مبارزه با باکتری

مقدمه : میکرو ارگانیسم ها یا همان موجودات ذره بینی ، دسته بندی وسیعی دارند که مشتمل بر متازئون های حیوانی ، پروزوئرها ، بسیاری از آلگ ها ، قارچها ، باکتریها و ویروس ها می باشند ، این دسته از مواد عامل اصلی بیماریهای واگیردار می باشند .

× باکتری : جرم تک یاخته ای است که در شرایط مساعد ( حرارت و رطوبت ) به سرعت رشد می یابد . باکتریها را در صور مختلف دسته بندی می کنند :

الف : بر اساس مکانیسم حرکت و یا جداره سلولی و یا بر اساس دسته بندی آقای گرام ( هاگ زا و غیر هاگ زا ) .

ب : تعدادی از باکتری ها بیماری زا هستند و قادرند تا در انسانها و حیوانات یا هر دو ایجاد بیماری نمایند .

× قارچها و کپک ها : پیچیده تر از باکتری ها بوده و نرخ رشد آنها بسیار کندتر می باشد .

× بار سطحی اکثر باکتری ها ، منفی می باشد و ابعاد آن ۸-۲/۰ میکرون می باشند و از نظر شکلی به صور میله ای ( باسیل ) ، مارپیچ ( اسپیرال ) و کروی وجود دارند .

× استرپتوکوک دارای قطر ۲۵/۱ و استافیلوک ۷/۰ میکرومتر می باشند . باکتری ها اصولاً علاوه برمنابع انرژی و غذائی ،‌ بایستی از نظر عوامل فیزیکی و شیمیائی در شرایط مساعد بوده تا رشد نمایند ، در غیر اینصورت رشد آنها متوقف و یا حتی نابود می شوند .

روشهای مرسوم در مبارزه با باکتریها :

الف : فیزیکی – اشعه دادن ( Cathodic ,Gamma, X-Ray, UV ) الکتریسیته ، امواج صوتی و ماوراء صوتی ، خشک کردن ، انجماد و حرارت میباشد .

ب : شیمیائی – مواد ضد عفونی زیر می باشند :

۱- عوامل الکیله کننده ۲- عوامل اکسیدکننده ۳- اسیدها مثل اسیدنیتریک و کربنیک ۴- قلیائی ها مثل سود و پتاس ۵- املاح و نمک ها ( در این مورد فلزات سنگین مؤثرتر می باشند ) ، املاح مس ،‌ روی ، نقره ، طلا و جیوه ۶- صابونها ، زداهای سنتزی ، ترکیبات آمونیوم چهارتائی ، الکلها ، اتر ، فنل ها ، هالوژنها ، رنگها ، روغنها و ….

× هر کدام از روشهای فوق ، دارای مزایا و معایب خاص میباشد و بستگی به کاربرد نهائی مخصوص قابل استفاده هستند

توضیح کار : انتخاب مورد نظر برای کاربرد روی الیاف و منسوجات ، استفاده از نقره در شکلهای گوناگون بوده که در زیر تشریح می گردد :

× اثر ضد میکروبی نقره به واسطه ترکیب یونهای آن با پروتئین های میکروبی است که یون نقره از مجتمع پروتئین های مذکور نیز به آهستگی جدا می شوند و این امر پایه دوام فعالیت باکتریواستاتیکی نقره و املاح آن است . املاح نقره در زمره باکتریسیدهای قوی و مؤثر می باشند ولی به دلیل خاصیت سوزانندگی کمتر مورد استفاده قرار می گیرند . ( اصطلاح سنگ جهنم برای نیترات نقره )

× کاتادین در واقع نقره متخلخل همراه با طلا بوده که باکتریواستاتیک فوق العاده خوبی می باشد و برای ضدعفونی کردن آن بکار می رود . ترکیبات نقره پروتئین شده مانند پروتارگل و آرژیرول در عفونت های چشمی و مجاری ادراری بکار برده می شوند . نیترات نقره با وجود خاصیت سوزانندگی ، برای درمان سوختگیها به عنوان آنتی سپتیک بکار برده می شود . بر حسب مقدار نقره در جسم ، کیفیت باکتریواستاتیک و یا باکتریسید بوجود می آید .

