Dans une étude récente publiée dans Polymèresles chercheurs ont synthétisé et évalué un matériau de revêtement de surface nanocomposite d’argent et de polyuréthane qui présente une activité antivirale contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Sommaire
Arrière plan
Au cours des premiers stades de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), lorsque la voie de transmission du SRAS-CoV-2 était considérée comme étant principalement par les fomites, la désinfection des surfaces avec des désinfectants et des assainissants était largement recommandée. Bien que des études aient maintenant montré que le principal mode de transmission virale se fait par des gouttelettes en aérosol expulsées par la toux, les éternuements et la conversation, on pense que les surfaces contaminées jouent un rôle dans la propagation du virus.
De nombreux métaux lourds et oxydes métalliques tels que le magnésium, le zinc et le cuivre sont connus pour présenter des propriétés antivirales, et des nanoparticules de ces métaux ont été utilisées pour réduire la persistance des virus sur les surfaces. On a constaté que les nanoparticules d’argent enduites sur les tissus et utilisées dans les masques faciaux réduisaient les charges virales.
Les nanoparticules métalliques sont combinées avec des polymères pour former des polymères nanocomposites qui présentent des propriétés antimicrobiennes. Un polymère composite de nanoparticules d’argent pouvant être utilisé pour recouvrir les points de contact préinstallés pourrait fournir des surfaces auto-désinfectantes sans qu’il soit nécessaire de remplacer les luminaires existants.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé du polyuréthane à terminaison morpholine comme phase continue pour construire le nanocomposite, car ils forment des films résistants et les matériaux de départ pour former les polyuréthanes sont peu coûteux. Les composants diols oligomères sont polymérisés avec des diisocyanates pour synthétiser le polyuréthane, et ses propriétés physiques peuvent être modulées en modifiant la structure du diol ou du diisocyanate ou en ajoutant un groupe terminal.
KrasolMT HLBH-P2000 et 4,4′-méthylène diphényl diisocyanate étaient les composants diol et diisocyanate, respectivement, dans le polyuréthane à terminaison morpholine, et la 4-(2-aminoéthyl)morpholine était le groupe terminal. La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) et la chromatographie d’exclusion stérique (SEC) ont été utilisées pour caractériser le polyuréthane.
Le nanocomposite a été formé en ajoutant des nanoparticules d’argent à du polyuréthane dissous dans du tétrahydrofurane anhydre pour couler des films d’épaisseur uniforme. Le film a ensuite été chauffé à 50°C et 800 mbar dans une étuve à vide et laissé refroidir. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) a été utilisée pour déterminer la réactivité du nanocomposite.
Les films ont été stérilisés à l’éthanol et à la lumière ultraviolette. Des cellules HEK293T avec une expression stable de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et de la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2), et des virus pseudotypés exprimant la protéine de pointe SARS-CoV-2 Beta ont été utilisés pour tester l’activité antivirale des films.
Résultats
Les résultats ont indiqué que l’ajout de 10 % en poids de nanoparticules d’argent au polyuréthane à terminaison morpholine formait des films composites robustes. Les nanoparticules d’argent ont également augmenté la résistance à la traction, ainsi que les modules de ténacité et d’élasticité du polyuréthane.
Le spectre RMN contenait des signaux bien résolus pour toutes les caractéristiques structurelles attendues du polyuréthane. Les résultats SEC ont révélé un poids moléculaire moyen en nombre de 8 700 g/mol et un poids moléculaire moyen en poids de 15 400 g/mol. Le spectre FTIR n’a pas indiqué d’isocyanate non réactif et a montré des interactions entre les nanoparticules d’argent et les groupes NH et carbonyle du polyuréthane.
Les tests mécaniques ont déterminé que le nanocomposite de polyuréthane d’argent avait des modules de traction et de ténacité et une résistance à la traction ultime plus élevés que le polyuréthane à terminaison morpholine, mais avait un allongement à la rupture inférieur. Cependant, étant donné que le matériau était en cours de développement pour les montages de revêtement et les points de contact, l’allongement à la rupture n’était pas une exigence importante.
Les tests biologiques ont révélé une réduction de 67 % de la quantité virale viable par le nanocomposite après 24 heures sans intervention humaine, par rapport au polyuréthane sans nanoparticules d’argent.
conclusion
Pour conclure, les chercheurs ont développé et testé un composite de polyuréthane à nanoparticules d’argent pour développer un matériau antiviral auto-désinfectant pour recouvrir les points de contact. Les résultats ont révélé que les nanoparticules d’argent présentaient une activité antivirale significative et augmentaient la résistance à la traction ultime et les modules de traction et de ténacité du polyuréthane.
Les polyuréthanes forment souvent la base de nombreux revêtements et peintures commerciaux. Cette étude fournit une option viable pour doter les luminaires et surfaces existants tels que les poignées de porte d’un revêtement antimicrobien, au lieu de devoir les remplacer par du cuivre ou d’autres luminaires métalliques antimicrobiens. Bien que le SRAS-CoV-2 soit désormais connu pour se propager moins par les fomites que par les particules aérosolisées directes, ce nanocomposite peut être utilisé pour contrôler la transmission dans les premiers stades des futures pandémies avant que des vaccins et des méthodes thérapeutiques ne soient développés.
