mié

03

nov

2010

ANTIBACTERIALES

 

TEXTILES INTELIGENTES

 

El uso de productos antimicrobianos en la industria textil, era visto como una solución técnica a un problema extremo y sin duda con dificultades de aplicación y costos elevados.

Una prenda textil está vista como un producto que nos brinda abrigo, confort o la posibilidad de vernos más o menos atractivos, sin embargo aún lavando las mismas con temperatura y dando el aspecto de que están limpias, ellas poseen muchas bacterias que sobreviven al proceso de lavado, desarrollándose en los sustratos textiles, obteniéndose como resultado una prenda contaminada.

Desde hace unos años, las exigencias del consumidor vienen en considerable aumento. Los confeccionistas y diseñadores tienen la necesidad de ofrecer nuevos productos con mayor valor agregado nos enfrenta al desafío de transformar estas prendas en textiles inteligentes.

Los microorganismos causan inconvenientes en las materias primas de los textiles y productos químicos y por ende en las prendas acabadas, en el almacenaje, en el transporte y durante el uso por el consumidor final. Esto puede ser extremadamente crítico en el caso de quirófanos, laboratorios clínicos o de producción alimentaria, así como también puede suponer desagradables y antiestéticos problemas para los consumidores finales. Es significativo el impacto económico de la contaminación microbiana, siendo creciente en la actualidad el interés del mercado por estas cuestiones y por las demandas de protección.

Es una evolución clara en este sentido y es que ha habido un aumento de la conciencia a través de los medios de comunicación de la existencia de gérmenes dañinos para el conocimiento del consumidor final. Encuestas realizadas por la CBS en Estados Unidos revelaron que las tres cuartas partes de la población americana son conscientes de la existencia de los gérmenes en sus vidas diarias y el 61% de las mujeres ya incluyen en sus hábitos de compra productos antibacterianos.

El término antimicrobiano abarca una amplia gama de tecnologías, que pueden proporcionar diversos grados de protección contra los microorganismos y no solo para los productos textiles, también causan serios problemas en hospitales como lo comúnmente llamado “Infección Hospitalar”, salas quirúrgicas, contaminación en institutos escolares, cuartos de niños con problemas de ácaros, etc.

 

VENTAJAS DE UN ANTIMICROBIANO

 

Las ventajas del uso de un antimicrobiano se reflejan en los textiles tratados como:

- Mantener la sensación de una prenda fresca.

- Eliminar los olores creados por las bacterias y los hongos.

- Controlar y elimina la suciedad causada por las bacterias.

- Reducir el riesgo de contaminación.

Las aplicaciones más típicas en textil son:

- Medias y Ropa Intima.

- Ropa deportiva

- Los textiles de protección como: Médicos, Tejidos para el ejército, Textiles para alimentación, Farmacéutica, Tapicería, Alfombras y Cortinas de baño.

Aplicaciones típicas de los Non Woven (no tejidos)

- Higiénico.

- Medico.

- Revestimiento del zapato.

- Filtros Industriales.

- El geotextil.

- Recubrimientos para techos.

- Protección del colchón.

- Tejidos para limpiar.

En los tejidos de cama es donde existe una mayor variedad de textiles implicados con la problemática microbiana, por ejemplo:

- Almohadas.

- Rellenos de poliéster.

- Mantas de acrílico.

- Tejidos y Fundas para colchón.

 

LOS ÁCAROS

Los ácaros son definidos como arácnidos. Las dos especies más conocidas son el dermatophagoides pteronyssimus y el dermatophagoides pfarinae. Sus medidas suelen ser de 300 a 400 micras de longitud y de 200-250 micras de ancho.

Los ácaros producen en el ser humano problemas como:

• Alergias

• Irritaciones en la piel

• Asma

• U otras enfermedades respiratorias.

Los ácaros al igual que las bacterias y los hongos necesitan:

• El calor

• La humedad

• Comida (escamas de la piel)

 

TIPOS DE ANTIMICROBIANOS

 

Los antimicrobianos son muy diferentes en cuanto a su naturaleza química, al modo de acción, al impacto sobre las personas y el medio ambiente, características de manejo interno en los lugares de aplicación, permanencia sobre los diversos sustratos, costos, y forma de interacción sobre microorganismos perjudiciales y beneficiosos.

No todos los antimicrobianos actúan de la misma manera. La mayoría de ellos son por difusión, puesto que tienen la capacidad de desplazarse mas allá de la superficie sobre la cual han sido aplicados. Esos son los antimicrobianos convencionales que abandonan el textil y entran químicamente en contacto con el microorganismo, o bien reaccionan con él actuando como veneno. En estos casos los antimicrobianos crean su propio anticuerpo y dejan de tener efectividad.

