对于在表面使用抗菌涂层来对抗通过接触传播的传染病,有许多问题引起了严重的怀疑。我的第一篇文章发表在2020年7月的《PCI》杂志上,题为“抗菌涂料指南,提供了有关这项技术的一些基本信息。这篇简明的文章旨在进一步教育用户,并回答一些之前没有涉及到的问题。关于抗菌涂层的深入技术细节可以在我的书中找到,抗菌涂料手册

为什么抗菌涂料需要很长时间才能杀死微生物?

让我们首先了解杀虫剂(可以在5秒到5分钟内杀死细菌)和抗菌涂层(至少需要2小时)之间的区别。杀虫剂主要杀死微生物,但这些微生物的寿命很短,因为它们不能与表面永久结合。根据环保局的标准,出于健康和安全原因,只有不到1%的农药溶液可以使用。当喷洒农药时,表面会留下一层单分子层(埃的厚度),通过不同产品的特定机制杀死细菌。这薄薄的一层并不能防止在多孔表面发芽的细菌(99%)。此外,这种薄的纳米层在第一次接触时就会消失,使表面容易滋生新细菌。

由于在上述应用过程中不涉及粘合剂,涂料专家建议使用某种形式的树脂将这些农药附着在其应用的表面。这种粘合剂和杀虫剂被认为可以将“杀菌分子”粘附在被涂层物体上,并提供长期的微生物保护。

然而,一旦农药与树脂混合,它们可能由于各种过程而失去效率/功效,包括农药在涂层中的不均匀分布、农药在树脂网络中的低浓度、与树脂反应引起的农药化学变化,甚至农药可能被低表面能聚合树脂包裹,使它们无法发挥抗菌活性。

要创造出一种能克服上述所有障碍的化学物质是很困难的。一旦抗菌涂层配方得到优化,就必须对其在不同表面的应用进行测试。为了普遍湿润表面,使用了表面活性剂,这可能会改变杀虫剂的抗菌活性。因此,并不是每一种抗菌产品都能有效地发挥作用,因为表面润湿性/覆盖率较差。这是大多数抗菌涂料不能保护被处理对象的主要原因之一。大多数商用抗菌涂料产品都是在表面喷涂或雾化,这使得观察其润湿特性更加困难。在显微镜下仔细观察,这些产品显示分离的涂层气泡而不是连续的保护膜。这些气泡之间的区域是病原体繁殖的区域。

大多数农药必须在EPA注册,并应按照美国标准测试方法(ASTM)进行测试,以显示在农药接触2小时内,与未经处理的表面相比,细菌活性至少减少3 log (3LR)。不幸的是,只有少数或没有ASTM标准可用于测试抗菌涂料;因此,它们不能在EPA注册。大多数用于测试抗菌涂层(疏水-拒水)的ASTM标准被修改以记录一些用户满意的数据。

病原体或微生物的术语包括几种细菌,包括病毒。杀死细菌的杀虫剂并没有必要同时灭活病毒(病毒是无生命的,不能被杀死,只能灭活)。需要专门的杀虫剂来灭活病毒,到目前为止还没有发现太多这样的杀虫剂。一些商业产品声称可以通过皮肤撕裂来杀灭病毒,但这还没有得到科学证实。到目前为止,据笔者所知,由于缺乏测试方法,还没有通过抗菌涂层获得长期保护的EPA注册。有几种产品被批准用于紧急使用,但没有注册。但是,这些紧急使用的产品只能在那个状态下使用,并且只能用在EPA批准的物体上(参考EPA网站)。在一家领先的涂料公司最近获得的批准中,一种铜基抗菌涂料/涂料已被EPA注册,可在不到2小时(EPA注册的要求)内灭活(99.9%)病毒(包括冠状病毒)。该注册是基于专门为此类产品设计的测试方法。目前还不清楚这种测试方法是否可以普遍用于其他抗菌涂料的注册。

抗菌涂料在对抗病原体方面仍然有用吗?

一些精心设计的抗菌涂料(如Flora涂料公司的invisil)可以提供与铜或其他杀虫剂相似的保护水平。然而,抗菌涂层被认为是次要的保护形式,有助于大幅减少农药的使用。如果像三氯生这样的普通农药能在5秒内杀死细菌,那么为什么不能到处使用呢?值得一提的是,杀死坏细菌的东西也会杀死好细菌,每一种有毒的农药都会直接或间接地通过皮肤或吸入被人类消耗。由于大流行,农药的消费量显著增加(根据主要农药制造商的销售情况获得的信息),这最终将在未来损害人类健康。因此,如果我们能够通过抗菌涂层提供二级保护,从而减少或尽量减少农药的使用,这将对人类和医疗保健部门非常有帮助。

我们如何知道被认为保护表面的抗菌剂是有效的?

涂有抗微生物剂的表面必须保持清洁,以便药剂发挥作用。这一前提适用于农药的直接和间接应用。如果涂层表面(适用于直接和间接杀虫剂)覆盖了油、汗或任何形式的残留物,必须使用家用清洁化学品进行清洁。此外,这种清洁必须根据表面使用的频率定期进行。大多数农药层包括涂层是看不见的,因此客户必须依赖于提供清洁表面的服务提供商。Flora涂料提供专利保护的invisil抗菌涂层,在紫外光(黑色)下发光。可以在黑光下观察INVESIL,以保证物体上涂层的使用寿命。由于该产品受专利保护,没有其他产品能提供类似的功能。

抗菌涂料能在激烈使用的物体上持续多久?