با توجه به مطالب فوق نقره خود نیز به عنوان دارو بکار برده میشود و به عبارت دیگر برای انسان ایجاد مشکل و یا آلرژی نمی کند ( بمقدار کم ) و از طرفی پایداری کیفیت ضد باکتری و مقاومت نوری و غیره باعث شده تا بتوان آنرا در پلیمرهای گوناگون و به شکل های مختلف از جمله الیاف سنتری نظیر PP,PAN, PET‌ و غیره بکار برد.

× در رابطه با منسوجات ،‌مواد ضد باکتری را می توان با روشهای متفاوت از جمله رمق کشی ، Pad-drycure ، پوششکاری،اسپری وفوم بکار برد ، همچنین درمورد پاره ای از موارد آنها را مستقیماً در روغنهای نساجی و یا مذاب پلیمر و یا محلول پلیمر قبل از ریسندگی نخ بکار برد .

× اکثر مواد ضد باکتری برای منسوجات همانهائی هستند که در صنایع غذائی و آرایشی بکار می روند ولی با غلظت کمتر در مورد منسوجات ، مواد بکاربرده شده بایستی دارای ثبات شستشوئی و ثبات نوری داشته و اثر نامطلوب بر روی پوست و محیط زیست نداشته باشند . لذا بایستی حلالیت درآب نداشته و مقاومت شیمیائی آنها درمقابل مواد قلیائی و اسیدی و اکسیدکننده ها در حد خوب بوده و از پایداری حرارتی خوبی برخوردار باشند . فرآیند استفاده از این مواد بایستی اثر نامطلوب بر روی فرآیند تولید الیاف و منسوجات نداشته باشد و اثر مهاجرت آنها از درون طیف به سطح آن نیز اهمیت زیادی دارد .

× در شرایط ایده آل یک ماده ضد باکتری بکار رفته بایستی قادر باشد تا از مکانیزم های متفاوت جهت مقابله با باکتری ها عمل نماید و طیف وسیعی از آنها را کنترل و نابود نماید ، در غیر اینصورت باکتری با اصلاح سیستم دفاعی خود درمقابل آن مکانیزم ، خود را مقاوم می سازد .

× ترکیبات بکار رفته جهت ضد باکتری نمودن منسوجات ، به دو دسته کلی مواد آلی و مواد معدنی تقسیم میشوند .

× ترکیبات آلی دراکثر موارد مشکل ساز میباشند . این ترکیبات معمولاً ثبات کمی دارند ، مقاومت حرارتی آنها پائین بوده و سمی میباشند ، در بعضی مواقع در روند تولید اختلال ایجاد نموده و پاره ای از آنها در مجاورت پوست بدن ، ایجاد آلرژی می نمایند و بهمین دلیل ترکیبات معدنی ، بیشتر مورد نظر قرار گرفته اند .

× نقره و ترکیبات آن از مناسبترین مواد ضد باکتری معدنی می باشد ، زیرا علاوه بر غیرسمی بودن و اینکه یک فلز معدنی طبیعی است قادر به نابودی طیف وسیعی از باکتری ها و قارچها می باشد . بسیاری از میکروارگانیسم های مضر برای بدن توسط این ماده از بین می روند و این توانائی بهنگام ریز بودن ذرات تا حد نانومتر ،‌ بسیار افزایش می یابد . نقره با اندازه نانو دارای سطح فعال بیشتر و قدرت نفوذ بالاتری بوده و احتمال نابودی مواد میکروارگانیسم را افزایش می دهد . درضد عفونی نمودن آب خوراکی از غلظت های کم نقره استفاده می شود و مکانیسم تأثیر نقره برای باکتری بطور کامل روشن نیست و تا کنون سه روش ذکر گردیده است :

۱- مداخله در جابجائی الکترونی باکتری

۲- مداخله و تخریب DNA باکتری

۳- فعل و انفعال با جداره یاخته بدون اینکه وارد سلول شود و تشکیل ترکیبات هیستیدیل و ممانعت از فرآیند تنفس .

