Technologia wytwarzania barier antydrobnoustrojowych nanoszonych magnetronowo, zabezpieczająca długotrwale przedmioty codziennego użytku przed drobnoustrojami, w tym przed SARS-CoV-2
Oferujemy do licencjonowania technologię wytwarzania barier antydrobnoustrojowych, powstających poprzez nanoszenie magnetronowe mieszaniny nanocząsteczek złota, srebra i miedzi otrzymywanych w atmosferze reaktywnej.
Poziom gotowości technologicznej (TRL): 8.
Wykonano powłoki na partii 100 szt. długopisów i przekazano do użytkowania pracownikom Urzędu Marszałkowskiego Województwa Zachodniopomorskiego i Uniwersytetu Szczecińskiego. Testy trwały kolejno 2, 4 i 8 tygodni. Po każdym z etapów testowane długopisy poddawano standardowym testom mikrobiologicznym.
Wyniki testów wykazały, iż długopisy powleczone trwałymi warstwami wykonanymi z mieszanin trzech metali (Cu, Ag, Au) charakteryzują się właściwościami antydrobnoustrojowymi nawet po 8 tygodniach ich użytkowania, bez względu na stopień uszkodzenia metalicznej nanowarstwy. Stanowią więc skuteczną ochronę mikrobiologiczną, aktywną nawet ponad 2 miesiące. Technologia może być szeroko stosowana, np. w budynkach i miejscach użyteczności publicznej (szpitale, przychodnie, urzędy, szkoły, transport publiczny itp.) oraz wszędzie tam, gdzie istnieje ryzyko zakażenia poprzez kontakt z przedmiotami użytkowanymi lub dotykanymi przez wiele osób.
Proponowana technologia rozwiązuje kilka strategicznych problemów medycyny, w tym także w walce z wirusem SARS-CoV-2:
- działa bakteriobójczo przeciwko bakteriom Gram dodatnim i Gram ujemnym
- eliminuje wirusa SARS-CoV-2 z uwagi na jego prostszą od bakterii budowę, wirus ulega szybszej inaktywacji
- powłoki nanometali nie wywołują zjawiska oporności bakterii
- może przyczynić się do zapobiegania koinfekcjom bakteryjnym i wtórnym infekcjom bakteryjnym przy wirusowych infekcjach dróg oddechowych (grypa, SARS-CoV-2)
- podnosi standardy higieniczne w miejscach, gdzie stosowane są ogólnie dostępne przedmioty codziennego użytku z powłoką nanometali
Potwierdzono, że rozwiązanie pozwliło zabezpieczyć testowane w tym celu długopisy powleczone powłokami nanometali metodą magnetronową przed rozwojem drobnoustrojów.
Technologia pozwala na nanoszenie powłok nanometali także na innego rodzaju materiały, jak np.:
- szkło
- metale
- tworzywa sztuczne
- tkaniny
Zabezpieczane mogą być w ten sposób inne elementy codziennego użytku, z którymi ma kontakt duża liczba ludzi, np. klamki, przyciski w windzie, klucze, uchwyty w komunikacji publicznej, sprzęt laboratoryjny etc.
Implementacja opracowanej technologii wpłynie na poprawę świadczenia usług publicznych podnosząc poziom bezpieczeństwa sanitarnego i zmniejszenie możliwości zakażenia zarówno pracowników tych instytucji, jak i ich klientów.
Z uwagi na ograniczenia techniczne laboratorium nie przeprowadzono badań wprost na koronawirusie SARS-CoV-2. Mając jednak na uwadze dotychczasowe wyniki badań preparatów bakteriobójczych i antywirusowych można mieć niemal pewność, że warstwy te będą wykazywały działanie niszczące w stosunku do koronawirusa.
Technologia ta niesie ze sobą wiele korzyści, m.in.:
- podnosi poziom zabezpieczenia sanitarnego w przestrzeni publicznej, w budynkach/instytucjach publicznych;
- zmniejsza ryzyko zakażeń;
- umożliwia zabezpieczenie przedmiotów będących już w użyciu, bez ich niszczenia np. maseczki, narzędzia, klucze, uchwyty;
- nie wywołuje zjawiska oporności bakterii (inaczej niż w przypadku środków chemicznych czy nawet antybiotyków)
- działanie barier jest dłuższe - naniesiona raz bariera biobójcza jest aktywna i chroni powierzchnię na co najmniej dwa miesiące - w przeciwieństwie do obecnie stosowanej metody czyszczenia/dezynfekcji z użyciem preparatów na bazie alkoholu.
Technologia może być wykorzystywana wszędzie tam, gdzie należy spełnić wysokie kryteria sanitarne w związku z walką z COVID-19:
- w obiektach użyteczności publicznej (szpitale, przychodnie, urzędy, żłobki, przedszkola, szkoły, domy pomocy społecznej), w których wymagane jest noszenie maseczek, używanie wspólnych sprzętów np. długopisów, występują powierzchnie często dotykane, takie jak klamki, przyciski, czy uchwyty
- w środkach transportu publicznego (uchwyty, poręcze, siedziska)
- w produkcji środków ochrony osobistej (maseczki, kombinezony, przyłbice, gogle)
- w produkcji opatrunków i bandaży o podwyższonej sterylności.