材料的使用寿命取决于多种因素,包括基体化学、涂层厚度和涂层对物体的粘附能力。通过使用Taber磨损试验进行磨损分析,可以生成比较数据。环氧或聚氨酯等高性能涂料的已知数据可以与被测抗菌涂料的数据进行比较,从而提供估计的使用寿命。例如,与相同厚度的陶瓷或生物陶瓷基涂层相比,大多数碳氢树脂基涂层的寿命较短,与物体表面的结合效果较差。

有没有比杀虫剂更有效的除菌方法?

一些研究表明,使用某些波长的紫外线可以立即杀死表面的微生物。然而,由于种种原因,这些技术的使用并不实际。它是不容易处理一个紫外线灯组件涉及到电力的使用。这种组件中使用的紫外线灯/过滤器的准确性可能受到挑战,并可能对人眼和皮肤构成严重风险。此外,迄今为止,大多数材料都没188金宝搏bet官网有经过长期暴露在紫外线下的测试,可能会过早退化。此外,紫外线不能消毒隐蔽的空间,必须从一定的距离操作,以达到最佳效果。

我们能用抗菌涂料更快地灭活/杀死病原体吗?

人类头发的平均厚度(直径)是60微米,而大多数细菌的大小小于10微米。这意味着,如果没有某种类型的图像放大显微镜,人眼是看不到细菌的。因此,病原体的杀死或失活由注册机构使用既定的协议或测试方法如ASTM进行记录。大多数检测方法都是针对水溶性农药编写的。检测或记录通过疏水涂层快速杀灭细菌的试验方法要么没有,要么没有被普遍接受。因此,在现阶段不可能记录如此快速的关于更持久的疏水涂层的数据。同样,由于测试机构缺乏合适的测试方法,不可能对这种长效抗菌涂层进行时间依赖性的有效性研究。

有这么多的变量,使用抗菌涂料值得吗?

仍然困惑吗?考虑一个购买保险(健康/人寿/汽车等)的场景。对于大多数健康、安全的人来说,购买保险似乎是一种巨大的浪费。然而,如果一个人陷入了一些不幸的情况,保险保护是存在的。将抗菌涂层作为预防COVID-19等严重感染情况的保险保护。大多数主动和受保护的用户可能不需要它,但在需要时保护是存在的。虽然政府强制客户购买保险,但我们正在教育客户和政府,由于人口不断增长和疾病迅速传播,这种涂层材料现在是必不可少的。188金宝搏bet官网

如何选择能提供足够保护的正品?

并不是所有的产品都是由专家开发和制造的。几家如雨后春笋般涌现的提供抗菌涂层产品的公司可能会让顾客面临更高的获得性感染风险。一个更好的市场产品并不意味着它会提供更好的保护。建议在不同的搜索引擎上对所提供的产品进行充分/深入的研究。阅读公司历史,调查真实性,检查他们的专业水平,问困难的问题,只有在完全满意的情况下才选择。一种精心设计和开发的抗菌涂层在按照说明书使用时可以像其他杀虫剂一样提供长期保护。

是否有快速方法或手持检测设备来监测感染表面?

大多数能够探测到隐形微生物的仪器都非常复杂,而且不容易获得。清洁机构一直在使用ATP生物发光仪来记录三磷酸腺苷(ATP)作为有机材料(包括活细胞)的相对光单位的浓度。188金宝搏bet官网基于ATP表的测试方法是粗糙的指标,不准确。ATP测量仪的数据记录了活的和死的微生物的值(不包括大多数病毒),并取决于设备和表面擦拭的方式。尽管选择了核心生物标志物,甚至有非常快的周转时间,但该技术有一些主要的差距,无法超越标准的基于实验室的方法。

例如,病毒无法检测。此外,ATP猝灭是一个严重的问题,经常会导致假的计数低(甚至没有计数)。因此,低于可接受水平的低计数并不一定意味着表面清洁。已经发现,棉签、棉签的方法、棉签在表面的压力和所用仪器对读数有重要影响。在涂层表面,由于抗病毒活性所需的高水平表面电荷转移复合物,这些参数变得更加关键。研究还发现,在用水清洗表面后,涂层表面的ATP仪表读数下降到显著的低值,这表明死亡的微生物是用水清洗的,对ATP读数没有贡献。在记录ATP读数之前,用纯净水清洗表面几次可能是有见地的。然而,ATP仪表的数据只是一个定性的指示,可靠的结果只能通过使用ASTM和ISO方法进行严格的实验室测试获得。

结论

重要的是要记住,涂料和杀虫剂有两个不同的用途。抗菌涂料是农药效果和涂料美观之间的恰当结合。选择适当的产品和谨慎的使用过程对于长期防止传染病在不断增长的人口中传播至关重要。

确认:作者要感谢Natarajan Ganesan博士在撰写本文时的帮助。

免责声明:本文旨在教育或告知读者有关抗菌涂层技术的知识。没有人试图为任何产品背书,也没有人试图将一种产品与另一种产品进行比较或比较。这里所写的文字是作者的观点,与Flora涂料公司无关。这里所显示的信息是作者所知的最好的,并不声称完全准确。