ES3051357T3 - Process for preparing an antimicrobial coating composition, antimicrobial coating composition and use thereof to confer antimicrobial properties to the surface of a substrate - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para preparar una composición de recubrimiento antimicrobiano que comprende los siguientes pasos: a. proporcionar una dispersión acuosa que comprende grafito, al menos un agente oxidante y, opcionalmente, al menos un agente antimicrobiano; b. someter la dispersión acuosa del paso a a una homogeneización de alto cizallamiento, mezclándola a una velocidad de mezcla igual o superior a 1000 rpm, para obtener una dispersión acuosa antibacteriana que comprende óxido de grafeno; c. mezclar la dispersión acuosa antimicrobiana con al menos un agente filmógeno para obtener la composición de recubrimiento antimicrobiano. La invención se refiere además a la composición obtenida mediante el proceso anterior y a su uso para conferir propiedades antimicrobianas a la superficie de un sustrato. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Proceso para preparar una composición de recubrimiento antimicrobiana, composición de recubrimiento antimicrobiana y uso de la misma para conferir propiedades antimicrobianas a la superficie de un sustrato

[0003] La presente invención se refiere a un proceso para preparar una composición de recubrimiento antimicrobiana, una composición de recubrimiento antimicrobiana y uso de la misma para conferir propiedades antimicrobianas a la superficie de un sustrato.

[0004] Como se sabe, un número considerable de infecciones se desarrollan por contacto entre un sujeto humano y superficies infectadas por bacterias o virus, tales como las superficies de recipientes de bienes de consumo, medios de transporte, objetos de mobiliario, espacios comunes, equipos, ropa o las superficies de dispositivos médicos (prótesis, catéteres, vendas, etc.). Estas superficies, de hecho, contienen trazas de compuestos nutritivos para los microorganismos (azúcares, fósforo, aceites, etc.), que favorecen la proliferación de colonias bacterianas y la adhesión de partículas víricas.

[0005] Para reducir el riesgo de infección, se sabe que las superficies expuestas a una posible contaminación microbiológica se recubren con recubrimientos antimicrobianos, en particular pinturas, que actúan impidiendo la adhesión de microorganismos o reduciendo su proliferación a través de una acción citotóxica (acción biocida).

[0006] Los recubrimientos antimicrobianos se obtienen generalmente aplicando composiciones, generalmente en forma de líquido, a las superficies de recubrimiento. En general, una composición de recubrimiento contiene: (1) al menos unagente formador de película(también denominadoaglutinante), (2) componentes volátiles (por ejemplo, disolventes), (3) pigmentos y (4) aditivos. En las composiciones de recubrimiento antimicrobianas, el efecto antimicrobiano se consigue generalmente incorporando a las composiciones uno o más aditivos con propiedades antimicrobianas. La eficacia antimicrobiana del recubrimiento depende, entre otros factores, de la compatibilidad del agente antimicrobiano utilizado con los demás componentes de la composición de recubrimiento, en particular, de su compatibilidad con el agente formador de película. Además, desde el punto de vista de la preparación, es importante que el agente antimicrobiano pueda dispersarse fácilmente en la composición de recubrimiento y que la dispersión resultante sea suficientemente estable en el tiempo, es decir, no experimente fenómenos de separación de fases o de sedimentación durante un período de tiempo suficientemente largo.

[0007] En el estado de la técnica, se conocen y se usan materiales a base de grafeno, en particular, grafeno en forma oxidada (óxido de grafeno), como agentes antimicrobianos en composiciones de recubrimiento antimicrobianas. Un ejemplo de dicho uso del grafeno es el producto comercial "Dr. Wall", de la empresa Graphene.CA, EE.UU., una pintura acrílica a base de agua que contiene una combinación de grafeno y TiO<2>.

[0008] Otros ejemplos del uso del grafeno como agente antimicrobiano en composiciones de recubrimiento se describen en Cacaci M.et al.(2019)Graphene Oxide Coatings as Tools to Prevent Microbial Biofilm Formation on Medical Device,en: Donelli G. (eds)Advances in Microbiology, Infectious Diseases and Public Health.Advances in Experimental Medicine and Biology, vol.1282. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/55842019434.

[0009] Una limitación de las composiciones de recubrimiento que contienen grafeno, conocida en la técnica, consiste en la eficacia antimicrobiana limitada de los recubrimientos obtenibles, tanto en términos de reducción de la acción antimicrobiana como en términos de duración de esta acción a lo largo del tiempo.

