Rivestimenti contro la diffusione di virus

La situazione pandemica ha attirato una considerevole attenzione verso metodi innovativi per controllare la diffusione dei virus. Considerata l’importanza dell’argomento, questo articolo fornisce una breve panoramica sui rivestimenti che potrebbero essere realizzati per eliminare la diffusione di virus attraverso superfici contaminate.

La pandemia ha intensificato l’attenzione del mondo verso la diffusione della contaminazione facilitata da superfici con elevato contatto. Superfici e rivestimenti capaci di minimizzare la presenza di patogeni virali attivi sono in via di esplorazione per applicazioni in una varietà di impostazioni come centri sanitari, strutture di cura a lungo termine, trasporto pubblico, scuole e aziende varie per ridurre l’esposizione umana e mitigare la diffusione di patogeni infettivi. Molti dei rivestimenti antimicrobici riportati in precedenza si sono concentrati sulle capacità antimicrobiche e c’è stata molta meno attenzione sulle superfici ed i rivestimenti antivirali. La persistenza di virus attivi sulle superfici varia enormemente a seconda del tipo di superficie e di virus. I virus infettanti che rimangono vitali sulle superfici determinano un grande rischio di trasmissione attraverso le superfici, evidenziando il bisogno urgente di soluzioni efficaci che impediscano la sopravvivenza di virus sulle superfici. La Figura 1 fornisce una panoramica schematica della ricerca attuale e di rivestimenti e superfici antivirali emergenti, compresi i metalli e i nanomateriali inorganici, rivestimenti polimerici ed organici, e tecnologie emergenti quali i rivestimenti onnifobici repellenti per agenti patogeni.

Metalli e materiali inorganici come agenti antivirali

Rame

Il rame è forse il metallo antimicrobico ad oggi più ampiamente riconosciuto e ben caratterizzato. Attraverso indagini batteriche, la ricerca moderna ha indentificato molteplici meccanismi antimicrobici per il rame che danno origine all’immediata disattivazione di microbi al contatto. I ricercatori si sono avvantaggiati di questa funzionalità per realizzare delle superfici antivirali a base di rame. Ioni e particelle di rame sono stati utilizzati in tessuti antimicrobici ed antivirali, filtri e materiali polimerici come il latex. Le nanoparticelle di rame rappresentano una grande promessa per l’utilizzo in superfici antimicrobiche e antivirali, per via della loro dimensione più piccola e dell’elevato rapporto superficie-volume. Questo facilita l’interazione con i microbi e consente un’attività antimicrobica ed antivirale ad ampio spettro. Studi recenti hanno dimostrato metodi differenti per applicare la polvere di rame sulle superfici. Nello specifico, hanno testato metodi di rivestimento a spruzzo con polvere di rame per trasferire effetti antimicrobici e antivirali. Hanno anche scoperto che utilizzare un approccio con rivestimento a spruzzo a freddo (anche detto cold spray) era il più efficace contro l’influenza A, con inibizione al 100% dopo appena 10 minuti di esposizione ad un’aliquota di 100 μL del virus. Questo ha indicato l’elevato potenziale di questa tecnologia di rivestimento nell’aumentare le proprietà antimicrobiche ed antivirali del rame.

Argento

L’ argento è un altro materiale antivirale che disattiva i virus. Una porzione significativa della ricerca antivirale sull’argento rimane da risolvere. Tuttavia, studi precedenti hanno specificamente investigato l’utilizzo dell’argento sotto forma di ioni, nanoparticelle e rivestimenti ibridi per sviluppare superfici antivirali. L’utilizzo di ioni metallici all’interno dei rivestimenti o l’integrazione di nanoparticelle in membrane e filtri sono temi comuni in tutta la letteratura. Analogamente al rame, nanoparticelle d’argento possono essere incorporate in tessuti e membrane per conferire capacità antivirali. Al momento la ricerca ha dimostrato che la dimensione delle nanoparticelle d’argento influenza la loro efficacia come agenti antivirali, con 25 nm come loro limite superiore di dimensione.

Zinco

Anche lo zinco è stato dimostrato come agente antivirale. Per impieghi su superfici antivirali, lo zinco è tipicamente combinato con altri metalli, o come parte di una lega o come ione all’interno di un rivestimento. I ricercatori hanno investigato l’utilizzo di superfici solide che contengono zinco in combinazione con il rame per creare una lega antivirale. L’ossido di zinco (ZnO) è stato anche utilizzato per produrre strutture che agiscono come agenti virucidi. Gli ionofori di zinco, sostanze responsabili del trasporto degli ioni di zinco attraverso membrane lipidiche, sono un altro utilizzo intrigante del metallo per capacità antivirali.

Biossido di Titanio (TiO2)

Il TiO2 ha attratto molta attenzione per le sue proprietà fotocatalitiche e le applicazioni risultanti all’inattivazione di batteri e virus. Si è trovato che rivestimenti superficiali planari di TiO2 siano agenti antibatterici efficaci. Con la natura antibatterica di nanoparticelle e rivestimenti di TiO2 ben consolidate, alcuni studi recenti si sono focalizzati sull’applicazione diretta di composti di TiO2 per lo sviluppo di superfici antimicrobiche e, in numero crescente, antivirali per l’utilizzo in aree con elevati tassi di infezione, come gli ospedali. Inoltre, sviluppare rivestimenti che combinano TiO2 con altri metalli dimostra un’inattivazione virale più elevata rispetto a rivestimenti che contengono solo TiO2.