Le rivestimenti di cellulosa 'invisibili' che mitigano la trasmissione sulla superficie dei patogeni.

17 maggio 2023

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da University of Birmingham

La ricerca ha dimostrato che una sottile pellicola di cellulosa può inattivare il virus SARS-CoV-2 in pochi minuti, inibire la crescita di batteri tra cui E. coli e mitigare il trasferimento di agenti patogeni per contatto.

Il rivestimento è composto da una sottile pellicola di fibra di cellulosa invisibile ad occhio nudo e resistente all'abrasione in condizioni di asciutto, rendendolo adatto all'uso su oggetti ad alto traffico come maniglie delle porte e corrimano.

Il rivestimento è stato sviluppato da squadre scientifiche dell'Università di Birmingham, dell'Università di Cambridge e di FiberLean Technologies, che hanno lavorato su un progetto per formulare trattamenti per superfici in vetro, metallo o laminato che offrano una protezione duratura contro il virus COVID-19.

Mentre i disinfettanti chimici convenzionali e i design di superfici antivirali mirano alle proteine strutturali o agli acidi nucleici, i ricercatori, guidati dal professor Zhenyu Jason Zhang, della Scuola di Ingegneria Chimica di Birmingham, si sono concentrati sulla disidratazione delle goccioline respiratorie che contengono i virus tramite la forza capillare introdotta dalla struttura porosa.

Il virus COVID-19 è noto per rimanere attivo per diversi giorni su superfici come la plastica e l'acciaio inossidabile, ma solo per poche ore su un giornale. Il team, che ha competenze in chimica di superficie e ingegneria di formulazione, ha esaminato la struttura e le prestazioni di un rivestimento a base di cellulosa microfibrillata (MFC) fornita da FiberLean Technologies, il principale produttore globale di MFC per l'industria della carta e dell'imballaggio.

I ricercatori hanno scoperto che la natura porosa del film gioca un ruolo significativo: accelera il tasso di evaporazione delle goccioline di liquido e introduce una pressione osmotica sbilanciata attraverso la membrana batterica.

Poi hanno testato se il rivestimento potesse inibire la trasmissione superficiale di SARS-CoV-2. Qui hanno trovato una riduzione del triplo dell'infettività quando le goccioline contenenti il virus sono state lasciate sul rivestimento per 5 minuti, e, dopo 10 minuti, l'infettività è scesa a zero.

Al contrario, quando le goccioline contenenti SARS-CoV-2 sono state lasciate su una superficie di vetro, la loro infettività iniziale è stata mantenuta dopo 10 minuti. I test antimicrobici sono stati ripetuti con goccioline contenenti batteri (E. coli e S. epidermidis), e anche qui i ricercatori hanno osservato significative riduzioni dell'infettività a 1 ora e a 24 ore.

Gli esperimenti sono stati ripetuti con saliva artificiale aerosolizzata, e qui l'analisi ha suggerito che la sottile pellicola di cellulosa sia efficace anche nel sopprimere il trasferimento di contatto di aerosol respiratori.

Il professor Zhang ha commentato: "Il rischio di trasmissione di superficie, rispetto alla trasmissione per aerosol, proviene dalle grandi goccioline che rimangono infettive se si posano su superfici dure, dove possono essere trasferite dal tocco. Questa tecnologia di rivestimento superficiale utilizza materiali sostenibili e potrebbe essere utilizzata potenzialmente in combinazione con altri attivi antimicrobici per fornire un effetto antimicrobico duraturo e a lento rilascio."

I ricercatori hanno confermato la stabilità del rivestimento mediante test di raschiamento meccanico, dove il rivestimento non ha mostrato danni evidenti quando asciutto, ma è stato facilmente rimosso dalla superficie quando bagnato, rendendolo comodo e adatto alla pratica quotidiana di pulizia e disinfezione.

La carta è stata pubblicata sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces.

Maggiori informazioni: Shaojun Qi et al, Porous Cellulose Thin Films as Sustainable and Effective Antimicrobial Surface Coatings, ACS Applied Materials & Interfaces (2023). DOI: 10.1021/acsami.2c23251

Informazioni sulla rivista: ACS Applied Materials and Interfaces

Fornito da: University of Birmingham