[0010] El documento CN109568634A describe una composición antibacteriana que comprende un compuesto de óxido de grafeno reducido y mentol, que se prepara reduciendo el óxido de grafeno con un agente reductor tal como ácido ascórbico, ácido oxálico, hidrato de hidrazina (párr.0026): por lo tanto, es posible formar un compuesto entre óxido de grafeno reducido y mentol en un portador para obtener una capa antibacteriana que ha de aplicarse a prendas médicas.

[0011] El documento CN109382003A describe una membrana de filtración a base de grafeno con el efecto de purificar y esterilizar el agua. La membrana consiste en un sustrato poroso, por ejemplo, material polimérico, sobre el que se aplica una capa antibacteriana que incluye grafeno y óxido de grafeno, y encima de la capa antibacteriana, se proporciona una capa absorbente con orificios (párr.0072) que incluye grafeno, óxido de grafeno, compuesto de óxido de grafeno/óxido metálico y grafeno/hidróxido.

[0012] El documento CN107163654A describe un proceso para preparar un material antibacteriano compuesto de nano-cinc y óxido de grafeno. El proceso consiste en mezclar un compuesto de nano-cinc con óxido de grafeno en un disolvente polar, por ejemplo, N,N-dimetilacetamida, someter la mezcla (mezcla I) a ultrasonidos, añadir un silano de acoplamiento para funcionalizar el óxido de cinc y obtener una solución II, centrifugar la solución II para obtener un precipitado, mezclar el precipitado con óxido de grafeno en un disolvente con agitación ultrasónica para obtener la solución III, y centrifugar la solución III para obtener el compuesto de nano-cinc antibacteriano sólido. Después, el compuesto antibacteriano de nano-cinc se añade a una dispersión acuosa de poliuretano con agitación ultrasónica para obtener un recubrimiento antibacteriano (párr.0021) que ha de aplicarse en el interior de las tuberías de agua. El documento CN103191467A describe un método para preparar un recubrimiento antibacteriano para fijar células de factor de crecimiento a una superficie metálica de un dispositivo médico, en donde se proporciona una etapa de carboxilación de óxido de grafeno para obtener posteriormente una solución de un antibiótico injertado en el óxido de grafeno carboxilado, en el que después se sumerge un metal médico recubierto con dopamina.

[0013] A la vista del estado de la técnica mencionado anteriormente, existe, por lo tanto, una profunda necesidad de composiciones de recubrimiento antimicrobianas, en particular que contengan óxido de grafeno como agente antimicrobiano, que superen los inconvenientes de las composiciones conocidas en la técnica.

[0014] En particular, es deseable tener composiciones de recubrimiento que tengan una acción antimicrobiana más eficaz y prolongada en el tiempo que las composiciones de la técnica anterior.

[0015] También es deseable que las composiciones de recubrimiento antimicrobianas puedan prepararse fácil, rápida y económicamente.

[0016] El Solicitante ha comprobado ahora que este objeto y otros, que se ilustrarán mejor a continuación, pueden conseguirse sometiendo una dispersión acuosa de grafito a un proceso de oxidación y exfoliación, realizado en determinadas condiciones de funcionamiento, que permite obtener una dispersión acuosa de óxido de grafeno que, además de ser homogénea y estable en el tiempo, puede mezclarse fácilmente con un agente formador de película en un amplio intervalo de relaciones en peso. La dispersión acuosa de grafito comprende al menos un agente oxidante (por ejemplo, peróxido de hidrógeno) y se somete a una etapa de homogeneización de alta cizalla (igual o superior a 1000 rpm) durante la cual tiene lugar la exfoliación del grafito con formación de nanoplacas de grafeno y oxidación simultánea del grafeno a óxido de grafeno (en lo sucesivo en el presente documento también denominado GO solo). Las composiciones de recubrimiento obtenidas a partir de la dispersión acuosa mencionada anteriormente de óxido de grafeno pueden aplicarse a la superficie de un sustrato para formar una película de recubrimiento cuya acción antimicrobiana es superior en términos de eficacia biocida y prolongada que la de las composiciones conocidas en el estado de la técnica.

[0017] También se ha observado que la acción antimicrobiana del recubrimiento puede aumentarse incluyendo uno o más agentes antimicrobianos convencionales en la composición de recubrimiento que contiene óxido de grafeno.

[0018] De acuerdo con un primer aspecto, por lo tanto, la presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una composición de recubrimiento antimicrobiana de acuerdo con la reivindicación 1.

