微生物对社会的成本在许多方面是一个重要的问题。微生物如细菌、酵母和真菌是多产的必要,常常在我们生活的各个方面。然而,某些物种传播疾病给人类,降低基础设施和变质商品。在美国,据估计,平均而言,直接成本bacteria-related召回的食品处理器将10美元。¹在一个特定的情况下,五天之后宣布召回一个上市公司在股权价值损失了109美元。²2016年,食品行业看到了报告了196归因于回忆说李斯特菌污染,99年与回忆说沙门氏菌和31大肠杆菌相关的回忆道。³因此,它是合理的结论,食品工业微生物控制的进步仍然感兴趣。

另一个行业是受细菌污染是医疗保健。医疗行业的污染的表面和服装也被证明有助于微生物病原体在医院内的传播。一项研究调查的影响biocide-impregnated床单在长期护理脑损伤病房发现累计节约成本约24%,由于减少了抗生素,发烧几天和卫生保健相关感染。⁴

管道呢?腐蚀在美国的年度成本估计为276美元,与36美元B的伤害发生在饮用水和下水道系统,和$ 7 B气体和液体传输基础设施相关的损害。⁵众所周知,细菌可以加速金属的腐蚀过程种管道,导致减少使用寿命。

技术概述

对抗敏感表面微生物生长的关键一步是提供持久,广谱的杀伤力。当前技术基于银和异噻唑浸渍涂料和需要扩散的涂料来杀死细菌。这将导致有限的有限生命周期的杀生的行动模式的行动。紧急技术采取了一个创新的方法来构建聚合物表面与SymbiCoat™反应单体以抵御微生物。通过稳定,因此存储一个氧化剂(如氯家用漂白剂,常用在水处理、食品加工、医疗和工业水储存)新功能可以被添加到各种聚合物系统。技术是基于N-halamine分子功能,其中氮氢键可以自由与部分指控卤素交换氢。氯是一个著名的、广谱消毒剂用于液体消毒在许多商业产品,主要提供次氯酸钠和次氯酸稀溶液的水。这种技术是通过稳定中可用的游离氯水溶液通过N-chloramine结构,允许存储供以后使用氯接触细菌。SymbiCoat单体的创新是使用阳离子中心增加微生物的功效,增加h N-Cl转换的速度。当单体纳入聚合物,表面官能团氯水库,提供响应行动联系聚合物表面的细菌。 The stored chlorine is transferred for biocidal action against the bacteria upon contact, and the N-chloramine reverts to an N-H bond. Recharging to a N-Cl occurs when the surface is exposed to a dilute bleach solution (Figure 1).

这项技术是理想的情况下存在游离氯消毒药剂,供水和清洗解决方案。使用氯的优点超过其他杀菌剂包括广谱功效很好理解的机制和现有的基础设施和操作规定。在许多环境和行业,氯化解决方案所需的内部质量控制协议,并在某些情况下,根据法律,一般用于清洁和维护操作。这种策略的优点是使用现有的液体化学添加一个可持续发展的功能涂层的使用寿命。

抗菌测试方法

理解技术的优势和功能有助于理解如何测量抗菌功效。微生物增长或减少微生物的交谈可以测量计数集落形成单位(CFU)的数量。理论上,CFU一组细胞来源于一个活细胞。CFU单元通常是测量每体积,面积或重量。由于个别细菌的大小,许多测试方法计算现有细菌通过CFU对数刻度。当测试表面或纺织品、一个已知数量的细菌(CFU /毫升)暴露在活性炭表面,恢复后一段指定的时间和培养。一旦细菌培养,减少细菌可以计算表面相互作用造成的。通常情况下,板数是线性范围的CFU,并确保CFU测量可以在这个范围内连续稀释使用。图2是一个串行的细菌浓度稀释控制样本。

在这个评估结果报告将量化计算减少日志。表1提供了一个示例之间的关系%减少,减少对数和集落形成单位的数量。这是读者参考和经验处理CFU数据就可在抗微生物剂的性能。

本研究中使用的方法是AATCC 100:抗菌完成对纺织品、纺织原料和ISO 22196:测量塑料表面的抗菌活性。188金宝搏bet官网这些方法提供条件适用于接触死亡机制。