A continuación se presenta la actuación de un antimicrobiano clásico o convencional. Como se ve, existe una difusión o migración del producto y a continuación el crecimiento bacteriano en forma de halo. A la derecha se nos muestra el crecimiento bacteriano después de lavar el tejido. Y en la parte inferior izquierda vemos que no existe ningún crecimiento bacteriano, y a la derecha su permanencia al lavado.

 

Para entender mejor cuál es la actuación de un antimicrobiano que actúa por difusión o migración, podemos decir que es como cualquier producto químico que migra desde una superficie, posee una mayor fuerza en el núcleo, y menor cuanto más se aleja del mismo.

Al tener el núcleo central o zona letal una fuerte concentración de antibacteriano, se eliminan las bacterias existentes en el núcleo, pero exteriormente se crea una zona de inhibición subletal donde la concentración de antibacteriano es inferior. En esta zona, que contiene dosis inferiores de antimicrobiano, los microorganismos pueden adaptarse y consiguientemente mutarse y crear una bacteria cuyas posteriores generaciones sean inmunes a este tipo de sustancias químicas.

Este fenómeno es un problema reconocido como inmunidad médica.

Se generan en los pacientes niveles subletales de antibióticos, que se dejan de tomar una vez que han desaparecido los síntomas, en vez de llevar a cabo la prescripción hecha por el médico hasta el final. Como ya hemos comentado, la exposición del microbio a dosis subletales causa mutación del microbio y gana resistencia hasta que sus nuevas generaciones no son afectadas por la química del producto.

Se ha sacado una bacteria del extremo de la zona de inhibición subletal de un antimicrobiano convencional, en una fibra tratada, y se ha empleado para un nuevo test sobre placa.

El segundo test sobre placa muestra los microorganismos adaptados creciendo sobre la zona de inhibición. El organismo adaptado es separado de la placa, para ser inyectado en una segunda placa pero tratado con el antimicrobial de AEGIS, pudiéndose observar un tejido limpio.

 

Compuestos químicos

 

Los compuestos químicos más habituales en productos antibacterianos podemos mencionar:

- Los bifenoles clorados (triciosan)

- Organo (compuestos orgánicos de estaño – por ejemplo el tributyltin)

- Los complejos orgánicos de metales pesados (pb, Hg, As)

- El Ag y CU Zeolitas, Zeolitas de plata y cobre.

- Biguanidina

- Chitosán

 

APLICACIÓN:

La aplicación del antimicrobial es muy versátil pudiéndose realizar:

• En combinación con los productos de hilatura.

• Como aditivo posterior a la tintura en el último baño del enjuague.

• Por impregnación.

• Rociado mediante spray.

• Por agotamiento.

Es compatible con los distintos productos de acabado, se aplica en una sola fase del proceso siendo un solo producto y sin necesidad de catalizadores, ni de termo fijación, sin embargo está demostrado que a mayor temperatura de secado mejor resultado a los lavados sucesivos.

Sin embargo lo importante para destacar es la necesidad de tener un sustrato bien limpio y libre de todo tipo de impurezas. De esta forma el antimicrobial reacciona sobre la fibra y no sobre la impurezas que luego en los sucesivos lavados se desprenden y de estar presentes, el antimicrobial se va junto con ellas.

 

 

 

 

Siempre que iniciemos el diseño de un textil que lleve un acabado antimicrobial es recomendable realizar previamente un análisis de los parámetros de aplicación del nuevo desarrollo, como ser:

• Compatibilidad con la fibra.

• La tela deberá estar exenta de materiales desprendibles, es necesario ajustar el descrude, neutralización y/o enjuagues.

• El baño de tratamiento deberá estar limpio, libre de sólidos o de químicos aniónicos con los que puede reaccionar el Antimicrobial.

• Eliminar contaminantes por enjuagues, filtrar, y/o neutralizar.

En condiciones normales de aplicación, esta tecnología de antimicrobial, es permanente, obteniéndose resultados de actividad antimicrobial luego de 30 hasta 50 lavados dependiendo el tipo de fibra, prácticamente la vida útil de la prenda, producto esto por las propiedades del antimicrobial que no pierde fuerza con el tiempo, ni permite que los microorganismos desarrollen resistencia o adaptabilidad.

 

CONTROL Y VERIFICACIÓN:

Para ello se utiliza la prueba del azul de bromofenol, que permite comprobar la eficacia del tratamiento. Dependiendo de la intensidad que da la escala de azul.

 

 

El ensayo Directo con Azul de Bromofenol consiste en:

• Usar la molécula antimicrobiana positivamente cargada, para reaccionar con el tinte del indicador que está negativamente cargado.

• Puede medir la concentración y la distribucuión aproximadas en la superficie de una muestra de tela con antimicrobial.

