پوشش ضد میكروبی داراي عاملی است که از رشد میكروارگانیسمها در سطح ماده جلوگیري میکند. از آنجا که تعریف یک میكروارگانیسم بسیار عمومی است، چیزي که ضد میكروبی نامیده میشود می تواند اثرات مضري را در برابر طیف وسیعی از ارگانیسمهاي مفید و مضر داشته باشد. همچنین میتواند شامل سلولهاي پستانداران و سلولهایی باشد که معمولا با بیماري مرتبط هستند، به عنوان مثال باکتريها، ویروسها، تک یاختگان و قارچها. سطوح آنتی باکتریال که در بیان عامیانه رایجتر هستند، در واقع معادل همین سطوح آنتی میكروبیال به کار میروند و منظور از آن سطحی است که بتوانند از رشد انواع میكروارگانیسمها، و نه به طور خاص باکتريها، بر سطح جلوگیري کند. بسته به نوع کاربرد، توانایی انتخابی بودن بر ضد میكروارگانیسمهاي خاص و اعمال اثرات مضر کمتر به دیگر گروهها، میزان سودمندي یک سطح ضد میكروبی خاص در یک زمینه مشخص را نشان میدهد.
سطوح آنتی باکتریال به طور گسترده براي استفاده هاي احتمالی در مكانهاي مختلف از جمله کلینیکها، صنعت و حتی خانه مورد بررسی و توسعه هستند. رایجترین و مهمترین استفاده از پوششهاي آنتی باکتریال در محیط مراقبتهاي بهداشتی و استریلیزاسیون دستگاههاي پزشكی جهت جلوگیري از عفونتهاي بیمارستانی بوده است. علاوه بر دستگاههاي پزشكی، پارچه هاي مختلف و لباسها نیز میتوانند محیط مناسبی براي بسیاري از باکتريها، قارچها و ویروسها را در تماس با بدن انسان فراهم کنند که باعث انتقال بیماريهاي عفونی میشود.
سازوکار پوششهای آنتی باکتريال
تحقیقات نشان داده است که برخی مواد به طور طبیعی داراي خواص ذاتی براي از بین بردن طیف گستردهاي از میكروارگانیسمها هستند. که از آن جمله میتوان به مس و آلیاژهاي آن (برنج، برنز، مس- نیكل، مس- نیكل- روي و ) … و نقره اشاره کرد. در ادامه سازوکار برخی مواد در جلوگیري از فعالیتهاي میكروبی توضیح داده شده است.
مس: مكانیسمهاي عملكرد ضد میكروبی مس، مدتها مورد بررسی قرار گرفته و هنوز هم تحت بررسی است اما مهمترین سازوکارهاي احتمالی به شرح زیر است:
- افزایش سطح مس در داخل سلول باعث ایجاد استرس اکسيداتيو و توليد هيدروژن پراکسيد ميشود. در این شرایط، مس در واکنشي موسوم به فنتون شرکت ميکند. فنتون یک واکنش شيميایي است که باعث آسيب اکسيداتيو به سلولها ميشود.
- مس بيش از حد سبب کاهش یکپارچگي غشاي ميکروبها ميشود که منجر به نشت مواد مغذي ضروري مانند پتاسيم و گلوتامات و در نتيجه خشک شدن و مرگ سلول ميشود.
- در حالي که مس براي فعاليت بسياري از پروتئينها مورد نياز است، در صورت اضافي بودن (به عنوان مثال، سطح یک آلياژ مس) به پروتئينهایي متصل ميشود که نيازي به مس ندارند. این اتصال نامناسب منجر به از بين رفتن عملکرد پروتئين و یا تجزیه پروتئين به بخشهاي غيرفعال ميشود.
نقره: یونهاي نقره نشان داده اند که با گروه تیول در آنزیمها واکنش نشان میدهند و با غیرفعال کردن آنها باعث مرگ سلول میشوند. این یونها میتوانند آنزیمهاي اکسیدکننده مانند الكل دي هیدروژناز مخمر را مهار کنند. همچنین نشان داده شده است که یونهاي نقره با DNA برهمکنش داشته و از کپی شدن آن و در نتیجه تكثیر سلول جلوگیري میکنند.
ارگانوسيلان: پوششهاي ارگانوسیلان، نانو پوششی ایجاد میکنند که نسبت به ویروسها، باکتريها و قارچها بسیار ساینده است. این لایه براي انسان با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست، اما غشاي خارجی میكروبهایی را که تلاش میکنند تا به سطح متصل شوند، پاره میکند. این اتفاق یک فرآیند مكانیكی است که موجود میكروبی نمیتواند از آن مصون بماند. ارگانوسیلانها یک پوشش غیرسمی دائمی ایجاد میکنند که درحضور و یا بدون حضور نور کار میکنند.
ارگانوسیلانها بر DNA میكروبها تاثیر نمی گذارند و یا در طولانی مدت مشكل خاصی را نشان نمی دهند. عدم امكان چسبیدن میكروبها به سطوح اصلاح شده توسط ارگانوسیلانها به معناي عدم توانایی ایجاد کلونی است. ارگانوسیلانها بر روي سطوح نرم و سخت استفاده میشوند که این مزیت، به کارگیري این پوشش ضد میكروبی در منسوجات و لباس، فرش و دیوار را به یک اندازه موثر خواهد کرد. ارگانوسیلانها میتوانند با آمونیوم کواترنري مخلوط شوند تا اثر میكروب کشی سریعی داشته باشند و در عین حال، پوششی ضد باکتري با ماندگاري بالا ایجاد کنند.
آمونيوم کواترنري: ترکیبات آمونیوم کواترنري، هنگامی که به صورت کووالانسی به سطحی متصل میشوند، خواص ضد میكروبی دارند. انواع مختلفی از ترکیبات آمونیوم کواترنري داراي خواص ضد میكروبی هستند، به طور مثال، آلكیل دي متیل بنزیل آمونیوم کلراید و دي دسیل دي متیل آمونیوم کلراید. این دو مورد اخیر ترکیبات غشایی هستند که منجر به نشت دهی سلول و انتشار کل پتاسیم داخل سلولی میشوند. در حال حاضر مطالعات زیادي در مورد توانایی استفاده از نانو مواد براي پوششهاي آنتی باکتریال به دلیل ماهیت بسیار فعال آنها در دست انجام است و نانو ذرات مختلفی براي انواع کاربردهاي آنتی باکتریالی استفاده میشوند. افزودن نانو ذرات مختلف به سطوح میتواند علاوه بر ایجاد خواص آنتی باکتریال، بر خواص ساختاري پوششها نیز اثر مثبت بگذارد.