现实的商业情况与实验室测试方法?医院、管道和工厂是脏的地方。传统抗菌化学反应将有机物质如蛋白质相互作用,进而影响抗菌活性。根据机制负责抗菌功效,性能可能会被污染或否定中和的有机物。一种抗菌技术的真正考验是有效的有机负荷证明抗菌材料技术的商业潜力。SymbiCoat技术已经显示出令人鼓舞的抗菌活性的有机负荷。

纺织品的研究

紧急事件发展过程将chlorine-stabilizing分子内各种商用整理织物的涂料。基础结构为本研究选择TestFabrics编织65/35混棉,Inc .)两个系统研究了氯化动力学和后续处理织物抗菌性能。纺织品是涂层通过pad-dry-cure过程在105°C 2分钟干了2分钟治愈140°C(表2)。

氯化动力学研究通过DPD (N, N-diethyl-p-phenylenediamine)方法。这种方法是一种比色方法旨在使用现成的工具来确定自由/活性氯。图3和图4代表氮氢键的转换的N-Cl N-halamine与时间。结果显示预期的饱和时间为每个配方受到100 ppm稀释漂白的解决方案。

图3和图4说明每个配方的独特的氯化动力学。氯化动力学有依赖于可用的游离氯的浓度,对于本研究100 ppm是用作基线。例如,在医院环境中,热水洗可以归因于10 - 15%的总能源使用的医院,⁶甚至在热水洗的情况下,含氯漂白剂仍然是用于添加一个安全边际。建议的医疗保险和医疗补助服务中心低温洗涤在71 - 77°F应该结合使用125 ppm氯漂白剂。CDC还建议50 - 150 ppm是有效的在不同温度下在洗钱。^6、7

织物抗菌测试方法

抗菌性能评估使用AATCC 100:抗菌完成与小适应纺织材料。188金宝搏bet官网在这个测试方法CA-MRSA 40065(革兰氏阳性微生物)大肠杆菌25922(革兰氏阴性有机体)被用作挑战细菌物种。一个标准化的细菌密度(1 - 2 x 10⁶CFU /毫升)用于接种的挑战。基线测试剂使用磷酸缓冲溶液(PBS)。评估有机负荷对抗菌活性的影响和效率,5% Trypto大豆肉汤(TSB)添加到具有挑战性的培养液。对于每一个治疗,两个面料色板(1×1英寸)被放置在接触100µL细菌悬液和孵化在不同的时间点。织物样本测试在60分钟而不是24小时测试方法如上所述,由于快速杀死SymbiCoat技术的效率。孵化后,中和剂添加,样本涡和用暂停任何幸存者的样本。生存能力计数是由稀释和电镀Trypton大豆琼脂(TSA)板块孵化24小时37°C。

织物的结果

在1小时联系时间控制样本测试提供一个基线unchlorinated和维珍织物的性能。F1和F2的氯化样品面料测试在不同时间点对CA-MRSA 40065和大肠杆菌25922年的存在和缺乏有机负荷。氯化F1样本显示全部杀死在10分钟对菌株,而氯化F2样品表现出总杀死5分钟。在存在有机负荷(5% TSB)氯化F1显示,30分钟全部杀死,然而氯化F2执行速度更快,杀死了所有的细菌在10分钟(表3,图5 - 6)。

环氧树脂的研究

用一个金属表面涂层N-halamine功能,开发新型交联剂与商业水性环氧树脂聚合。边界条件用于这项研究反映了食品加工环境和困难在处理已知的蛋白质和其它有机材料减少抗菌药物的有效性。188金宝搏bet官网小说的交联剂是为了提供两个级别的性能配置文件来满足特定于应用程序的标准,第二代交联剂显示改进的性能在有机负荷条件。涂料涂在镀锌钢基板和治愈90°C 3小时,以确保一个完全治愈矩阵(参见表4的描述系统使用)。进一步验证聚合物表面没有产生浸出剂,可能导致杀生的行动,抑制区测试。欧元区的抑制是一种常用的方法在微生物测试解决方案的毒性或杀生的倾向于特定的细菌。结果表明,这两个E1和E2配方没有浸出剂会影响抗菌测试。

