Lühiajaliselt tõhusad antibakteriaalsed pinnakatted võivad pikema aja jooksul alt vedada

Elektronmikroskoobi pilt TiO2 lagundatud laki pinnast
Elektronmikroskoobi pilt TiO2 lagundatud laki pinnast
Autor: Mati Kook

Tartu Ülikooli füüsika instituudi ning molekulaar- ja rakubioloogia instituudi teadlased näitasid äsja avaldatud uuringus , et baktereid hävitavad pinnakatted, mis tunduvad esmapilgul väga tõhusad, võivad aja möödudes alt vedada. Seepärast on parimate antibakteriaalsete materjalide loomiseks vaja teha pikemaajalisi katsed, kirjutab Novaator.

Sagedasti puudutatavate pindade saastumine bakterite ja teiste mikroorganismidega on suur nakkushaiguste puhangute allikas. Uuringute järgi võib 40% haiglanakkustest levida just saastunud pindade kaudu. Seetõttu on nende pindade katmine valguse toimel aktiveeruvate ehk fotokatalüütiliste antibakteriaalsete pinnakatetega lootustandev lahendus haigusi põhjustavate bakterite leviku vähendamiseks.

Image
Elektronmikroskoobi pilt TiO2 lagundatud laki pinnast
Elektronmikroskoobi pilt TiO2 lagundatud laki pinnast . Autor: Mati Kook

Sellised pinnakatted tekitavad päikesevalgusest lõviosa moodustava UV-A kiirguse mõjul baktereid hävitavaid reaktiivseid hapnikuühendeid. Paraku muutuvad fotokatalüütiliste pinnakatete omadused aja jooksul ja nende kasulik toime väheneb.

Liiga agar titaandioksiid

Teadlaste uuringu eesmärk oli välja selgitada, milline on UV-A kiirguse pikaajaline mõju akrüüllakist valmistatud pinnakatetele, mis sisaldasid baktereid hävitavaid fotokatalüütilisi titaandioksiidi (TiO2) ja tsinkoksiidi (ZnO) osakesi. Selleks kanti vastav pinnakate teraspinnale ja jäeti üheksaks nädalaks tavaelule sarnastesse suure õhuniiskusega tingimustesse, kuid märksa intensiivsema UV-A kiirguse kätte.

Selgus, et TiO2 nanoosakesed tekitavad küll UV-A kiirguse käes antibakteriaalseid reaktiivseid hapnikuühendeid, aga kolme nädala jooksul ilmnes soovimatu kõrvalnähuna, et need ühendid lagundavad ühtlasi akrüüllakist pinnakatet. Seetõttu kaovad nanoosakesed kattest ja kattematerjali kasulik toime hääbub.

Sarnase baktereid hävitava toimega ZnO osakesed aga lakki suurel määral ei lagundanud – pinnakate säilis ja antibakteriaalsed omadused püsisid ka pikaaegse UV-A valguse käes.

Teadlaste sõnul oli kahe antibakteriaalse materjali nii märkimisväärne erisus üllatav, sest algselt olid tsinkoksiidipõhiste pinnakatete fotokatalüütilised antibakteriaalsed omadused paremad kui titaandioksiidipõhistel materjalidel.

Pikaajaliste katsete vajalikkus

Teadlaste hinnangul peaks uute antibakteriaalsete katete arendamisel vaatama alati tervikpilti. Seepärast on lühiajaliste testide kõrval hädavajalikud ka pikaajalised katsed. Teadustöö tulemusi kirjeldav artikkel „Artificial aging induced changes in ZnO- and TiO₂-based polyacrylic surface coatings“ ilmus ajakirjas npj Materials Degradation ja selle avatud juurdepääsuga avaldamist toetas Tartu Ülikool.

Töö autorid on Mati Kook, Celeste Peterson, Aadil Shafi Bhat, Alexandra Nefedova, Alexander Vanetsev, Angela Ivask ja Vambola Kisand.