• Puede medir la concentración aproximada de antimicrobial en la solución.

 

Referencias

1. Marketing Intelligence Service, Ltd. Naples, NY.

2. J.R. Malek and J.L. Séller, Development o fan Organosilicone Antimicrobial Agent for the Treatment of Surfaces, Journal of Coated Fabrics, vol 12, p.38-46.

3. Gettings, R.L. and B.L. Triplett; A New Durable Antimicrobial Finish For Textiles. AATCC Book of Papers. 1978. Pg.259-261.

4. Dr. M. Bourgeois del “Institut Textile de France”.

Expositor: Enrique Meltzer

fuente xviii congreso latinoamericano de quimica textil

 

pagina: conocimiento total.blogspot.com

   

 

FIBRAS BIOACTIVAS.

El comportamiento antibacterial se debe a la presencia de un aditivo incorporado o presente en el fluido de la hilatura previamente a la extrusion.

 

PRODUCTOS ANTIBACTERIA MODO DE ACTUACION

 

La protección antibacterial puede ser consecuencia de:

1.- LA MODIFICACION DEL COPOLIMERO COMPONENTE DE LA FIBRA POR COPOLIMERIZACION.

Cuando se trata de fibras acrílicas pueden utilizarse comonomeros con grupos funcionales bioctivos, tales como aminas catiónicas o sales de amonio cuaternario como grupos funcionales o localizados en las cadenas laterales. También se pueden utilizar Monoceros con grupos carboxílicos que pueden reaccionar con antibióticos. De este modo se consigue una fibra intrinseamente bioactiva, si bien se trata de una alternativa cara por que se requieren plantas de polimerización especificas.

2.- LA INCORPORACION DE ADITIVOS ANTIBACTERIAL EN EL PROCESO DE HILATURA.

Esos aditivos (bifenilos clorado o terpenos naturales) pueden disolverse o dispersarse en el fluido de hilatura. Se difunden desde el interior de la fibra a su superficie, en la que se desarrolla su actividad como bactericidas. Su eficacia depende de la solubilidad del aditivo en agua o en el sudor corporal.

3.- POST-TRATAMIENTOS SOBRE FIBRA.

A base de diversos compuestos orgánicos (polisiloxanos de amonio cuaternario de cadenas largas, compuestos fenihalogenados modificados, compuestos azufrados, sales orgánicas de conocida actividad antibacterial- Cu, Zn, Ag, Hg, etc.). En estos tratamientos los aditivos reaccionan con grupos funcionales formando uniones químicas o físicas mas o menos estables. La efectividad y duración del tratamiento antibacterial depende de la unión entre el aditivo y la superficie de la fibra.

Los productos o agentes antibacteriales pueden consistir en alguna zeolita con un Ion metálico con actividad antibacteriana. En otros casos se trata de iones metálicos sin el concurso de zeolitas. También se ha recurrido a la incorporación de algún derivado orgánico de algún metal. Se ha hecho mención igualmente de la posibilidad de injertar en las cadenas macromoleculares del polímero componente de la fibra cadenas laterales en las que se localiza el comportamiento antibacterial.

Las zeolitas están presentes como componentes de algunas formulaciones que conducen a que la fibra que los contiene posea propiedades antimicrobianas. Estas son consecuencia del Ion metálico que contiene el producto incorporado, si bien la zeolita, además de actuar como portador de estos iones, lo hace también como producto desodorante.

 

LAS ZEOLITAS SON productos inorgánicos naturales o sintéticos que poseen diferentes estructuras o formas cristalinas. Principalmente consisten en estructura o armazón tridimensional de metales alcalinos o alcalinotérreos a base de tetraedros del SiO4 y AlO4 unidos através de Oxigeno compartido.

La estructura de la zeolita alberga grandes y regulares cavidades ocupadas por cationes (Na+, K+, Ca+2, Hg+2, etc) y moléculas de agua. Estos cationes pueden ser intercambiados con otros cationes como Ag+, Cu+2, Zn+2 de reconocida actividad antimicrobiana frente a bacterias, levaduras y mohos. Variando la relación SiO4/AlO4 pueden prepararse muchos tipos de zeolitas de diferentes estructuras cristalinas, que determinan el diámetro y uniformidad de las cavidades y de las cuales depende su capacidad para excluir cualquier molécula superior a su diámetro. Las zeolitas que actúan como tamices moleculares que atrapan o ocluyen en su microestructura moléculas en función de su tamaño y de su composición química, pudiendo absorber los compuestos causantes de los malos olores. A este respecto se comportan muy bien cuando se utilizan como desodorantes para tratar ácidos orgánicos, amoniaco, aldehídos, compuestos azufrados, cetonas, idoles y aminas.

