Ciocídna Vrstva

Biocídny efekt zlúčenín medi

Význam medi ako biocídneho materiálu je známy už dávno. Mechanizmus účinku a stupeň účinnosti medi na baktérie sa pritom už preskúmali čo najpodrobnejšie a sú detailne popísané v literatúre. Hoci to isté platí pre stupeň účinnosti medi na vírusy, znalosti o konkrétnych procesoch a vzájomných pôsobeniach, na ktorých je založený antivírusový efekt, sú ešte menej známe. Všeobecne platí pre mikroorganizmy, t. j. pre baktérie a tak isto pre vírusy, že meď je veľmi škodlivá už aj v malých dávkach. Prostredníctvom redoxných reakcií (redukčno-oxidačných reakcií) dochádza k výmene elektrónov. Vznikajú kladne nabité ióny medi, ktoré vedú k tvorbe voľných radikálov. Tie rozložia vonkajšiu membránu a v ďalšom kroku DNA bakteriálnych a vírusových buniek. Tento proces ničí nielen organizmus, ale vedie aj ku korózii medeného povrchu.

Korózia

Všeobecne charakterizuje meď značná náchylnosť na koróziu. V závislosti od okolitej atmosféry sa vytvárajú rozličné produkty korózie s čiastočne vysokým stupňom priľnavosti na povrchu. Pri elektrochemických koróznych reakciách, podobných ako pri ničení bakteriálneho bunkového materiálu, dochádza k redoxným reakciám – t. j. k výmene elektrónov. V dôsledku vysokej vodivosti medi dochádza k priestorovému oddeleniu redukcie a oxidácie. Oxidačné prostriedky sú spravidla neutrálne a alkalické médiá, ako kyslík alebo kyslé médiá, ako protonované molekuly vody (H₃O⁺). Rozpúšťajú reakciu a ako následok oxidácie vedú k rozpusteniu kovu. Dôsledkom sú diery, preliačiny, jamy alebo pórovité oblasti kovu. Mechanická záťaž, napríklad v dôsledku koróznej trhliny spôsobenej napätím a kontaminácie mikroorganizmami alebo podobne, výrazne ovplyvňuje a urýchľuje proces korózie.

Zliatiny medi predstavujú osvedčený spôsob na spomalenie procesu korózie.

Zvýšenie odolnosti pomocou zliatin medi

Už úspešne testované zliatiny sú meď-hliník alebo meď-hliník-zinok a meď-titán. Široké uplatnenie nachádzajú v priemysle, napríklad pri stavbe lietadiel (AlCu) alebo ako pevná surovina pre elektronické komponenty (CuTi). Na základe už známych výsledkov z teórie a praxe skúma spoločnosť RÜBIG interne ďalšie zliatinové systémy. Najväčšou prioritou je bez pochýb udržiavanie biocídneho účinku. Súčasne sa snaží o zvýšenie trvanlivosti medených povlakov.

Odstránenie vrstiev medených povlakov

Dlhá trvanlivosť povlakovaných komponentov na jednej strane určuje priľnavosť samotného povlaku a jeho plnenie biocídnou účinnou látkou alebo úroveň jej uvoľňovania. Na druhej strane sa definuje aj na základe možnosti opätovného povlakovania po určenej životnosti a odstránení (odstránení povlaku) „starého“ povlaku. Odstránenie medených povlakov sa môže vykonať abrazívnym čistením, chemickým vypaľovaním, elektročistením alebo reaktívnym čistením.

S cieľom maximalizovať odolnosť proti opotrebeniu a korózii spoločnosť RÜBIG už udomácnila v priemysle najrozmanitejšie procesy nanášania povlakov na báze uhlíka a titánu. V oblasti medicínskej techniky spoločnosť RÜBIG čelila požiadavkám, ako sú biokompatibilita keramických implantátov a aj antivírusových povrchov. Pred niekoľkými rokmi počas projektu COIN (Cooperation & Innovation) vyvinuli spoločne s univerzitou v rakúskom meste Wels PVD povlak (Physical Vapor Deposition – fyzikálny transport pár) so zámerom cielene hubiť baktérie a vírusy na povrchoch.

Prijatie takýchto povrchových technológií nebolo v tej dobe ešte udelené. Pandémia znova upriamila pozornosť na úlohu povrchov pri šírení baktérií a vírusov a opätovne spustila tému pod názvom „RÜBIG AntiViralCoating“. Cieľom je pokryť povrchy, ktoré sú vystavené zvýšenej kontaminácii na vysoko frekventovaných verejných miestach, napríklad povlakom z medi/oxidu medi, aby sa znížilo alebo dokonca úplne zamedzilo šíreniu vírusov a baktérií. Komponenty vyrobené z kovu, plastu alebo filtračných materiálov, opätovne pozostávajúce z rúna alebo penového materiálu, sa môžu povlakovať.

Účinok proti baktériám a vírusom sa pritom vytvára v dôsledku oxidácie povrchu. Testy s ľudskými koronavírusmi (HuCoV-229-E) ukazujú, že po 10 minútach doby kontaktu dochádza k značnému poklesu infekčných druhov. Pri správnom chemickom zložení povlaku klesol počet infekčných druhov po 20 minútach pod hranicu dôkazu. Cieleným primiešavaním chemických prvkov do povlaku sa môžu ovplyvniť vlastnosti ako životnosť, účinnosť a pocit na dotyk. Typ povlaku sa môže prispôsobiť príslušným požiadavkám zákazníka a aj systém povlakovania sa nepretržite vyvíja.

So svojimi skúsenosťami v oblasti antivírusových povlakov a technológie PVD sa zapojili externí výskumní partneri, ako napríklad univerzita v rakúskom meste Wels a inštitút Joanneum Research v Niklasdorfe/Štajersku. Navyše aj Lekárska univerzita v Grazi, ktorá spolu s Hygienickým ústavom vykonáva testy účinku povrchov na vírusy a baktérie, podporuje spoločnosť RÜBIG. Technológia PVD je strategickým doplnením kompetencií o povrchoch pre zariadenia a technológiu kalenia spoločnosti RÜBIG. Interne vyvinuté zariadenia a procesná technológia PVD dopĺňajú portfólio výrobkov spoločnosti RÜBIG Výroba zariadení ako prídavný budúci pilier.