AJP i płyn do dezynfekcji dla szpitala w Gorzowie

2020-04-06, Akademia im. Jakuba z Paradyża

6 kwietnia 2020 r. Kanclerz AJP mgr Roman Gawroniak i mgr inż. Krzysztof Jankowski przekazali na ręce Pani Doroty Mądrawskiej - Kierownik Działu Higieny Szpitalnej WSzW w Gorzowie Wielkopolskim, płyn do dezynfekcji, nad którym zespół Krzysztofa Jankowskiego pracował od pewnego czasu w Laboratorium Nanotechnologii i Nanobiologii Akademii im. Jakuba z Paradyża w Gorzowie Wielkopolskim.

Jest to ważne w obecnej sytuacji, w której pomoc potrzebna jest pod każdą postacią.

O samym laboratorium:

Możliwości wytwórcze:

- nanocząstki metali i tlenków metali (Ag NPs, AgO NPs, Au NPs, Si NPs, ZnO NPs, Al NPs, Fe NPs, In NPs, Te NPs, Sb NPs);
- powłoki azotków i węglików pierwiastków bloku d (TiN/ZrN);
- nanomateriały węglowe (węglowe kropki kwantowe, nanocząstki węglowe, grafen i tlenek grafenu), powłoki a:C (amorficzny węgiel), grafitowe struktury nanometryczne;
- synteza krzemoorganiczna (warstwy SiCN).

Nanocząstki srebra i tlenku srebra

Nanocząstki srebra są nanomateriałami o wymiarach mieszczących się w przedziale 1 nm i 100 nm w rozmiarze. Choć często opisywane jako nanocząstki srebra Ag NPs, niektóre z nich składają się z dużego procentu nanocząstek tlenku srebra (AgO NPs). Liczne kształty nanocząstek można konstruować w zależności od danego zastosowania. Powszechnie stosowane nanocząsteczki srebra są kuliste. Właściwości nanocząstek srebra mających zastosowanie w leczeniu ludzi są badane w warunkach laboratoryjnych jak i na zwierzętach, oceniając potencjalną skuteczność, toksyczność i koszty. Istnieje bardzo wiele metod wytwarzania (chemiczne, biologiczne i fizyczne).

Akademia im. Jakuba z Paradyża posiada opracowaną w 2017 roku przez zespół pod kierownictwem Krzysztofa Jankowskiego fizyczną metodę wytwarzania (wysokonapięciowy łuk prądu zmiennego). Różni się ona od tzw. klasycznych metod łukowych zastosowaniem prądu zmiennego, a przede wszystkim charakterystyką prądowo-napięciową (zazwyczaj używane jest napięcie 12V i min. 40 – 80A – tutaj mamy następujące parametry: 800 – 2000V i natężenie do 1 A). Takie rozwiązanie jest bardzo proste do wykonania (nie potrzebujemy drogich źródeł prądu) – wystarczy autotransformator i transformator MOT – znany z zastosowania w kuchenkach mikrofalowych. Zastosowanie wysokiego napięcia zapewnia równomierne rozkładanie się obu elektrod. Wyznaczono eksperymentalnie, że wyższe napięcia (1500 – 2000V) rozdrabniają bardziej litą elektrodę (mniejsze rozmiary nanocząstek). W chwili obecnej Laboratorium może zaoferować przedział wielkości (2 – 500nm) i dużą wydajność na poziomie 0.3 M (mol/L). Nanocząstki są wytwarzane na terenie AJP (tutaj znajdują się 2 wytwornice laboratoryjne – jeden proces 10 minutowy to 200 ml roztworu o stężeniu ok. 0.1 M (mol/L). Badania obrazowe (SEM,HRTEM) są wykonywane w Rhodes University (RPA), a badania potencjału elektrokinetycznego (Zeta Potential) i dynamicznego rozpraszania światła (DLS) w Parku Naukowo-Technologicznym Uniwersytetu Zielonogórskiego. Do wytwarzanych nanocząstek można dołączać inne molekuły. Niestabilizowane dość szybko agregują w większe struktury (cząsteczki związane są słabymi odziaływaniami van der Waalsa).

Nanometale są wykorzystywane m.in. w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym, motoryzacyjnym (lotniczym i samochodowym), chemicznym (kompozyty, farby, lakiery), budownictwie (zaprawy, cementy, betony, materiały wykończeniowe i izolacyjne), elektronice, biomedycynie i bioinżynierii.

Na liście nanomateriałów o przewidywanym największym zastosowaniu komercyjnym w najbliższej przyszłości, opublikowanej w ramach prac prowadzonych w OECD, objętych Międzyrządowym programem rozważnego zarządzania substancjami chemicznymi umieszczono następujące metale i ich tlenki: srebro, żelazo, tlenek glinu, tlenek ceru, ditlenek tytanu, tlenek cynku, złoto, platynę, wanad, miedź, mangan, kadm, wolfram oraz tlenki: cyrkonu, molibdenu, niklu, antymonu, kobaltu, chromu, miedzi, irydu.

Na podstawie wszelkich dostępnych informacji (kart charakterystyk, specyfikacji technicznych, wyników badań) należy opisać właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne każdego nanomateriału, takie jak:

– identyfikacja chemiczna (numer rejestracyjny CAS): 7440-22-4

– czystość chemiczna (% dodatków, % zanieczyszczeń): 99 proc.
– zawartość nanomateriału w produkcie (% objętościowy i/lub % liczbowy), (np. w farbach i lakierach): stężenie do 0.3 M (mol/L)

– wielkość cząstek lub rozkład wielkości cząstek (nm): 2 – 40 nm
– morfologia powierzchni (kształt, postać krystaliczna), funkcjonalizacja powierzchni: kuliste nanocząstki Ag NPs

– czy występuje w postaci włókien (jeśli tak, podać ich długość i średnicę): nie
– gęstość nanomateriału: 0.997 g/mL at 25 °C

– postać fizyczna (ciekły, stały, cząstki swobodne, aglomeraty, agregaty, zawiesina, w stałej matrycy itp.): faza ciekła.
– potencjał zeta: -30mV

– czy jest trwały w środowisku (biotrwałość): trwały
– czy nanomateriał (lub materiał macierzysty) należy do grupy czynników rakotwórczych, mutagennych, teratogennych: nie

Proces fumigacji można przeprowadzić przy użyciu fumigatora (tzw. zamgławiacza ultradźwiękowego, parowego). Można również przeprowadzić proces przy użyciu myjki parowej (wymaga to jednak ubrania osoby w zabezpieczenie odpowiedniego typu). Najprostszym sposobem jest ustawienie czasowe i wyjście z pomieszczenia (czas procesu 20 minut dla stężenia 50 ppm Ag NPs). W pracach fachowych wykazano, że już przy stężeniu 0,78 ppm w przypadku ASFV całkowicie hamuje rozwój wirusa.

Istnieje również szereg publikacji dotyczący interakcji wirusa HIV -1 z nanoczstkami srebra (interakcja Ag NPs – GP120 (envelope gycoprotein 120)).
Istnieją również prace przeglądowe dot. mechanizmów oddziaływania nanocząstek srebra z wirusami.

Obecnie w AJP trwają prace dot. wyznaczenia maksymalnego stężenia jakie można uzyskać używając istniejący sprzęt laboratoryjny.

Ewelina Wikońska