RU2807836C1 - Antibacterial, anti viral, anti fungal paint materials - Google Patents

Antibacterial, anti viral, anti fungal paint materials Download PDF

Info

Publication number
RU2807836C1
RU2807836C1 RU2023111990A RU2023111990A RU2807836C1 RU 2807836 C1 RU2807836 C1 RU 2807836C1 RU 2023111990 A RU2023111990 A RU 2023111990A RU 2023111990 A RU2023111990 A RU 2023111990A RU 2807836 C1 RU2807836 C1 RU 2807836C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paint
varnish
nanoparticles
antibacterial
binder
Prior art date
Application number
RU2023111990A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Сергеевна Евплонова
Николай Васильевич Яковлев
Татьяна Валерьевна Плаксина
Original Assignee
Акционерное общество "Объединение "Ярославские краски"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Объединение "Ярославские краски" filed Critical Акционерное общество "Объединение "Ярославские краски"
Application granted granted Critical
Publication of RU2807836C1 publication Critical patent/RU2807836C1/en

Links

Abstract

FIELD: antimicrobial component.
SUBSTANCE: group of inventions can be used for painting surfaces operating under conditions of possible microbial contamination. Variants of antibacterial, antiviral, antifungal paint and varnish material containing a binder, pigment, functional additives and/or filler, solvent and antimicrobial component are proposed. The antimicrobial component is a bicomponent nanoparticle with a Janus nanoparticle structure, in which one part is a metal oxide with an average size of 72±18 nm, the other part is a transition metal with an average size of 25±10 nm.
EFFECT: group of inventions makes it possible to increase the antibacterial, antiviral and antifungal properties of the paint and varnish material.
2 cl, 4 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к антимикробным лакокрасочным материалам, обладающим вирулицидной активностью, в том числе в отношении коронавируса SARS-CoV-2, а также антибактериальными и антигрибковыми свойствами. Заявляемое изобретение предназначено для окраски поверхностей, эксплуатирующихся в условиях возможного микробного заражения с возможным применением в виде краски и лака. Антимикробные лакокрасочные материалы представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в водной полимерной дисперсии с добавлением различных модифицирующих, антимикробных, антивирусных и антигрибковых добавок. The invention relates to antimicrobial paint and varnish materials with virucidal activity, including against the SARS-CoV-2 coronavirus, as well as antibacterial and antifungal properties. The claimed invention is intended for painting surfaces operating under conditions of possible microbial contamination with possible use in the form of paint and varnish. Antimicrobial paints and varnishes are a suspension of pigments and fillers in an aqueous polymer dispersion with the addition of various modifying, antimicrobial, antiviral and antifungal additives.

Заявленный материал в виде краски предназначен для ремонтно-строительных работ как самостоятельное финишное покрытие по гипсокартонным, кирпичным, бетонным, оштукатуренным, зашпатлеванным поверхностям в жилых и общественных помещениях. Покрытие устойчивое к мытью с применением мягких моющих средств.The claimed material in the form of paint is intended for repair and construction work as an independent finishing coating on plasterboard, brick, concrete, plastered, putty surfaces in residential and public buildings. The coating is resistant to washing with mild detergents.

Самостоятельный лакокрасочный материал в виде лака предназначен для профилактической защиты уже готовых (окрашенных) поверхностей от распространения болезнетворных организмов в местах скопления людей: медицинские, общественные и дошкольные учреждения, спортивные залы, клубы, офисы, вокзалы, аэропорты, залы станций метрополитена, военные казармы, внутренние поверхности транспортных средств. Предназначен для нанесения по оштукатуренным, зашпатлеванным и окрашенным поверхностям, кирпичу, цементу, бетону, пенобетону, гипсокартону, по обоям, по старой не мелящей водно-дисперсионной краске, дерматину, металлическим, пластиковым поверхностям.An independent paint and varnish material in the form of varnish is intended for the preventive protection of already finished (painted) surfaces from the spread of pathogenic organisms in crowded places: medical, public and preschool institutions, gyms, clubs, offices, train stations, airports, metro station halls, military barracks, interior surfaces of vehicles. Designed for application on plastered, putty and painted surfaces, brick, cement, concrete, foam concrete, plasterboard, wallpaper, old non-chalking water-dispersion paint, leatherette, metal and plastic surfaces.

Известен состав для получения покрытий с бактерицидными свойствами, преимущественно для лакокрасочных материалов, пленкообразователей, пропиток, сухих смесей, которые могут быть использованы в строительстве, медицине и различных других областях техники (патент RU 2186810, C09D 5/14, опубл. 10.08.2002 г). Состав включает лакокрасочный материал, предназначенный для нанесения на защищаемый материал, и металлосодержащий бактерицидный компонент, введенный в ЛКМ. В качестве металлосодержащего бактерицидного компонента использованы наноструктурные частицы металлов с временем жизни не менее трех месяцев в составе и при содержании наноструктурных частиц металлов от 2×10-6 до 0,3 моль в 1 кг ЛКМ. Сочетание компонентов в определенном соотношении позволяет получить экологически безопасное покрытие, используемое как в детских и медицинских учреждениях, так и в быту, т.к. на своей поверхности обладает бактерицидными свойствами, подавляющими болезнетворные бактерии широкого ряда инфекций.A composition is known for producing coatings with bactericidal properties, mainly for paints and varnishes, film formers, impregnations, dry mixtures, which can be used in construction, medicine and various other fields of technology (patent RU 2186810, C09D 5/14, published on 08/10/2002 ). The composition includes a paint and varnish material intended for application to the protected material, and a metal-containing bactericidal component introduced into the paintwork material. Nanostructured metal particles with a lifetime of at least three months in the composition and with a content of nanostructured metal particles from 2×10 -6 to 0.3 mol per 1 kg of paintwork materials were used as a metal-containing bactericidal component. The combination of components in a certain ratio allows you to obtain an environmentally friendly coating, used both in children's and medical institutions, and in everyday life, because on its surface it has bactericidal properties that suppress pathogenic bacteria of a wide range of infections.