Se ha indicado que los aditivos antibacterianos inorgánicos son superiores a los aditivos orgánicos en cuanto a seguridad, por lo que las mismas fuentes los recomiendan cundo han de entrar en contacto directo con el cuerpo humano. Por otra parte existen aditivos antibacteriales naturales como el quitosano, el triclosano.

Como alternativa a los aditivos orgánicos se han propuesto zeolitas especiales o sustratos cerámicos que contienen metales en comparación con los      orgánicos presentan las siguientes ventajas:

 

# En función de la concentración, es posible usar un pequeño porcentaje de aditivo.

# Son térmicamente estables.

# Son resistentes a los disolventes y detergentes.

#son menos tóxicos al contacto con la piel.

 

Estos productos inorgánicos presentan desventajas como:

# El amarillentamiento de la fibra producido por la reducción del metaldurante el proceso de fabricación de la fibra o por la exposición a la luz.

# Necesidad de un tamaño de partícula muy fino que permita una homogénea y regular dispersión del aditivo en la fibra y no limite el tiempo de utilización de las hileras.

 

EN LA DECADA DE LOS 80 poliéster y poliamida con zeolitas como aditivos antibacterial, Kanebo fabricaba un agente inorgánico a base de plata que tenia el inconveniente de agrisar por la acción del calor y del cloro, la compañía decidió mejorar sus procesos y produce 90 toneladas al año de su nuevo agente antibacterial del cual se desconoce tanto sus componentes como el proceso, no obstante se ha comprobado que aumentando el porcentaje de Ag intercambiado es posible disminuir la cantidad de aditivo en la fibra,

 

LA EFICACIA ANTIBACTERIA DE LOS ADITIVOS DEPENDE DE MUCHOS FACTORES, SOBRE TODO DE LOS SIGUIENTES:

 

# Concentración del aditivo en la fibra

# Estabilidad termica del aditivo, nuy importante durante la etapa de la adición o en la etapa de termofijado en la fibra, que depende de su solubilidad o dispensabilidad.

# Estabilidad en los enlaces químicos entre la fibra y aditivo.

# Resistencia a los disolventes y/o detergentes.

# Capacidad de migración desde el interior a la superficie de la fibra.

 

Las fibras antibacteriales pueden mezclarse con otras fibras naturales o químicas, crudas o teñidas, aportando las ventajas de su comportamiento antibacterial. Debe tenerse en cuenta que para conseguir un mejor efecto antibacterial es importante tener una mezcla intima entre fibras. Cuando el efecto antibacterial es consecuencia de la presencia de aditivos que contienen metales, un aumento de contenido del metal de la fibra puede disminuir la proporción de fibra antibacteriana en una mezcla de fibras, con la consiguiente reducción de costos.

Como aditivo fungicida – el Tolnaftato y el benzoato de bencilo como acaricida.

 

TEORIAS ACERCA DEL COMPORTAMIENTO DE PRODUCTOS ANTIBACTERIA

 

Los iones Ag+, por ejemplo reaccionaran con la enzima que contiene un grupo –SH desactivándola (R-SH+------------à R-SAg + H+).

 

Otra explicación es la desactivación de la bacteria cargada negativamente, por absorción de iones de plata , cargados positivamente.

 

También se sugiere que algunas fases del metabolismo son interrumpidas por los iones Ag+, Zn+2, Cu+2 (o por otros aditivos orgánicos). Ello afectaría al sistema respiratorio, a la actividad enzimática o al transporte del material desde la pared de la célula a su interior, con lo consiguiente la inhibición de su crecimiento.

 

El Triclosano rompe la membrana citoplasmica e interfiere las funciones metabólicas de la célula causando eventualmente su muerte.

 

Las fibras antimicrobianas pueden eliminara a los ácaros indirectamente, eliminando a los hongos que ayudan a degradar su alimento.

 

Como se había mencionado estos productos también pueden ser usados en fibras desodorantes el cual es efecto de:

1.-Una acción oxidante, como puede ser una producida por una ftalocianina metálica.

2.-La acción absorbente de productos como carbón activo o zeolitas.

3.- La acción neutralizante de ácidos orgánicos o extractos vegetales.

4.- La presencia de agentes antibacterial a base de productos quimicos que contienen iones metálicos.

Esto puede ser aplicado por estampación, fourlado o inmercion.

El tejido puede ser lavado muchas veces sin que pierda la esencia, cabe recalcar que la duración de una esencia aromática suele ser breve y el calor acelera la perdida del efecto deseado, para evitar esto se a implementado en fibras porosas las cuales liberan el aroma gradualmente de la sección transversal mediante una estructura sofisticada (pétalos).

 

Fuente: Nuevos desarrollos de fibras quimicas

JOAQUIN GACEN GUILLEN

(disponible en biblioteca Luis Barragán)

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Comentarios: 4
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