نقره به اندازه نانو به دو صورت کلی موجود است :

الف : بصورت پودر – دراین مورد نانو سیلور بر روی ذرات دیگر نظیر Tio2 وجود دارد .

ب : درحالت مایع – در این موردنانوسیلور بصورت معلق در یک مایع ( آب ، گلایکول و ….) وجود دارد .

لازم به ذکر است که نانوسیلور بر روی اکسید تیتانیوم ازخاصیت فنواکسیداسیون برخوردار است ، به عبارت دیگر اجسامی که درای این ترکیب هستند در اثر تابش نور عملاً فتواکسیداسیون انجام گرفته و علاوه بر ضد باکتری بودن مواد ارگانیک روی آن اکسید می شود و به عبارت دیگر فرآیند خود تمیز شدن ( Self cleaning‌) انجام میشود .

شیوه کاربرد نانوسیلور برای الیاف و منسوجات :

۱- استفاده از پودر نانوسیلور در تهیه ماستربیچ و استفاده آن در فرآیند ذوب ریسی و تهیه الیاف ضد باکتری

۲- استفاده از مایع نانوسیلور در یک حمام مشابه رمق کشی

۳- استفاده از زئولیت های خاص

آزمایشات عملی :

۱- مقدار ۲% P101 ( پودر Tio2‌حاوی ۱% نانوسیلور ) با پلیمر مخلوط و سپس بصورت ورقه تبدیل می کند . ( تست کشت باکتری نشان میدهد بیش از ۹۹% مؤثر بوده است . )

۲- آزمایش فوق با PP‌ و با غلظت ۲/۰% انجام شد . تست آنتی باکتریال نشان دهنده تأثیر زیادی بر روی ممانعت از رشد باکتری های مختلف و همچنین قارچها میباشد .

۳- آزمایش فوق بر روی PET‌ با غلظت ۱/۰% و ۲/۰% انجام شد ، نمونه دارای فعالیت ضد باکتری بود .

۴- آزمایش بر روی محلول پلیمر PAN‌ در دی ام اف انجام شد و سپس پلیمر بصورت ورقه خشک مورد آزمایش قرار گرفت . ( غلظت های انجام شده ۰۲/۰% و ۲/۰% بود ، در مورد اول کیفیت باکتریواستانیک و در مورد دوم کیفیت باکتریسیدی مشاهده گردید .

۵- از محلول نانوسیلور درآب بر روی الیاف پلی استر پاشیده در حمام با حرارت ۱۱۰ درجه به مدت ۲۰ دقیقه ، سعی شد که ذرات نانوسیلور به درون الیاف نفوذ کنند:

الف : مقداری نمونه بصورت فوق نگهداری شد .

ب : مقداری از نمونه تحت تأثیر نور XENON‌ قرار گرفت .

ج : مقداری نمونه بصورت معمول رنگ گردید .

هرسه نمونه فوق تحت آزمایش کشت باکتری قرار گرفتند .

استانداردهای تست ضد باکتری کالا و ارزیابی قدرت ضد باکتری نمونه :

ASTM F1671, ASTM1670, AATccC 147, AATcc 100, AAIcc 30, Atcc 30, Atcc 6538, SWISS.EMPA NORMS 2003, S10, ASTM F1819

تولید کنندگان عمده منسوجات با خاصیت ضد باکتری :

ACB (منسوجات خانگی و غیره ، ACTIGARD (الیاف الفینی)

AMICOR‌ (البسه کارکنان بیمارستانها – رختخواب بیمارستانی ، لباسهای ورزشی)

BIOFRESH (الیاف اکریلیک (لباسهای ورزشی – کفش و غیره))

HELAPSO (انواع پوشاک) MICROSAFE‌ (البسه ورزشی) جوراب ، دستکش و….)

الیاف اکریلیک با نام تجاری MICRO SPERME ، کمپانی های دیگر نظیر ULTMFRESH و TIMOSAN و THIMSULATE و غیره .