Недостатком аналога является сравнительно небольшое время жизни наноструктурных частиц в составе, а также повышенная возможность их коагуляции в процессе нанесения (например, распылением) и образования лакокрасочного покрытия, что снижает биоцидные свойства материала. Так же, у аналога не предоставлены доказательства эффективности в полном объеме потенциальных носителей бактериальных заражений - вирусы, бактерии, грибки, либо данные доказательства очень слабы.The disadvantage of the analogue is the relatively short lifetime of nanostructured particles in the composition, as well as the increased possibility of their coagulation during application (for example, by spraying) and the formation of a paint coating, which reduces the biocidal properties of the material. Also, the analogue does not provide evidence of the full effectiveness of potential carriers of bacterial infections - viruses, bacteria, fungi, or the evidence is very weak.

Аналогами заявляемого изобретения является лакокрасочные композиции, содержащие наноразмерные частицы шунгита и серебра, при содержании наночастиц от 0,005 до 1,0% мас. (заявки RU 2008126129, C09D 5/00, опубл. 10.01.2010 г.; RU 2008126130, C09D 5/14, опубл. 10.01.2010 г; RU 2008126123, C09D 5/14, опубл. 10.01.2010 г).Analogues of the claimed invention are paint and varnish compositions containing nano-sized particles of shungite and silver, with a content of nanoparticles from 0.005 to 1.0% wt. (applications RU 2008126129, C09D 5/00, published 01/10/2010; RU 2008126130, C09D 5/14, published 01/10/2010; RU 2008126123, C09D 5/14, published 10.01. 2010).

Недостатком аналогов является возможная коагуляция наночастиц серебра в процессе образования лакокрасочного покрытия, что снижает антимикробные свойства покрытия, а также сокращает срок хранения продукта.The disadvantage of analogues is the possible coagulation of silver nanoparticles during the formation of the paint coating, which reduces the antimicrobial properties of the coating and also shortens the shelf life of the product.

Известна композиция (патент RU 2497856, C09D5/14, опубл. 10.11.2013г.), которая относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для окраски поверхностей, эксплуатирующихся в условиях возможного микробного заражения, выбранная в качестве прототипа. Лакокрасочная композиция содержит связующее, пигмент, функциональные добавки и/или наполнитель, наноструктурные частицы серебра, полученные при проведении окислительно-восстановительной реакции с использованием природного полисахарида арабиногалактана, растворитель. Изобретение обеспечивает пролонгацию биоцидного действия лакокрасочного покрытия на период до 5 лет и стабильность наночастиц серебра при хранении лакокрасочной композиции и образовании из нее покрытия.There is a known composition (patent RU 2497856, C09D5/14, published on November 10, 2013), which refers to paint and varnish compositions intended for painting surfaces operating under conditions of possible microbial contamination, selected as a prototype. The paint and varnish composition contains a binder, pigment, functional additives and/or filler, nanostructured silver particles obtained by carrying out a redox reaction using the natural polysaccharide arabinogalactan, and a solvent. The invention ensures the prolongation of the biocidal effect of the paint and varnish coating for a period of up to 5 years and the stability of silver nanoparticles during storage of the paint and varnish composition and the formation of a coating from it.

Недостатком известной композиции является невысокая биоцидная активность в отношении вирусов, в частности коронавируса SARS-CoV-2.The disadvantage of the known composition is its low biocidal activity against viruses, in particular the SARS-CoV-2 coronavirus.

Присутствие в природе различных микроорганизмов может оказывать пагубное влияние на здоровье человека. В последнее время возникла повышенная озабоченность со стороны научного сообщества и здравоохранения в связи с ростом числа новых высоковирулентных вирусов, способных вызывать пандемию по всему миру [Phua, J., Weng, L., Ling, L., Egi, M., Lim, C. M., Divatia, J. V., et al. (2020). Intensive care management of coronavirus disease 2019 (COVID-19): challenges and recommendations. The lancet respiratory medicine, 8(5), 506-517. DOI: 10.1016/S2213-2600(20)30161-2]. Коронавирус, вызывающий COVID-19 (Corona Virus Disease 2019 - тяжелая острая респираторная инфекция, вызываемая пандемическим коронавирусом SARS-CoV-2), передается не только воздушно-капельным путем, но и через различные поверхности, которые могут передавать вирус от одного человека к другому. Поэтому существует потребность в антимикробных покрытиях, которые будут предотвращать передачу вируса. Использование лакокрасочных материалов с антивирусными, антибактериальными и антигрибковыми свойствами для защиты поверхностей в медицинских учреждениях, школах, дошкольных учреждениях, вокзалах, аэропортах и других местах скопления людей может помочь в борьбе с новой коронавирусной инфекцией.The presence of various microorganisms in nature can have a detrimental effect on human health. Recently, there has been increased concern from the scientific community and public health due to the increase in the number of new highly virulent viruses that can cause a pandemic around the world [Phua, J., Weng, L., Ling, L., Egi, M., Lim, C. M., Divatia, J. V., et al. (2020). Intensive care management of coronavirus disease 2019 (COVID-19): challenges and recommendations. The lancet respiratory medicine, 8(5), 506-517. DOI: 10.1016/S2213-2600(20)30161-2]. The coronavirus that causes COVID-19 (Corona Virus Disease 2019 is a severe acute respiratory infection caused by the pandemic coronavirus SARS-CoV-2) is transmitted not only through airborne droplets, but also through various surfaces that can transmit the virus from one person to another . Therefore, there is a need for antimicrobial coatings that will prevent viral transmission. The use of paints and varnishes with antiviral, antibacterial and antifungal properties to protect surfaces in medical institutions, schools, preschools, train stations, airports and other crowded places can help in the fight against the new coronavirus infection.

Задачей настоящего изобретения является разработка антимикробных лакокрасочных материалов в виде краски и лака, обладающих вирулицидной активностью в том числе в отношении коронавируса SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome-relatedcoronavirus 2 - пандемический коронавирус человека), а также антибактериальными и антигрибковыми свойствами.The objective of the present invention is to develop antimicrobial paint and varnish materials in the form of paint and varnish that have virucidal activity, including against the SARS-CoV-2 coronavirus (severe acute respiratory syndrome-relatedcoronavirus 2 - human pandemic coronavirus), as well as antibacterial and antifungal properties.

