Gümüş İyonunun Dekoratif Boyalarda Antibakteriyel Ajan Olarak Kullanılması

25 Ocak 2021

TiO₂ taşıyıcı üzerinde gümüş klorür formundaki gümüşün, MRSA, Pseudomonas aeruginosa ve E. coli bakterilerine karşı çok düşük konsantrasyonlarda bile kuru boya filmlerinde etkili bir antibakteriyel ajan olduğu kanıtlanmıştır. Kuru boya filminin laboratuvar testlerinde “silinmesi” ile gümüşün aktivitesi üzerinde herhangi bir zararlı etkisinin olmadığı görülmüştür.

MRSA gibi yüksek profilli hastane kaynaklı enfeksiyon vakalarından kaynaklanan hijyen konusunda artan bir kamu bilinci neticesinde günümüzde hijyenik fayda sağlayan dekoratif boyalara ve kaplanmış yüzeylere büyük ilgi vardır [1].

turkchem tv

Bakterilerin gelişmesini ve üremesini engelleme yeteneği, iyi bir hijyen uygulamasının kritik olduğu alanlarda, günümüzde oldukça önem kazanmış bir konudur. Bazı bakteriler, kuru yüzeylerde birkaç saatten birkaç güne kadar değişen aralıklarla kalabilirken, bazı bakteri sporlar, yıllarca bile hayatta kalabilmektedir.

Bakteriler boyalı yüzeylerle, üzerinde biriken tozlar ve deri teması gibi çeşitli yollarla temas edebilir. Bakterilerin suyla birleşmesi, mevcut bakterilerin büyümesi için uygun koşulları sağlayabilir.

Hijyenik kaplamalar, daha temiz ortam yaratma yaklaşımının bir parçası olarak tercih edilir. Bu anlamda antibakteriyel özelliklere sahip, kolay yıkanabilir boya filmleri, duvar kaplamaları için ekstra koruma sağlar. Günümüzde, çoğu organik bileşik triklosan (2,4,4’-trikloro-2’-hidroksidifenil eter) içeren fazla sayıda antibakteriyel boya ürünleri mevcuttur. Triklosan bu anlamda etkili bir biyosit olarak belgelenmiştir. Ancak, bu tür bir bileşiğin bakterisit olarak kullanılmasının bazı dezavantajları da vardır. Yakın tarihli bir rapor [2] E. coli’nin triklosana maruz kalmasının, hücre duvarı kimyasını değiştiren mutant bakterileri teşvik ettiğini göstermiştir.

Bazı amonyum bileşikleri de yaygın olarak bu amaçla kullanılır. Ancak bu katkı maddesini kullanan Pseudomonas aeruginosa’da hücre duvarı yapısında benzer değişiklikler görülmüştür. Hücre duvarının kalınlaşması ile, bakteriler biyositten geçirilemez hale gelmiş ve biyosidal etkinlik azalmıştır.

Bu anlamda gümüş içeren kaplamaların kullanımı, daha güvenli ve direnç geliştirme olasılığı çok daha düşük alternatif olarak tanımlanmaktadır

Sulu sistemlerde, gümüş; bakterilere karşı çok düşük konsantrasyonlarda bile etkilidir [3,4]. Diğer raporlar gümüşün tekstilde [5] ve buzdolabının iç kısımlarında [6] olumlu etkilerini ortaya koymaktadır. Ayrıca tıbbi alanda yanıkları ve çeşitli enfeksiyonları tedavi etmek için kullanıldığını göstermektedir.

Bununla birlikte, iç duvar kaplamalarında kullanılan gümüş iyonunun boyadaki etkinliği hakkında çok az çalışma vardır.

3. Sonuçlar ve Tartışma
3.1. Gümüş ile Triklosanın Kuru Boya Filmi Üzerindeki Etkinliğini Karşılaştırılması

Gümüş iyonlarının tipik boya filmi örneğinde 24 saatlik bir süre boyunca ne kadar etkili olduğunu belirlemek ve etkinliğinin, triklosan – klorlu difenil eterin değişen konsantrasyonları ile elde edilen numunelerle karşılaştırılması amaçlanmıştır. 0,26 mM gümüş içeren, 0,26 mM triklosan içeren ve hiçbir bakteri öldürücü katkı maddesi içermeyen, referans görevi gören boya 1, esnek Lanata panelleri üzerine kaplanmış ve 5 gün boyunca 20°C’de, %65 bağıl nemde kurumaya bırakılmıştır.

Kuru boya filmler daha sonra MRSA, Pseudomonas aeruginosa ve E. coli ile 20°C’de, %65 bağıl nemde (RH) inoküle edilmiş ve bakteri popülasyonları, 24 saatin üzerinde belirli zaman aralıklarında izlenmiştir. Grafik 1’den görülebileceği gibi, standart kuru boya filmi, 24 saatin üzerinde MRSA bakteri popülasyonlarının azalmasına katkı sağlamamıştır.

Bununla birlikte, gümüş katkı maddesini içeren boya filmi 1 ile MRSA popülasyonu, standarda kıyasla sadece 6 saat sonra bile önemli ölçüde azalmıştır. Triklosan üç farklı konsntrasyonda denenmiş ancak her üç konsantrasyonda da triklosan, MRSA’ya karşı hiçbir gerçek aktivite göstermemiştir. Pseudomonas aeruginosada da MRSA’ya benzer eğilimler gözlenmiştir ve 12 saat sonra bakteri popülasyonunda önemli bir azalma gözlenmiştir (Grafik 2).