[0019] De acuerdo con un segundo aspecto, la presente invención se refiere a una composición de recubrimiento antimicrobiana obtenible mediante el proceso mencionado anteriormente, de acuerdo con la reivindicación 12.

[0020] De acuerdo con un tercer aspecto, la presente invención se refiere al uso de una composición de recubrimiento antimicrobiana de acuerdo con la reivindicación 13 para transmitir propiedades antimicrobianas a un sustrato.

[0021] De acuerdo con un cuarto aspecto, la presente invención se refiere a un método para transmitir propiedades antimicrobianas a un sustrato de acuerdo con la reivindicación 14.

[0022] Se definen características adicionales de los aspectos anteriores de la presente invención en las reivindicaciones dependientes.

[0023] Las características y ventajas del método de acuerdo con la presente invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción. La descripción y los siguientes ejemplos de realización se proporcionan con el único fin de ilustrar la presente invención y no han de entenderse en un sentido que limite el alcance de la protección definida por las reivindicaciones adjuntas.

[0024] Los límites y los intervalos numéricos expresados en la presente descripción y en las reivindicaciones incluyen también el valor numérico o los valores numéricos mencionados. Asimismo, todos los valores o subintervalos de un límite o intervalo numérico se entenderán específicamente incluidos como si se mencionaran explícitamente.

[0025] Las composiciones de acuerdo con la presente invención pueden "comprender", "consistir en" o "consistir esencialmente en los" componentes esenciales y opcionales descritos en la presente descripción y en las reivindicaciones anexas. La expresión "consiste prácticamente en" significa que la composición o componente puede incluir ingredientes adicionales, pero sólo en la medida en que los ingredientes adicionales no alteren materialmente las características esenciales de la composición o el componente.

[0026] Para los fines de la descripción y de las reivindicaciones adjuntas, los términos grafeno y óxido de grafeno deben entenderse de acuerdo con las definiciones recogidas en la norma ISO/TS 80004-13:2017 (Nanotecnologías -Vocabulario - Parte 13: Grafeno y materiales bidimensionales (2D) relacionados

). En particular, el término grafeno incluye, además del grafeno monocapa, los materiales formados por 2 a 10 capas superpuestas de grafeno, tales comografeno bicapa, "grafeno de pocas capas"compuesto por tres a diez capas de grafeno ynanoplacas de grafenoque consisten en capas superpuestas de grafeno y que tienen un grosor en el intervalo de 1 nm a 3 nm y dimensiones laterales de 100 nm a 100 micrómetros.

[0027] Para el fin de esta descripción y de las reivindicaciones adjuntas, el término "antimicrobiano" se refiere a una sustancia capaz de inactivar cualquier función bioquímica de los microorganismos (entendidos como organismos de tamaño a escala micrométrica, tales como hongos, bacterias y virus).

[0028] Para los fines de la descripción y de las reivindicaciones adjuntas, los pesos moleculares de las sustancias poliméricas se expresan como peso medio PM, determinado mediante Cromatografía de permeación en gel (GPC, por sus siglas en inglés).

[0029] De acuerdo con la presente invención, el proceso de preparación de la composición de recubrimiento antimicrobiana comprende las siguientes etapas en secuencia:

[0030] a. proporcionar una dispersión acuosa que comprende grafito, al menos un agente oxidante y, opcionalmente, al menos un agente antimicrobiano;

[0031] b. someter la dispersión acuosa de la etapa a a una homogeneización de alta cizalla mezclando dicha dispersión a una velocidad de mezcla igual o superior a 1000 rpm, para obtener una dispersión acuosa antimicrobiana que comprende óxido de grafeno;

[0032] c. mezclar la dispersión antimicrobiana acuosa que comprende óxido de grafeno con al menos un agente formador de película para obtener la composición de recubrimiento antimicrobiana, seleccionándose dicho agente formador de película de resina acrílica, resina de vinilo, resina estirénica, resina alquídica, resina epoxi, resina de poliéster, resina de acetato de polivinilo y sus mezclas.

[0033] El grafito utilizado en la etapa a es preferentemente grafito de alta área superficial (HSAG, por sus siglas en inglés) con alto orden cristalino dentro de las capas estructurales. Preferentemente, el grafito tiene una superficie en el intervalo de 200 a 500 m<2>/g, de acuerdo con el método ASTM D 6556.

[0034] Preferentemente, el grafito tiene una estructura turboestática con un número relativamente bajo de capas apiladas, por ejemplo, de 30 a 40 (aproximadamente 35). Preferentemente, las dimensiones laterales de las capas grafíticas son de aproximadamente 300 - 400 nm.