Поставленная задача решается тем, что заявленное изобретение представлено в виде вариантов и содержит связующее, пигмент, функциональные добавки и/или наполнитель, но в отличие от прототипа содержит антимикробный компонент, состоящий из бикомпонентных наночастиц, имеющих структуру янус-наночастиц, в которых одна часть представлена оксидом металла со средним размером 72±18 нм, другая часть представлена переходным металлом со средним размером 25±10 нм.The problem is solved by the fact that the claimed invention is presented in the form of variants and contains a binder, pigment, functional additives and/or filler, but unlike the prototype it contains an antimicrobial component consisting of bicomponent nanoparticles having the structure of Janus nanoparticles, in which one part is represented metal oxide with an average size of 72±18 nm, the other part is represented by a transition metal with an average size of 25±10 nm.

Под лакокрасочным материалом в виде краски понимают заявленное покрытие при следующем соотношении компонентов, масс%:By paint and varnish material in the form of paint we mean the declared coating with the following ratio of components, wt%:

связующее 10-55binder 10-55

пигмент 1,0-20,0pigment 1.0-20.0

функциональные добавки и /или наполнитель 0,5-55functional additives and/or filler 0.5-55

бикомпонентные наночастицы 0,8-1,2bicomponent nanoparticles 0.8-1.2

растворитель-остальное.solvent - the rest.

Под лакокрасочным материалом в виде лака понимают заявленное покрытие при следующем соотношении компонентов, масс%:By paint and varnish material in the form of varnish we mean the declared coating with the following ratio of components, wt%:

связующее 0,5 - 15binder 0.5 - 15

пигмент 0,0 - 1,0pigment 0.0 - 1.0

функциональные добавки и /или наполнитель 0,5-20functional additives and/or filler 0.5-20

бикомпонентные наночастицы 0,8-1,2bicomponent nanoparticles 0.8-1.2

растворитель - остальное.solvent - the rest.

Ниже приведены примеры конкретного осуществления изобретения на примерах получения краски и лака.Below are examples of specific implementations of the invention using examples of the production of paint and varnish.

Пример 1Example 1

Образец лакокрасочного материала (краска) получали в скоростном диссольвере при последовательном введении следующих компонентов, % масс.:A sample of paint and varnish material (paint) was obtained in a high-speed dissolver with the sequential introduction of the following components, wt.%:

- вода 28,58;- water 28.58;

- пигмент - 9;- pigment - 9;

функциональные добавки и наполнитель:functional additives and filler:

- умягчитель - 0,15;- softener - 0.15;

- диспергатор - 0,3;- dispersant - 0.3;

- модификатор реологии и осадка - 0,1;- rheology and sediment modifier - 0.1;

- загуститель целлюлозный - 0,23;- cellulose thickener - 0.23;

- загуститель ассоциативный - 0,76;- associative thickener - 0.76;

- консервант тарный- 0,01;- container preservative - 0.01;

- антифриз - 3;- antifreeze - 3;

- коалисцент- 0,75;- coalescent - 0.75;

- нейтрализатор - 0,15;- neutralizer - 0.15;

- связующее - 15;- binder - 15;

- пеногаситель - 0,2;- defoamer - 0.2;

- наполнитель - 40,79;- filler - 40.79;

- бикомпонентные наночастицы - 0,8.- bicomponent nanoparticles - 0.8.

В водно-дисперсионный лакокрасочный материал бикомпонентные наночастицы вводили в виде водной суспензии. Средний размер оксида металла в бикомпонентных наночастицах составлял 76±11 нм, переходного металла - 24±9 нм.Bicomponent nanoparticles were introduced into a water-dispersed paint and varnish material in the form of an aqueous suspension. The average size of the metal oxide in bicomponent nanoparticles was 76 ± 11 nm, and that of the transition metal was 24 ± 9 nm.

Пример 2Example 2

Образец лакокрасочного материала (краска) получали в скоростном диссольвере при последовательном введении следующих компонентов, % масс.:A sample of paint and varnish material (paint) was obtained in a high-speed dissolver with the sequential introduction of the following components, wt.%:

- вода - 20,39;- water - 20.39;

- связующее - 50;- binder - 50;

- пигмент - 15;- pigment - 15;

- функциональные добавки и наполнитель:- functional additives and filler:

- умягчитель - 0,15;- softener - 0.15;

- диспергатор - 0,8;- dispersant - 0.8;

- загуститель ассоциативный - 3;- associative thickener - 3;

- консервант тарный - 0,01;- container preservative - 0.01;

- антифриз - 3;- antifreeze - 3;

- коалисцент - 1,2;- coalescent - 1.2;

- пеногаситель- 0,25;- defoamer - 0.25;

- наполнитель - 5;- filler - 5;

- бикомпонентные наночастицы - 1,2.- bicomponent nanoparticles - 1.2.

В водно-дисперсионный лакокрасочный материал бикомпонентные наночастицы вводили в виде водной суспензии. Средний размер оксида металла в бикомпонентных наночастицах составлял 76±11 нм, переходного металла - 24±9 нм.Bicomponent nanoparticles were introduced into a water-dispersed paint and varnish material in the form of an aqueous suspension. The average size of the metal oxide in bicomponent nanoparticles was 76 ± 11 nm, and that of the transition metal was 24 ± 9 nm.

Пример 3Example 3

Образец лакокрасочного материала (лак) получали в скоростном диссольвере при последовательном введении следующих компонентов, % масс.:A sample of paint and varnish material (varnish) was obtained in a high-speed dissolver with the sequential introduction of the following components, wt.%:

- вода - 92,51.- water - 92.51.

- связующее - 2;- binder - 2;

- функциональные добавки и наполнитель:- functional additives and filler:

- умягчитель - 0,15;- softener - 0.15;

- диспергатор - 0,4;- dispersant - 0.4;

- модификатор реологии и осадка - 0,05;- rheology and sediment modifier - 0.05;

- загуститель целлюлозный - 0,18;- cellulose thickener - 0.18;

- загуститель ассоциативный - 0,6;- associative thickener - 0.6;

- консервант тарный - 0,01;- container preservative - 0.01;

- антифриз - 3;- antifreeze - 3;

- коалисцент - 0,1;- coalescent - 0.1;

- нейтрализатор - 0,1;- neutralizer - 0.1;

- пеногаситель - 0,2;- defoamer - 0.2;

- бикомпонентые наночастицы - 0,8.- bicomponent nanoparticles - 0.8.