Grafik 1. Boya A formülasyonu içindeki gümüş ve triklosanın MRSA popülasyonu üzerinde 24 saat süresince etkinliği

Grafik 2. Boya A formülasyonu içindeki gümüş ve triklosanın Pseudomonas aeruginosa popülasyonu üzerinde 24 saat süresince etkinliği

Grafik 3. Boya A formülasyonu içindeki gümüş ve triklosanın E. coli popülasyonu üzerinde 24 saat süresince etkinliği

 

3.2. Kuru Film Kalınlığının Gümüş Aktivitesi Üzerine Etkisi

Gümüşün aktivitesinin, kuru film kalınlığından etkilenip etkilenmediğini belirlemek üzere aşağıdaki çalışma yapılmıştır. 0,39 mM gümüş içeren A Boyası i) 200 mikron yaş (100 mikron kuru) ve ii) 400 mikron yaş (200 mikron kuru) film kalınlıklarında uygulanmış, aynı ortam koşullarında (25°C, %65 RH) kurumaya bırakılmıştır. Kuru boya filmleri daha sonra MRSA ile 20°C’de, %65 bağıl nemde 24 saatlik bir süre zarfında aşılanarak, gümüşün herhangi bir bakteri öldürücü aktivite gösterip göstermediğine bakılmıştır. Grafik 4’ten anlaşılacağı gibi, gümüşün, bakteri popülasyonunu 24 saatlik bir süre boyunca etkili bir şekilde azalttığı görülmüş ve 100 mikron (kuru film) ile 200 Mikron (kuru film) arasındaki bir kaplama arasında aktivitede çok az fark tespit edilmiştir. Bu çalışma, gümüş içeren boyanın tek bir kat uygulanmasının bile etkili bir antibakteriyel kaplama elde etmek için yeterli olacağını göstermektedir. Ancak pratikte tam kapatıcılık elde etmek için iki kat boya uygulaması tavsiye edilir.

Grafik 4. Boya A formülasyonu içinde gümüş içermesi ve içermemesi durumunda farklı film kalınlıklarında MRSA popülasyonu üzerinde 24 saat süresince etkinliği

 

3.3. Dayanım Testinin Gümüş Etkinliğine Etkisi

Günümüzde özellikle yoğun kullanım alanlarında duvarlarda oluşabilecek kirlenmeleri temizleyebilmek için silinmeye dayanacak boya filmleri tercih edilmektedir. Bu amaçla silinmenin gümüş aktivitesi üzerinde herhangi bir zararlı etkisi olup olmadığını belirlemek için aşağıdaki çalışma yapılmıştır.

3.3. Dayanım Testinin Gümüş Etkinliğine Etkisi Günümüzde özellikle yoğun kullanım alanlarında duvarlarda oluşabilecek kirlenmeleri temizleyebilmek için silinmeye dayanacak boya filmleri tercih edilmektedir. Bu amaçla silinmenin gümüş aktivitesi üzerinde herhangi bir zararlı etkisi olup olmadığını belirlemek için aşağıdaki çalışma yapılmıştır.

Grafik 5. Boya A formülasyonunun uygulama sonrası aşındırıcı ve yumuşak bezle ovalanması sonucu MRSA popülasyonu üzerinde 24 saat süresince etkinliği

 

Gümüş klorürün kuru boya filmlerinde MRSA, Pseudomonas aeruginosa ve E.coli’ye karşı çok küçük konsantrasyonlarda bile etkili olduğu kanıtlanmıştır. Kuru film kalınlığının etkinlik üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Buna rağmen pratikteki uygulamalarda, tam örtücülüğün sağlanabilmesi için en az 2 kat boya uygulaması yapılması önerilmektedir. Kuru boya filminin laboratuvar testlerinde ovulmasının, gümüşün antibakteriyel etkinliği üzerinde herhangi bir zararlı etkiye sebep olmadığı görülmüştür.

Kaynaklar
1. D. Raynar, MRSA: an infection control overview, Nursing Standard, 17, (45),
2. McMurry et al, FEMS Microbiol Lett, 3. J. Kusnestov, N. Elomaa, P. Martikainen, Wat. Res., 35, p4127, 2001.
4. J. Keheler, J. Bashant, L. Johnson, Y. Li, World J. Microb. Biotech., 18, p133, 2002.
5. J. Kiwi, T. Yuranova, A.G. Rincorn, PRA Third International Conference Dedicated to Hygienic Coatings and Surfaces, Paper 18, 2005.
6. H. Studer, PRA Third International Conference Dedicated to Hygienic Coatings and Surfaces, Paper 16, 2005.
7. Anon (2000), Antimicrobial Products – Test for antimicrobial Activity and Efficacy, Japanese Industrial Standard JIS Z 2801: 2000.
8. ISO 22196:2011 Measurement of antibacterial activity on plastics and other non-porou surface.

 

Arzu Soyalp

 

Arzu Soyalp

Ar-Ge Müdürü
Marshall Boya ve Vernik San. A.Ş.