Prezentowana technologia wytwarzania barier antydrobnoustrojowych daje przede wszystkim:
- długotrwałą, efektywną ochronę przed drobnoustrojami dla różnego rodzaju materiałów, na które zostaje nanoszona;
- nanometale nie parują w przeciwieństwie do zabezpieczeń na bazie alkoholu. Zmniejsza to konieczność częstego powtarzania procesu dezynfekcji w porównaniu do środków płynnych, gdzie alkohol jest ich głównym składnikiem
- nie uodparnia bakterii na działanie powłok nanometali wykonanych metodą magnetronową
Innowacyjność rezultatów projektu polega na podaniu dokładnego sposobu zabezpieczania powierzchni przed drobnoustrojami poprzez ich pokrywanie trójwarstwowo nanometalami w wyniku rozpylania magnetronowego.
Nigdy do tej pory nie stosowano ani w regionie, w Polsce, ani na świecie długopisów o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych, pokrytych magnetronowo nanowarstwami metali. Technologia wytwarzania materiałów pokrytych magnetronowo mieszaniną metali miedzi, srebra i złota nie była do tej pory opisana ani zastosowana.
Technologia ta - w przeciwieństwie do zabezpieczania powierzchni poprzez rozpylanie cieczy - umożliwia efektywne pokrywanie każdej powierzchni nanometalami nawet niezwilżalnych wodą, takich jak polimery czy szkła. Rozwiązanie umożliwia zabezpieczanie przedmiotów już będących w użyciu bez ich niszczenia np. narzędzia, klucze, uchwyty. Oferowana technologia, w przeciwieństwie do tradycyjnego odkażania powierzchni alkoholami, pozwala na zabezpieczenie wybranej powierzchni na wiele tygodni ponieważ nanoszone nanokryształy metali w przeciwieństwie do alkoholu nie odparowują, nie wywołują oporności bakterii i mogą przyczynić się do zapobiegania koinfekcjom bakteryjnym i wtórnym infekcjom bakteryjnym przy wirusowych infekcjach dróg oddechowych, jak COVID-19 czy grypa.
Prawa własności intelektualnej
Podczas prac w ramach Komponentu I programu Proto_lab dokonano zgłoszenia patentowego pod nazwą: "Element z metalu, tworzywa sztucznego, szkła lub z tkaniny oraz sposób wytwarzania bariery antydrobnoustrojowych", numer zgłoszenia P.435460, dokonanego 28.09.2021 r.
Zgodnie z przewidywaniami, podczas prac badawczych Komponentu II programu Proto_lab dokonano zgłoszenia patentowego pod nazwą: "Element z tworzywa sztucznego oraz sposób wytwarzania bariery antydrobnoustrojowej", numer zgłoszenia P. 438138, dokonanego 14.06.2021 r. Właścicielem obu zgłoszeń jest ZUT.
Faza rozwoju technologii
Po badaniach w ramach Komponentu II projektu poziom gotowości technologicznej to obecnie TRL 8. - przeprowadzono proces dowodowy w zakresie działania technologii w warunkach rzeczywistych. Testy zakończone zostały pozytywnym wynikiem. Prototypy w postaci powłok przeciwdrobnoustrojowych, otrzymanych metodą magnetronową, naniesione na długopisy stanowiły skuteczną barierę biobójczą. Wytworzone powłoki nanometali były skuteczne przez co najmniej 8 tygodni. Z powodu ograniczeń czasowych projektu Proto_lab testowanie prototypów odbywało się kolejno w etapach dwóch, czterech i ośmiu tygodni.
Oferowana technologia została sfinansowana ze środków Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Zachodniopomorskiego 2014-2020, w ramach realizacji projektu „Odpowiedzialny społecznie Proto_lab”.
Zgodnie z wytycznymi projektu, komercjalizacja polega na udzieleniu licencji niewyłącznej na przedstawianą technologię na następujących warunkach:
- opłata wstępna: 4000 zł netto, płatna w terminie 14 dni od podpisania umowy licencji
- opłata licencyjna: 6,45% od przychodu ze sprzedaży produktów lub usług wyprodukowanych na bazie oferowanej technologii.
W ramach zawartej umowy, Licencjobiorca otrzyma:
- informacje nt. metodologii przeprowadzonych badań,
- wgląd do dokumentacji zgłoszenia patentowego,
- opis technologii wytwarzania barier antydrobnoustrojowych poprzez nanoszenie magnetronowe nanocząsteczek złota, srebra i miedzi otrzymywanych w atmosferze reaktywnej,
- wyniki wykonanych badań dla uzyskanych najskuteczniejszych barier biobójczych.