В лакокрасочный состав бикомпонентные наночастицы вводили в виде водной суспензии. Средний размер оксидного компонента в бикомпонентных наночастицах составляет 71±7 нм, переходного металла - 21±5 нм.Bicomponent nanoparticles were introduced into the paint and varnish composition in the form of an aqueous suspension. The average size of the oxide component in bicomponent nanoparticles is 71±7 nm, the transition metal - 21±5 nm.

Пример 4Example 4

Образец лакокрасочного материала (лак) получали в скоростном диссольвере при последовательном введении следующих компонентов, % масс.:A sample of paint and varnish material (varnish) was obtained in a high-speed dissolver with the sequential introduction of the following components, wt.%:

- вода 91,91- water 91.91

- связующее - 2,1;- binder - 2.1;

- функциональные добавки и наполнитель:- functional additives and filler:

- умягчитель - 0,15;- softener - 0.15;

- диспергатор- 0,4;- dispersant - 0.4;

- модификатор реологии и осадка - 0,05;- rheology and sediment modifier - 0.05;

- загуститель целлюлозный - 0,18;- cellulose thickener - 0.18;

- загуститель ассоциативный - 0,6;- associative thickener - 0.6;

- консервант тарный - 0,01;- container preservative - 0.01;

- антифриз - 3;- antifreeze - 3;

- коалисцент - 0,1;- coalescent - 0.1;

- аммиак водный технический - 0,1;- aqueous technical ammonia - 0.1;

- пеногаситель - 0,2;- defoamer - 0.2;

- бикомпонентые наночастицы - 1,2.- bicomponent nanoparticles - 1.2.

В лакокрасочный состав бикомпонентные наночастицы вводили в виде водной суспензии. Средний размер оксидного компонента в бикомпонентных наночастицах составляет 71±7 нм, переходного металла - 21±5 нм.Bicomponent nanoparticles were introduced into the paint and varnish composition in the form of an aqueous suspension. The average size of the oxide component in bicomponent nanoparticles is 71±7 nm, the transition metal - 21±5 nm.

Пример 5Example 5

Изучение вирулицидной активности покрытия (краска), полученного по примеру 2, в отношении пандемического коронавируса человека SARS-CoV-2 на клеточной модели in vitro проводили в Испытательном центре ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России.The study of the virucidal activity of the coating (paint) obtained according to example 2 against the human pandemic coronavirus SARS-CoV-2 on an in vitro cell model was carried out at the Testing Center of the Federal State Budgetary Institution "National Center for Epidemiology and Mathematics named after. N.F. Gamaleya" of the Russian Ministry of Health.

Заявленный антимикробный материал (краска) и контрольный образец (КО) наносили косточкой/пульверизатором на дно лунок 12-луночного планшета таким образом, чтобы краска и КО полностью покрывали дно лунок и высушивали при температуре (20±2)°C до полного высыхания красочного слоя. В качестве КО использовали лакокрасочный материал того же состава, но без наночастиц. Лунки с контролем вируса (КВ) краской не покрывали.The declared antimicrobial material (paint) and a control sample (CS) were applied with a bone/spray bottle to the bottom of the wells of a 12-well plate so that the paint and CS completely covered the bottom of the wells and dried at a temperature of (20±2)°C until the paint layer was completely dry . A paint and varnish material of the same composition, but without nanoparticles, was used as a CO. Virus control (CV) wells were not coated with paint.

В экспериментах использовали перевиваемую линию клеток почки африканской зеленой мартышки (Chlorocebus aethiops) Vero-E6, предоставленну. Всероссийской Коллекцией клеточных культур при ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России. Питательные среды готовили согласно инструкции на упаковке. В 96-луночные культуральные плоскодонные планшеты помещали клетки Vero-E6 по 12000 кл/лунку в объеме 100 мкл свежеприготовленной среды ПС. Культивировали при температуре 37°C в атмосфере 5% СО2. В исследованиях использовали штамм коронавируса человека SARS-CoV-2 с инфекционной активностью 106 ТЦИД50/мл (доза вируса, вызывающая цитопатическое действие в 50 % лунок с зараженной культурой клеток) для клеток Vero-E6, депонированный в Государственной Коллекции вирусов РФ ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России под номером №1301/2 ГКВ.The continuous African green monkey ( Chlorocebus aethiops ) kidney cell line Vero-E6, provided in the experiments, was used. All-Russian Collection of Cell Cultures at the Federal State Budgetary Institution “NICEM named after. N.F. Gamaleya" of the Russian Ministry of Health. Culture media were prepared according to package instructions. Vero-E6 cells were placed into 96-well flat-bottomed culture plates, 12,000 cells/well in a volume of 100 μl of freshly prepared PS medium. They were cultured at a temperature of 37°C in an atmosphere of 5% CO 2 . The studies used the human coronavirus strain SARS-CoV-2 with an infectious activity of 10 6 TCID 50 /ml (a dose of the virus that causes a cytopathic effect in 50% of wells with an infected cell culture) for Vero-E6 cells, deposited in the State Collection of Viruses of the Russian Federation, Federal State Budgetary Institution " NICEM named after. N.F. Gamaleya" of the Ministry of Health of Russia under number No. 1301/2 GKV.

Перед началом исследования лунки 12-луночного культурального планшета с нанесенными краской и КО орошали 79% этиловым спиртом и высушивали. Затем в лунки планшета пипеткой вносили по 400 мкл/лунку вирусосодержащей суспензии SARS-CoV-2 с инфекционной активностью 106 ТЦИД50/мл и равномерно распределяли по поверхности лунки носиком пипетки. Планшет с вирусом инкубировали при температуре (20±2)°C и относительной влажности воздуха 50-60 % в течение 2 ч. После инкубирования содержимое лунок 96-луночного тест-планшета с клетками и готовили серию последовательных 10-кратных разведений. Тест-планшеты инкубировали в атмосфере 5% CO2 при 37°C в течение 96 ч.Before the start of the study, the wells of a 12-well culture plate with applied paint and KO were irrigated with 79% ethyl alcohol and dried. Then, 400 μl/well of a virus-containing suspension of SARS-CoV-2 with an infectious activity of 10 6 TCID 50 / ml was pipetted into the wells of the plate and distributed evenly over the surface of the well with the tip of the pipette. The plate with the virus was incubated at a temperature of (20±2)°C and a relative humidity of 50-60% for 2 hours. After incubation, the contents of the wells of a 96-well test plate with cells were prepared and a series of serial 10-fold dilutions were prepared. The test plates were incubated in an atmosphere of 5% CO 2 at 37°C for 96 hours.