在美国和加拿大,最多200 ppm的活性氯消毒处理和食品处理设备是允许的,不需要后续冲洗前食品接触。确保一个可行的应用这一技术在食品加工行业,最多200 ppm有效氯在水溶液中被用来激活N-halamine半个聚合物表面。DPD的方法被用来研究E1的转换动力学表面浓度200 ppm(图7)。

环氧树脂抗菌测试方法

涂料的抗菌活性进行了测试按照ISO 22196标准试验方法-样本测试有细微调整后30分钟而不是24小时。优惠券(5 x 5厘米)从涂镀锌钢和挑战中提取200µL细菌悬浮液(10⁶CFU /毫升)的各种有机负荷(5%的边后卫,MH肉汤和5%的边后卫+营养肉汤),之后,表面覆盖着一个4×4厘米的塑料薄膜。一旦剂应用于表面,样品在室温下孵化了30分钟。中和剂添加的样本用近1分钟暂停从样品可行的细菌。生存能力计数是由稀释和电镀TSA盘子。

环氧树脂的结果

环氧树脂配方的测试通过Symbi-Coat治愈小说化学显示显著的30分钟内杀死功效联系。图8显示一个完整的细菌减少5%的边后卫与化学反应30分钟。测试结果显示,E2样本有一个显著的优势在E1样品高有机负荷培养液。E2配方利用增强设计特点减轻不必要的有机负荷的影响,事实上结果支持设计意图。unchlorinated样本和镀锌钢并没有表现出显著的抗菌活性在30分钟(表5)。

讨论

本文的主要目的是识别的优点和性能,可以通过利用功能表面作为氯水库。实例的有机负荷条件下,往往很难提供高水平的细菌杀死功效由于蛋白质吸附和表面化学的各种生物材料之间的相互作用。188金宝搏bet官网这项技术的目的是针对细菌和击退蛋白质和其他biofilm-forming材料。188金宝搏bet官网用阳离子材料的主要问题是,他们倾向于允许蛋白质吸附,进而可188金宝搏bet官网以产生一个单层的有机物质,导致任何contact-based表面技术成为无效。初步测试表明~ 70%减少蛋白质表面的吸光度E2 / E1受到MH肉汤的解决方案时,确认目标bacteria-to-surface交互技术的能力。正在进行的开发活动因此针对开发一个涂层,不仅是对细菌,而且响应的有机环境,细菌生活在。

这项技术显示在应用程序和通用的具有挑战性的环境中有效地提供霍乱功效。下一阶段的实施需要特定商业化学评估目标特定的工业环境。

引用

¹杂货制造商协会,德勤开发LLC。记得执行有效性:协作方法改善消费者安全和信心(2010)。从http://www.gmaonline.org获取。

²博罗,视野;施罗德T.C.肉类和家禽召回食品公司的成本。当前所有出版物。687 (2015)。

³那种t .回顾2016食品召回。食品安全》杂志。(2017年2月,7)。从http://www.foodsafetymagazine.com获取。

⁴Lazary, a;温伯格,即;Vatine J.J.;Jefidoff, a;Bardenstein r;Borkow g;Ohana:减少罹患卫生保健相关感染病长期护理脑损伤病房代替常规与杀生的铜氧化物浸渍亚麻布床单。国际传染病杂志》上,(2014年)24日召开。

⁵科赫,G.H.;Brongers,每小时;汤普森,净收益;维尔马尼Y.P.;付款人,J.H.腐蚀在美国成本和预防策略。NACE国际、供料- rd - 01 - 156。

⁶Sehulster L.M.;Chinn R.Y.W.;Arduino M.J.;木匠,j .;唐兰,r;阿什福德,d;贝瑟,r;字段,b;麦克尼尔,M.M.;惠特尼,c; Wong, S.; Juranek, D.; Cleveland, J. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities. Recommendations from CDC and the Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee (HICPAC). American Society for Healthcare Engineering/American Hospital Association (2004).

⁷医疗保险和医疗补助服务中心。澄清解释指导F标签441 -洗衣和感染控制[备忘录# 13-09-NH]。(2013年1月25日)。从检索https://www.cms.gov。