Antibacterial properties of polypropylene PVD-coated with copper oxide

• Autorzy: Skowroński J. , Kacprzyńska-Gołacka J. , Gradoń L.

Warianty tytułu

PL

Antybakteryjne właściwości polipropylenu pokrytego tlenkiem miedzi metodą PVD

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Microbial biofilm formation called “bio-fouling” causes many both epidemiological as well as technological problems by increasing material and energy demand. Due to the fact of growing microbial resistance, currently used methods of prevention have become less effective. This paper focuses on the antimicrobial properties of copper oxide deposited on the most common synthetic polymer (polypropylene). The authors succeeded to coat raw as well as processed polymer with CuO by MS-PVD treatment without damages. Functionalization with CuO resulted in very effective antibacterial activity resistant to environmental conditions. Materials functionalized this way are considered as stable, non-specific, and widely effective. The activity observed by the authors supports this thesis.

PL

Powstawianie biofilmu mikrobiologicznego w przemyśle zwane biofoulingiem implikuje szereg problemów epidemiologicznych i technologicznych związanych ze wzrostem materiało- i energochłonności. Wzrost lekooporności mikroflory sprawia, że dotychczasowe metody przeciwdziałania drobnoustrojom stają się coraz mniej efektywne. Niniejszy artykuł skupia się na właściwościach antybakteryjnych tlenku miedzi osadzonego na powszechnie stosowanym syntetycznym polimerze - polipropylenie. W ramach przeprowadzonych prac z powodzeniem powierzchniowo zmodyfikowano badany polimer zarówno w formie surowca, jak również wykonanego z niego komercyjnego produktu. Modyfikator - tlenek miedzi (CuO) osadzono metodą MS-PVD oraz proces modyfikacji nie spowodował uszkodzenia badanych próbek. Przeprowadzona modyfikacja skutkowała bardzo skutecznym działaniem antybakteryjnym o długim czasie działania. Materiały zmodyfikowane w ten sposób są uważane za stabilne, nietoksyczne i niespecyficzne, co czyni je bardzo efektywnym rozwiązaniem. Uzyskane przez Autorów rezultaty są tego potwierdzeniem.

Słowa kluczowe

EN

antibacterial coatings; antibacterial plastics; MS-PVD; material functionalization

PL

pokrycia antybakteryjne; tworzywa antybakteryjne; MS-PVD; funkcjonalizacja materiałów

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2018
• Tom: no. 2
• Strony: 73--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Skowroński J.

• Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute, Radom, Poland

autor

Kacprzyńska-Gołacka J.

• Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute, Radom, Poland

autor

Gradoń L.

• Faculty of Chemical and Process Engineering, Warsaw University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Zhao X., Courtney J.M., Qian H.: Bioactive materials in medicine. Philadelphia: Woodhead Publishing, 2011.
• 2. Ho C. H., Tobis, J., Sprich C., Thomann R., Tiller J.C.: Nanoseparated Polymeric Networks with Multiple Antimicrobial Properties. Advanced Materials, 2004, 16, pp. 957-961.
• 3. Page K., Wilson M., Mordan N.J., Chrzanowski W., Knowles J., Parkin I.P.: Study of the Adhesion of Staphylococcus aureus to Coated Glass Substrates. Journal of Materials Science, 2011, 46, pp. 6355-6363.
• 4. Page K., Wilson M., Parkin I.P.: Antimicrobial Surfaces and their Potential in Reducing the Role of the Inanimate Environment in the Incidence of Hospital-Acquired Infections. Journal of Materials Chemistry, 2009, 19, pp. 3819-3831.
• 5. Dorsey A., Ingerman L., Swarts S.: Toxicological Profile for Copper. Atlanta: Department of Health & Human Services, Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2004.
• 6. Kiaune L., Singhasemanon N.: Pesticidal Copper (I) Oxide: Environmental Fate and Aquatic Toxicity. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2011, 213, pp. 21-26.
• 7. Grass G., Rensing C., Solioz M.: Metallic Copper as an Antimicrobial Surface. Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77, pp. 1541-1547.
• 8. Gabbay J., Borkow G., Mishal J., Magen E., Zatcoff R., Shemer-Avni Y.: Copper Oxide Impregnated Textiles with Potent Biocidal Activities. Journal of Industrial Textiles, 2006, 35, pp. 323-335.
• 9. Li J., Mayer J.: Oxidation and Reduction of Copper Oxide Thin Films. Materials Chemistry and Physics, 1992, 32, pp. 1-24.
• 10. Macomber L., Rensing C. Imlay J.A.: Intracellular Copper does not Catalyze the Formation of Oxidative DNA Damage in Escherichia coli. Journal of Bacteriology, 2007, 189, pp. 1616-1626.
• 11. Grass G., Rensing C., Solioz M.: Metallic Copper as an Antimicrobial Surface. Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77, pp. 1541-1547.
• 12. Borkow G., Gabbay J.: Copper, an Ancient Remedy Returning to Fight Microbial, Fungal and Viral Infections. Current Chemical Biology, 2009, 3, pp. 272-278.
• 13. Elzanowska H., Wolcott R.G., Hannum D.M., Hurst J.K.: Bactericidal Properties of Hydrogen Peroxide and Copper or Iron-Containing Complex Ions in Relation to Leukocyte Function. Free Radical Biology and Medicine, 1995, 18, pp. 437-449.
• 14. Elguindi J., Moffitt S., Hasman H., Andrade C., Raghavan S., Rensing C.: Metallic Copper Corrosion Rates, Moisture Content, and Growth Medium Influence Survival of Copper Ion-Resistant Bacteria. Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 89, pp. 1963-1970.
• 15. Bakker D.P., Postmus B.R., Busscher H.J., van der Mei H.C.: Bacterial strains isolated from different niches can exhibit different patterns of adhesion to substrata. Applied Environmental Microbiology, 2004, 70, pp. 3758-3760.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).