Вирулицидную активность материала оценивали по максимальному снижению значения заражающей вирусной дозы в опыте по сравнению с контролем, выраженному в десятичных логарифмах (Δlgmax).The virucidal activity of the material was assessed by the maximum reduction in the value of the infectious viral dose in the experiment compared to the control, expressed in decimal logarithms (Δlg max ).

Оценку вирулицидной активности материала учитывали по снижению инфекционного титра вируса в культуре клеток Vero-E6 по ЦПД (цитопатическое действие). Результаты представлены в таблице 1.The assessment of the virucidal activity of the material was taken into account by the decrease in the infectious titer of the virus in the Vero-E6 cell culture according to the CPE (cytopathic effect). The results are presented in Table 1.

Таблица 1 - Вирулицидные свойства материалов в отношении вируса SARS-CoV-2 в культуре клеток Vero-E6Table 1 - Virucidal properties of materials against the SARS-CoV-2 virus in Vero-E6 cell culture МатериалMaterial ТЦИД50, lgTCID 50 , lg Контроль вируса, lgVirus control, lg Максимальное снижение значения заражающей вирусной дозы в опыте по сравнению с контролем, Δlgmax Maximum reduction in the value of the infectious viral dose in the experiment compared to the control, Δlg max КраскаDye 00 7,07.0 7,07.0 КОKO 5,255.25 7,07.0 1,751.75

Результаты проведенных исследований при инкубировании вирусосодержащей суспензии с покрытием на основе краски и КО в течение 2 ч при температуре (20±2)°C, относительной влажности воздуха 50-60 % показали, что покрытие (краска), включающее наночастицы с антимикробными свойствами в концентрации 1,2% масс. полностью инактивирует вирус SARS-CoV-2 на 7,0 lg, при этом покрытие (КО) без наночастиц снижает количество вируса на 1,75 lg.The results of studies carried out during incubation of a virus-containing suspension with a coating based on paint and CO for 2 hours at a temperature of (20±2)°C, relative air humidity of 50-60% showed that the coating (paint), including nanoparticles with antimicrobial properties in concentration 1.2% wt. completely inactivates the SARS-CoV-2 virus by 7.0 lg, while the coating (CO) without nanoparticles reduces the amount of virus by 1.75 lg.

Таким образом, заявленный антимикробный материал (краска), имеющий в своем составе наночастицы с антимикробными свойствами, соответствует критериям вирулицидной активности в отношении коронавируса SARS-CoV-2 в соответствии с МУ 3.5.2431-08 «Изучение и оценка вирулицидной активности дезинфицирующих средств».Thus, the declared antimicrobial material (paint), which contains nanoparticles with antimicrobial properties, meets the criteria for virucidal activity against the SARS-CoV-2 coronavirus in accordance with MU 3.5.2431-08 “Study and evaluation of the virucidal activity of disinfectants.”

Пример 6Example 6

Подготовка окрашенных тест-поверхностей.Preparation of painted test surfaces.

В качестве тест-поверхностей для исследования антибактериальной, антигрибковой и антивирусной активности антимикробных покрытий использовали гладкие деревянные поверхности размером 5×5 см, изготовленные из неокрашенных пиломатериалов лиственных пород (ГОСТ 2695), соответствующие требованиям Руководства Р.4.2.3676-20. На тест-поверхности косточкой/пульверизатором наносили антимикробные покрытия в виде краски, полученные по примерам 1 и 2, или лака, полученные по примерам 3 и 4, и сушили до полного высыхания красочного слоя. Окрашенные тест-поверхности (объекты исследования) стерилизовали при 121±3°C в паровом стерилизаторе 2540МК, TuttnauerCo, соответствует ГОСТ 17726.Smooth wooden surfaces measuring 5x5 cm, made from unpainted hardwood lumber (GOST 2695), meeting the requirements of Guideline R.4.2.3676-20 were used as test surfaces to study the antibacterial, antifungal and antiviral activity of antimicrobial coatings. Antimicrobial coatings in the form of paint, obtained according to examples 1 and 2, or varnish, obtained according to examples 3 and 4, were applied to the test surfaces with a bone/spray gun, and dried until the paint layer was completely dry. Painted test surfaces (research objects) were sterilized at 121±3°C in a 2540MK steam sterilizer, TuttnauerCo, complies with GOST 17726.

Вирулицидная активность материалов в отношении вируса осповакцины.Virucidal activity of materials against the vaccinia virus.

Для оценки вирулицидной активности материалов использовали краску (по примеру 2) и лак (по примеру 4). В качестве растворителя для восстановления лиофилизата СОП вируса осповакцины и раствора, применяемого для промывания образцов с целью извлечения вируса, использовали фосфатно-цитратный раствор 0,004 М, рН 7,2-7,4.To evaluate the virucidal activity of materials, paint (according to example 2) and varnish (according to example 4) were used. A phosphate-citrate solution of 0.004 M, pH 7.2-7.4, was used as a solvent for the recovery of the vaccinia virus SOP lyophilisate and the solution used for washing samples to extract the virus.

Для исследования вирулицидной активности материалов на основе краски и лака использовали вирусодержащий материал, СОП вируса осповакцины с.04, специфическая активность СОП с.04 согласно паспорту (4,5±0,9)×108 ООЕ/мл.To study the virucidal activity of materials based on paint and varnish, a virus-containing material was used, SOP of the vaccinia virus p.04, specific activity of SOP p.04 according to the passport (4.5±0.9)×10 8 OFU/ml.

