O novo revestimento PEG-ZnO aprimora máscaras faciais e aventais com nanotecnologia comprovada em laboratório que resiste a patógenos sem comprometer a respirabilidade ou a clareza.
Estudar: Revestimentos antimicrobianos avançados para EPI: efeitos sinérgicos de polietilenoglicol e nanopartículas de ZnO. Crédito da imagem: PhotobyTawat/Shutterstock.com
Pesquisadores desenvolveram um revestimento antimicrobiano de alto desempenho para equipamentos de proteção particular person (EPI) combinando polietilenoglicol (PEG) com óxido de zinco (ZnO) nanopartículas.
Publicado no Revista de Tecnologia e Pesquisa de Revestimentoso estudo destaca como esse revestimento composto melhora a resistência microbiana em tecidos de EPI. Esta melhoria poderá ter implicações diretas no controlo das infeções nos cuidados de saúde.
O revestimento de PEG-ZnO reduziu significativamente as cargas virais e bacterianas em tecidos de jalecos e máscaras, com a formulação de 0,75% em peso de ZnO mostrando a maior eficácia geral.
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Infecções nosocomiais como uma ameaça persistente na saúde
As infecções adquiridas em hospitais continuam a ser um grande fardo económico e de saúde, afectando tanto pacientes vulneráveis como profissionais de saúde. Embora o EPI seja essencial para o controlo de infecções, os tecidos tradicionais podem albergar agentes patogénicos e até apoiar a sua propagação, em vez de os limitar.
Em resposta, os investigadores estão a explorar revestimentos de superfície com funções antimicrobianas incorporadas. As nanopartículas de ZnO, conhecidas pela atividade antibacteriana e antiviral de amplo espectro, oferecem uma solução promissora.
O polietilenoglicol (PEG) complementa essas propriedades com sua alta molhabilidade, melhorando a dispersão das nanopartículas e as interações superficiais. A natureza hidrofílica do PEG também melhora a cobertura da superfície, garantindo melhor exposição das partículas de ZnO aos contaminantes microbianos.
Projetando e testando revestimentos de PEG/ZnO
A equipe de pesquisa formulou revestimentos compostos de PEG/ZnO usando uma base de resina acrílica-PEG e nanopartículas de ZnO em concentrações variadas: 0,2%, 0,5%, 0,75% e 1,0% em peso.
Os revestimentos foram aplicados por spray em substratos limpos, incluindo lâminas de vidro, tecido de jaleco e tecido de máscara facial, e secos em temperatura ambiente.
Para avaliar os revestimentos, o estudo empregou um conjunto de métodos de caracterização de materiais. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM) foram utilizadas para observar a morfologia da superfície, enquanto a espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX) confirmou a composição elementar.
As interações de ligação química foram avaliadas usando espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), e espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis) foi usada para medir a transparência óptica dos revestimentos. Os testes de ângulo de contato avaliaram a molhabilidade da superfície e análise termogravimétrica (TGA) avaliou a estabilidade térmica.
A atividade biológica foi avaliada usando o método de difusão em disco para medir o desempenho antibacteriano contra Staphylococcus aureus e Escherichia colie a eficácia antiviral foi testada usando um ensaio TCID50 com coronavírus felino como vírus modelo.
Melhores resultados a 0,75% em peso de ZnO
O revestimento de 0,75% em peso de ZnO demonstrou os efeitos antimicrobianos mais fortes.
Este% em peso de nanopartículas de ZnO produziu zonas de inibição de 30,3 ± 0,6 mm contra S. aureus e 29,3 ± 0,6 mm contra E. colijuntamente com uma redução de 99,9968% na carga viral do coronavírus.
Embora a formulação de 1,0% em peso de ZnO tenha mostrado resultados comparáveis, o estudo observou retornos decrescentes quando a concentração do revestimento foi aumentada além de 0,75% em peso, indicando um ponto de saturação no desempenho antimicrobiano.
Além disso, a concentração de 0,5% em peso apresentou atividade antiviral ligeiramente inferior (99,99%), um resultado provavelmente ligado à aglomeração de nanopartículas que pode reduzir a área de superfície disponível para interação.
SEM e EDX confirmaram que as nanopartículas de ZnO foram distribuídas uniformemente e incorporadas com sucesso ao revestimento.
A análise UV-Vis revelou que todas as amostras mantiveram mais de 95% de transmitância na faixa visível, preservando a clareza óptica, importante para itens como protetores faciais. As medições do ângulo de contato mostraram que o aumento do teor de ZnO levou a superfícies mais hidrofóbicas, o que pode ajudar a repelir gotículas respiratórias ou fluidos que transportam patógenos.
Finalmente, a TGA confirmou a estabilidade térmica em todas as concentrações. Esta estabilidade térmica suporta durabilidade em condições como autoclavagem ou esterilização por calor, o que é relevante para protocolos de reutilização de EPI.
O tipo de tecido é importante
O desempenho antimicrobiano variou dependendo do substrato. Os tecidos para máscaras faciais, normalmente feitos de fibras sintéticas não absorventes, exibiram efeitos antibacterianos mais fortes do que os jalecos de laboratório à base de algodão.
Este contraste é atribuído à melhor retenção superficial do revestimento em tecidos mais lisos e menos porosos. As descobertas destacam como a estrutura do tecido pode impactar o desempenho remaining das tecnologias antimicrobianas em aplicações do mundo actual.
Os revestimentos de PEG/ZnO também poderiam melhorar a higiene em indústrias além da saúde, incluindo processamento de alimentos, transporte público e espaços públicos de alto tráfego.
A designação do ZnO como Geralmente Reconhecido como Seguro (GRAS) pelo FDA o torna adequado para equipamentos de proteção diários, como máscaras, aventais e luvas.
Ao incorporar agentes antimicrobianos diretamente nos sistemas de revestimento, esses materiais oferecem uma camada adicional de proteção em ambientes onde a contaminação superficial é uma preocupação persistente.
Um avanço no controle de infecções
Este estudo mostra que os revestimentos nanocompósitos de PEG-ZnO podem aumentar significativamente a proteção antimicrobiana dos tecidos de EPI, transformando uma barreira passiva em uma defesa ativa.
A formulação de 0,75% em peso atinge o equilíbrio perfeito entre desempenho e eficiência do materials, mantendo a transparência da superfície, a estabilidade térmica e a adesão em diferentes tipos de tecido.
Olhando para o futuro, os trabalhos futuros deverão explorar a durabilidade a longo prazo, a segurança ambiental, os espectros antimicrobianos mais amplos e o desempenho no mundo actual em diferentes condições de utilização.
Com as infecções adquiridas em hospitais ainda representando uma grande ameaça international, materiais inteligentes como estes representam uma forma prática e escalonável de tornar os equipamentos de proteção diários mais seguros para profissionais de saúde e pacientes.
Referência do diário
Reasmyraj S, e outros. (2025). Revestimentos antimicrobianos avançados para EPI: efeitos sinérgicos de polietilenoglicol e nanopartículas de ZnO. Revista de Tecnologia e Pesquisa de Revestimentos. DOI: 10.1007/s11998-025-01168-7