciones alfcuotas de 2 pl en cada caso y, tras electroforesis en gel sobre gel de agarosa al 1%, se tino con bromuro de etidio el ADN y se fotografio. Se utilizo como superficie testigo material plastico esteril.
Aplicacion sobre el gel:
M: marcador/escalera de 1 kb
K1: muestra testigo de la superficie de plastico, transcurridos 30 minutos K2: muestra testigo de la superficie de plastico, transcurrida 1 hora K3: muestra testigo de la superficie de plastico, transcurridas 4 horas K4: muestra testigo de la superficie de plastico, transcurridas 24 horas Ab1: muestra de ADN de la superficie revestida, transcurridos 30 minutos Ab2: muestra de ADN de la superficie revestida, transcurrida 1 hora
5
10
15
20
25
30
35
40
Ab3: muestra de ADN de la superficie revestida, transcurridas 4 horas Ab4: muestra de ADN de la superficie revestida, transcurridas 24 horas
La Figura 6 muestra un analisis por PCR de muestras de ADN despues de distintos tiempos de contacto con las nuevas superficies metalicas revestidas. A los revestimientos de Ag/Ru se les proveyo adicionalmente de una delgada capa de acido ascorbico, iones metalicos y detergentes. Para ello, se aplico a la superficie mediante una breve inmersion una disolucion con acido ascorbico 100 mM, FeCl3 10 mM, 0,3% de SDS y 0,2% de Tween 20, dejando escurrir y secando. Posteriormente, se anadieron gota a gota sobre la superficie 50 pl de una disolucion de aDn (0,1 ng/pl). Transcurridos los tiempos especificados se tomaron porciones alfcuotas de 2 pl en cada caso y en cada caso se transfirieron con pipeta a una mezcla de reaccion para PCR de 50 pl. La mezcla de reaccion para PCR contiene pares de cebadores para la amplificacion del ADN de prueba (gen scPCPI de la levadura). Los testigos (+/-) indican si la reaccion de PCR ha discurrido correctamente. Una banda de 780 pares de bases (pb) del ADN de prueba indica que todavfa estan presentes moleculas de ADN intactas de este gen. En caso de una eliminacion o destruccion completas del ADN de prueba, no se detecta en el gel ninguna banda de ADN amplificada.
Despues de la electroforesis en gel sobre gel de agarosa al 1%, se tino con bromuro de etidio el ADN y se fotografio. Se utilizo como superficie testigo material plastico esteril.
Aplicacion sobre el gel:
+: testigo positivo de la reaccion de PCR con ADN de prueba -: testigo negativo de la reaccion de PCR sin ADN M: marcador/escalera de 1 kb
K1: muestra testigo de la superficie de plastico, transcurridos 30 minutos K2: muestra testigo de la superficie de plastico, transcurrida 1 hora K3: muestra testigo de la superficie de plastico, transcurridas 4 horas Ab1: muestra de ADN de la superficie revestida, transcurridos 30 minutos Ab2: muestra de ADN de la superficie revestida, transcurrida 1 hora Ab3: muestra de ADN de la superficie revestida, transcurridas 4 horas Bibliograffa
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Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Revestimiento bioactivo que comprende al menos rutenio o partfculas bimetalicas de plata-rutenio y esta aplicado sobre una superficie de plata o que contiene plata o bien esta en contacto con un revestimiento de plata, caracterizado por que el revestimiento comprende adicionalmente al menos una vitamina o al menos un derivado de una vitamina y al menos una sustancia superficialmente activa, siendo la vitamina acido ascorbico.
  2. 2. Revestimiento bioactivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el mismo esta configurado de manera que contactos de plata-rutenio estan en un contacto de humedad con el entorno.
  3. 3. Revestimiento bioactivo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el mismo comprende al menos un ion metalico divalente o trivalente, siendo el ion metalico un ion de uno de los metales del 4° penodo y/o de los subgrupos I, II u VIII del sistema periodico de los elementos.
  4. 4. Revestimiento bioactivo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la sustancia superficialmente activa es al menos un compuesto del grupo de los tensioactivos anionicos, no ionicos, anfoteros o cationicos, o una mezcla apropiada de estos compuestos.
  5. 5. Revestimiento bioactivo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el revestimiento que contiene rutenio tiene un espesor de al menos 5-10 nm y, como maximo, 2 pm.
  6. 6. Procedimiento para revestir un dispositivo mediante:
    aplicacion de un revestimiento de rutenio sobre una superficie de plata o que contiene plata del dispositivo, o aplicacion de un revestimiento de plata sobre el dispositivo y posterior aplicacion de un revestimiento de rutenio sobre el revestimiento de plata, o puesta en contacto de un revestimiento de plata y un revestimiento de rutenio, o aplicacion de partfculas de rutenio-plata sobre el dispositivo; y
    aplicacion de al menos una vitamina o al menos un derivado de una vitamina y al menos una sustancia superficialmente activa sobre la superficie que comprende plata y rutenio del dispositivo, siendo la vitamina acido ascorbico.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado por que se aplica el revestimiento de rutenio con un espesor de al menos 5-10 nm y, como maximo, 2 pm.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 6 o 7, caracterizado por que se aplica el revestimiento de plata con un espesor de 2-10 pm.
  9. 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que se preparan las partfculas de plata-rutenio como partfculas bimetalicas unidas metalicamente entre sf
  10. 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que se preparan partfculas de rutenio y de plata como partfculas de metal puro y se llevan a un contacto metalico estrecho para preparar las partfculas de plata-rutenio.
  11. 11. Uso del revestimiento bioactivo segun una de las reivindicaciones 1 a 5 para la descontaminacion o desinfeccion de agua o disoluciones acuosas.
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