Для оценки вирулицидной активности на каждую окрашенную тест-поверхность наносили по 0,2 мл вирусосодержащей жидкости. Образцы инкубировали при температуре 37°C и относительной влажности 100 % в течение 21 ч CO2-инкубаторе (МСО-20А/С). По истечении времени вирус извлекали с поверхности образцов промыванием в 20 мл фосфатно-цитратный раствор 0,004 М, рН 7,2-7,4 и встряхивали в течение 15 мин. Для исследования на содержание вируса отбирали 5 мл промывной жидкости. Результаты оценки вирулицидной активности покрытий в отношении вируса осповакцины приведены в таблице 2.To assess virucidal activity, 0.2 ml of virus-containing liquid was applied to each painted test surface. The samples were incubated at 37°C and 100% relative humidity for 21 hours in a CO 2 incubator (MSO-20A/C). After the time had elapsed, the virus was removed from the surface of the samples by washing in 20 ml of a 0.004 M phosphate-citrate solution, pH 7.2-7.4, and shaking for 15 minutes. To test for virus content, 5 ml of washing liquid was taken. The results of assessing the virucidal activity of coatings against the vaccinia virus are given in Table 2.

Таблица 2 - Вирулицидная активность материалов, выраженная в снижении содержания вируса осповакцины через 24 часа экспозицииTable 2 - Virucidal activity of materials, expressed in a decrease in the content of vaccinia virus after 24 hours of exposure ПокрытиеCoating Общее количество вирусаTotal amount of virus Вирусный клиренс, lgViral clearance, lg Нанесенное на тест-поверхностьApplied to test surface После контакта с тест-поверхностьюAfter contact with the test surface ООЕ/0,2 млOOE/0.2 ml lglg ООЕ/0,2 млOOE/0.2 ml lglg Краска (по примеру 2)Paint (according to example 2) 1,74×108 1.74×10 8 8,28.2 менее 102 less than 10 2 менее 2less than 2 более 6,2more than 6.2 Лак (по примеру4)Varnish (according to example 4) 1,74×108 1.74×10 8 8,28.2 5,6×103 5.6×10 3 3,73.7 4,54.5

Таким образом, заявленные антимикробные материалы в представленных вариантах, имеющие в своем составе наночастицы с антимикробными свойствами, соответствуют критериям вирулицидной активности в отношении вируса осповакцины в соответствии с МУ 3.5.2431-08 «Изучение и оценка вирулицидной активности дезинфицирующих средств».Thus, the declared antimicrobial materials in the presented versions, containing nanoparticles with antimicrobial properties, meet the criteria for virucidal activity against the vaccinia virus in accordance with MU 3.5.2431-08 “Study and evaluation of the virucidal activity of disinfectants.”

Пример 7Example 7

Антибактериальная активность материалов. Antibacterial activity of materials .

Для оценки антибактериальной активности материала в виде краски (по примеру 1) и лака (по примеру 3) окрашенные тест-поверхности готовили как показано в примере 6.To evaluate the antibacterial activity of the material in the form of paint (according to example 1) and varnish (according to example 3), painted test surfaces were prepared as shown in example 6.

Питательную среду для культивирования бактерий агар Мюллера-Хинтона (Himedia M173-500G) готовили непосредственно перед проведением исследований согласно инструкции на упаковке.Nutrient medium for the cultivation of bacteria Mueller-Hinton agar (Himedia M173-500G) was prepared immediately before the study according to the instructions on the package.

Для исследования антибактериальной активности материалов использовали бактерии Staphilococcus aureus (шт. АТСС № 6538-Р) и MRSA Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (шт.806).To study the antibacterial activity of the materials, the bacteria Staphylococcus aureus (ATCC item no. 6538-P) and MRSA Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (item 806) were used.

Ампулы с микроорганизмами открывали в условиях ламинарного бокса и производили посев в пробирки с питательной средой. Через 18-20 ч инкубации при температуре 37±1°С культуры высевали на чашки Петри с агаром для выделения типичных колоний. После 24 ч инкубации культуры пересевали в пробирки со скошенным агаром и выращивали 18±3 ч при 37±1°С. Для приготовления инокулюма смывали подготовленную культуру со скошенного агара 5-10 мл стерильным раствором натрия хлористого 0,9 % масс. Концентрация клеток составляла 2×108 КОЕ/мл.Ampules with microorganisms were opened in a laminar flow hood and inoculated into test tubes with a nutrient medium. After 18-20 hours of incubation at a temperature of 37±1°C, cultures were sown on Petri dishes with agar to isolate typical colonies. After 24 h of incubation, the cultures were subcultured into tubes with agar slants and grown for 18 ± 3 h at 37 ± 1°C. To prepare the inoculum, the prepared culture was washed off from the agar slant with 5-10 ml of sterile sodium chloride solution 0.9% by weight. The cell concentration was 2×10 8 CFU/ml.

На каждую окрашенную тест-поверхность наносили 0,25 мл суспензии тест-культуры бактерий Staphilococcus aureus или MRSA и тщательно распределяли по поверхности при помощи стерильного шпателя. После 6 ч экспозиции образцы помещали в стерильные емкости, содержащие 10 мл стерильный раствор натрия хлористого 0,9 % масс., и встряхивали в течение 10 мин (шейкер Biosan PSU-20i). Затем проводили посевы смывной жидкости на плотные питательные среды и выдерживали в инкубаторе (Binder BD53) при температуре 37±1°С в течение 24 ч. Антибактериальную активность покрытий оценивали путем расчета процента снижения микробной обсемененности опытного образца по сравнению с контрольным. Результаты оценки антибатериальной активности материала приведены в таблице 3.0.25 ml of a suspension of a test culture of Staphylococcus aureus or MRSA bacteria was applied to each painted test surface and carefully distributed over the surface using a sterile spatula. After 6 hours of exposure, the samples were placed in sterile containers containing 10 ml of sterile sodium chloride solution 0.9% wt., and shaken for 10 minutes (Biosan PSU-20i shaker). Then the washing liquid was inoculated onto solid nutrient media and kept in an incubator (Binder BD53) at a temperature of 37±1°C for 24 hours. The antibacterial activity of the coatings was assessed by calculating the percentage reduction in microbial contamination of the test sample compared to the control. The results of assessing the antibacterial activity of the material are shown in Table 3.

Таблица 3 - Антибактериальная активность материаловTable 3 - Antibacterial activity of materials МатериалMaterial МикроорганизмыMicroorganisms КОЕ/млCFU/ml R, % R ,% Краска
(по примеру 1)
Dye
(according to example 1)
S. aureusS. aureus 0,10×103±0,00×103 0.10×10 3 ±0.00×10 3 99,9998±0,000099.9998±0.0000
MRSAMRSA 0,33×103±0,05×103 0.33×10 3 ±0.05×10 3 99,9993±0,000199.9993±0.0001 Лак
(по примеру 3)
Varnish
(according to example 3)
S. aureusS. aureus 5,17×103±0,12×103 5.17×10 3 ±0.12×10 3 99,9897±0,000299.9897±0.0002
MRSAMRSA 2,56×103±0,35×103 2.56×10 3 ±0.35×10 3 99,9948±0,002999.9948±0.0029

Таким образом, антимикробный материал, имеющий в своем составе наночастицы с антимикробными свойствами, показал высокую антибактериальную активность в отношении S. Aureus и MRSA через 6 часов экспозиции.Thus, the antimicrobial material, which contains nanoparticles with antimicrobial properties, showed high antibacterial activity against S. Aureus and MRSA after 6 hours of exposure.

Пример 8Example 8

Антигрибковая активность материалов.Antifungal activity of materials.

Для оценки антивогрибковой активности материала на основе краски (по примеру 2) и лака (по примеру 4) окрашенные тест-поверхности готовили как показано в примере 6. Питательную среду Агар Сабуро (ФБУН Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии) готовили непосредственно перед проведением исследований согласно инструкции на упаковке.To evaluate the antifungal activity of a material based on paint (according to example 2) and varnish (according to example 4), painted test surfaces were prepared as shown in example 6. Nutrient medium Sabouraud Agar (FBUN State Scientific Center for Applied Microbiology and Biotechnology) was prepared immediately before the research according to the instructions on the package.

Для оценки антигрибковой активности материала в качестве тест-микроорганизмов использовали Candida albicans (шт. 245).To evaluate the antifungal activity of the material, Candida albicans (245 pcs.) was used as test microorganisms.

Ампулы с микроорганизмами открывали в условиях ламинарного бокса и производили посев в пробирки с агаром Сабуро. Через 18-20 ч инкубации при температуре 37±1°С культуры высевали на чашки Петри с агаром Сабуро для выделения типичных колоний. После 48 часов инкубации культуру Candida albicans пересевали в пробирки со скошенным агаром Сабуро и выращивали 45±3 ч при 27±1°С. Для приготовления инокулюма смывали подготовленную культуру со скошенного агара 5-10 мл стерильным раствором натрия хлористого 0,9% масс. Концентрация клеток составляла 2×108 КОЕ/мл.Ampoules with microorganisms were opened in a laminar flow hood and inoculated into tubes with Sabouraud agar. After 18-20 hours of incubation at a temperature of 37±1°C, cultures were sown on Petri dishes with Sabouraud agar to isolate typical colonies. After 48 hours of incubation, the Candida albicans culture was subcultured into tubes with Sabouraud agar slants and grown for 45±3 hours at 27±1°C. To prepare the inoculum, the prepared culture was washed off the agar slant with 5-10 ml of sterile sodium chloride solution 0.9% by weight. The cell concentration was 2×10 8 CFU/ml.

На каждую окрашенную тест-поверхность наносили 0,25 мл суспензии тест-культуры Candida albicans и тщательно распределяли по поверхности при помощи стерильного шпателя. После 6 ч экспозиции образцы помещали в стерильные емкости, содержащие 10 мл стерильный раствор натрия хлористого 0,9 % масс., и встряхивали в течение 10 мин (шейкер Biosan PSU-20i). Затем проводили посевы смывной жидкости на плотные питательные среды и выдерживали в инкубаторе (Binder BD53) при температуре 27±1°С в течение 45±3 ч. Активность оценивали путем расчета процента снижения микробной обсемененности опытного образца по сравнению с контрольным. Результаты оценки антигрибковой активности покрытий приведены в таблице 4.0.25 ml of Candida albicans test culture suspension was applied to each painted test surface and carefully distributed over the surface using a sterile spatula. After 6 hours of exposure, the samples were placed in sterile containers containing 10 ml of sterile sodium chloride solution 0.9% wt., and shaken for 10 minutes (Biosan PSU-20i shaker). Then the washing fluid was inoculated onto solid nutrient media and kept in an incubator (Binder BD53) at a temperature of 27±1°C for 45±3 hours. Activity was assessed by calculating the percentage reduction in microbial contamination of the test sample compared to the control. The results of assessing the antifungal activity of coatings are shown in Table 4.

Таблица 4 - Антигрибковая активность материаловTable 4 - Antifungal activity of materials МатериалMaterial МикроорганизмыMicroorganisms КОЕ/млCFU/ml R, % R ,% Краска (по примеру 2)Paint (according to example 2) C.albicansC.albicans 0,43×103±0,06×103 0.43×10 3 ±0.06×10 3 99,9991±0,000199.9991±0.0001 Лак (по примеру 4)Varnish (according to example 4) C.albicansC. albicans 1,03×103±0,12×103 1.03×10 3 ±0.12×10 3 99,9979±0,000299.9979±0.0002

Таким образом, антимикробные материалы, имеющее в своем составе наночастицы с антимикробными свойствами, показали высокую антигрибковую активность в отношении C.albicans через 6 часов экспозиции.Thus, antimicrobial materials containing nanoparticles with antimicrobial properties showed high antifungal activity against C. albicans after 6 hours of exposure.

Заявляемые материалы, реализуемые в виде краски и лака предназначены для защиты поверхностей в местах большого скопления людей для профилактической защиты от распространения болезнетворных микроорганизмов. Материалы обладают стойкостью к моющим и дезинфицирующим растворам.The claimed materials, sold in the form of paint and varnish, are intended to protect surfaces in crowded areas for preventive protection against the spread of pathogenic microorganisms. The materials are resistant to cleaning and disinfecting solutions.

Claims (12)

1. Антибактериальный, антивирусный, антигрибковый лакокрасочный материал, содержащий связующее, пигмент, функциональные добавки и/или наполнитель, отличающийся тем, что содержит антимикробный компонент, состоящий из бикомпонентных наночастиц, имеющих структуру янус-наночастиц, в которых одна часть представлена оксидом металла со средним размером 72±18 нм, другая часть представлена переходным металлом со средним размером 25±10 нм, при следующем соотношении компонентов, масс.%:1. Antibacterial, antiviral, antifungal paint and varnish material containing a binder, pigment, functional additives and/or filler, characterized in that it contains an antimicrobial component consisting of bicomponent nanoparticles having the structure of Janus nanoparticles, in which one part is represented by a metal oxide with an average size 72±18 nm, the other part is represented by a transition metal with an average size of 25±10 nm, with the following ratio of components, wt.%: cвязующее 0,5 - 15binder 0.5 - 15 пигмент 0,0 – 1,0pigment 0.0 – 1.0 функциональные добавки и /или наполнитель 0,5 - 20functional additives and/or filler 0.5 - 20 бикомпонентные наночастицы 0,8-1,2bicomponent nanoparticles 0.8-1.2 растворитель остальное.solvent the rest. 2. Антибактериальный, антивирусный, антигрибковый лакокрасочный материал, содержащий связующее, пигмент, функциональные добавки и/или наполнитель, отличающийся тем, что содержит антимикробный компонент, состоящий из бикомпонентных наночастиц, имеющих структуру янус-наночастиц, в которых одна часть представлена оксидом металла со средним размером 72±18 нм, другая часть представлена переходным металлом со средним размером 25±10 нм, при следующем соотношении компонентов, масс.%:2. Antibacterial, antiviral, antifungal paint and varnish material containing a binder, pigment, functional additives and/or filler, characterized in that it contains an antimicrobial component consisting of bicomponent nanoparticles having the structure of Janus nanoparticles, in which one part is represented by a metal oxide with an average size 72±18 nm, the other part is represented by a transition metal with an average size of 25±10 nm, with the following ratio of components, wt.%: cвязующее 10-55binder 10-55 пигмент 1,0 – 20,0pigment 1.0 – 20.0 функциональные добавки и /или наполнитель 0,5 - 55functional additives and/or filler 0.5 - 55 бикомпонентные наночастицы 0,8-1,2bicomponent nanoparticles 0.8-1.2 растворитель остальное.solvent the rest.
RU2023111990A 2023-05-10 Antibacterial, anti viral, anti fungal paint materials RU2807836C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807836C1 true RU2807836C1 (en) 2023-11-21

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2186810C2 (en) * 2000-07-20 2002-08-10 Кондратьева Валентина Семеновна Composition with bactericidal properties
RU2497856C1 (en) * 2012-05-05 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Объединение "Ярославские краски" Paint composition
JP6706222B2 (en) * 2017-05-23 2020-06-03 旭化成株式会社 Antibacterial and antifungal paint, and method for producing antibacterial and antifungal member using the paint
WO2022181421A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 株式会社木下抗菌サービス Composition for antiviral coating, antiviral coating method, and antiviral material
RU2783821C1 (en) * 2021-11-18 2022-11-18 Общество с ограниченной ответственностью "ОЗ-Коутингс" Water-dispersion paint with protective properties against bacteria, viruses and fungi

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2186810C2 (en) * 2000-07-20 2002-08-10 Кондратьева Валентина Семеновна Composition with bactericidal properties
RU2497856C1 (en) * 2012-05-05 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Объединение "Ярославские краски" Paint composition
JP6706222B2 (en) * 2017-05-23 2020-06-03 旭化成株式会社 Antibacterial and antifungal paint, and method for producing antibacterial and antifungal member using the paint
WO2022181421A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 株式会社木下抗菌サービス Composition for antiviral coating, antiviral coating method, and antiviral material
RU2783821C1 (en) * 2021-11-18 2022-11-18 Общество с ограниченной ответственностью "ОЗ-Коутингс" Water-dispersion paint with protective properties against bacteria, viruses and fungi

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2797415B1 (en) Low ph disinfectant composition
US20170189318A1 (en) Skin, Nail and Hair Topical Antimicrobial Methods Using Formulations Containing Organosilane Quaternaries
US20080254080A1 (en) Novel Uses of Calcium Hydroxide
US11051516B2 (en) Antimicrobial sanitizer compositions and their use
US10342840B2 (en) Nanoparticulate titanium dioxide nanomaterial modified with functional groups and with citric extracts adsorbed on the surface, for the removal of a wide range of microorganisms
TW201542724A (en) Antiviral coating composition
JP2023503925A (en) Compositions of natural extracts having antibacterial or bacteriostatic activity also against Gram-negative bacteria
US10160867B2 (en) Benzoxaborole-containing coating resistant to cellulose-supportable fungus
EP0585402A1 (en) Perillyl alcohol as a bactericide and yeasticide.
RU2807836C1 (en) Antibacterial, anti viral, anti fungal paint materials
RU2540478C1 (en) Composition for preparing antimicrobial coating
US10370544B2 (en) High quality biocidal paint
US11425911B2 (en) Method for disinfection of items and spaces
WO2022040799A1 (en) Antimicrobial composition
ZA200704110B (en) Novel uses of calcium hydroxide
KR20210074305A (en) Antimicrobial composition comprising wollastonite
RU2169163C1 (en) Biocidal paintwork compound
US20240043618A1 (en) Antimicrobial compositions
CN108384413A (en) Environment-friendly type coating with fungus and mildew resistance and air purification function
JP7361965B1 (en) A two-component emulsion coating agent having antiviral activity, antifungal activity, and antibacterial activity including coronaviruses, and a method for sterilizing viruses, molds, and bacteria including coronaviruses.
RU2309172C1 (en) Biocide paint and varnish composition
CN113861739A (en) Antibacterial and antiviral water-based paint containing Chinese mugwort as well as preparation method and application thereof
JP2004269390A (en) Anti-microbial and deodorizing agent
US20230165257A1 (en) Method for disinfection of items and spaces
BR102018074462A2 (en) DISINFECTION METHOD OF A SURFACE