[0035] Las dimensiones pueden determinarse, por ejemplo, como se describe enBiomacromolecules2017, 18, 3978-3991. El grafito tiene preferentemente un contenido de carbono igual o superior al 99 % en peso. Por ejemplo, la composición química del grafito, determinada mediante análisis elemental, pueden ser la siguiente: carbono (99,5 % peso/peso), hidrógeno (0,4 % peso/peso), nitrógeno 0,1 % (peso/peso).

[0036] La concentración de grafito en la dispersión acuosa de la etapa a está preferentemente en el intervalo del 0,1 % al 10 %, más preferentemente en el intervalo del 0,5 % al 5 %, incluso más preferentemente en el intervalo del 0,8 % al 2 %, siendo los porcentajes mencionados anteriormente porcentajes en peso referidos al peso de la dispersión. En la etapa a, la dispersión acuosa de grafeno comprende al menos un agente oxidante para oxidar el grafeno producido mediante exfoliación a óxido de grafeno.

[0037] El agente oxidante puede seleccionarse, sin ninguna limitación particular, de los utilizados generalmente en el estado de la técnica para la preparación de óxido de grafeno. En una realización, el agente oxidante se selecciona de: oxígeno, peróxido de hidrógeno, aire en presencia de hidróxido de potasio, ácido nítrico, peróxido deterc-butilo, ácido mcloroperbenzoico, ozono, ácido sulfúrico, ion permanganato (por ejemplo, KMnO<4>), ion cromato (K<2>Cr<2>O<7>), ion hipoclorito y sus mezclas.

[0038] En una realización, el agente oxidante se selecciona de: oxígeno, peróxido de hidrógeno, aire en presencia de hidróxido de potasio, peróxido deterc-butilo, ácido m-cloroperbenzoico, ozono, ion cromato (K<2>Cr<2>O<7>), ion hipoclorito y sus mezclas.

[0039] En una realización preferida, el agente oxidante se selecciona de: oxígeno, peróxido de hidrógeno, peróxido deterc-butilo, ácido m-cloroperbenzoico, ozono, ion cromato (K<2>Cr<2>O<7>), ion hipoclorito y sus mezclas.

[0040] En una realización, el agente oxidante es preferentemente peróxido de hidrógeno (H<2>O<2>), opcionalmente mezclado con ácido acético.

[0041] En general, el ácido acético que se añade al H<2>O<2>, juntos o por separado, puede aportar varias ventajas, tales como: 1) transferir protones ácidos útiles para salificar los grupos amino del quitosano;

[0042] 2) aumentar el "potencial de carga" (potencial Z) de la mezcla para aumentar la estabilidad de la misma.

[0043] Además, el ácido acético en combinación con H<2>O<2>puede formar ácido peracético, que es extremadamente activo como agente oxidante y como agente antibacteriano.

[0044] Generalmente, el peróxido de hidrógeno se usa en forma de una solución acuosa que contiene una concentración de H<2>O<2>, expresada en porcentaje en peso de H<2>O<2>con respecto al peso de la solución, en el intervalo del 0,5 % al 30 %, preferentemente del 2 % al 20 %, incluso más preferentemente del 5 % al 15 %. Opcionalmente, la solución oxidante también puede contener ácido acético, preferentemente en una relación molar H<2>O<2>:CH<3>COOH en el intervalo de 30:0,01, preferentemente 20:0,05, incluso más preferentemente 10:0,1.

[0045] Preferentemente, el agua de la dispersión acuosa es agua desmineralizada y/o agua industrial y/o potable. Preferentemente, el agua desmineralizada tiene una conductividad eléctrica en el intervalo de 30 microS/cm a 100 microS/cm, preferentemente está en el intervalo de 45 microS/cm a 50 microS/cm.

[0046] Preferentemente, el agua industrial y/o potable tiene una conductividad eléctrica en el intervalo de 3000 microS/cm a 100 microS/cm, preferentemente está en el intervalo de 500 microS/cm a 50 microS/cm.

[0047] Preferentemente, el agua está presente en la composición de dispersión antimicrobiana en una cantidad en el intervalo del 70 % al 98 %, preferentemente del 80 % al 95 %, incluso más preferentemente del 88 % al 92 %, siendo los porcentajes mencionados anteriormente porcentajes en peso referidos al peso de la composición de recubrimiento antimicrobiana.

[0048] La homogeneización de alta cizalla (etapa b) consiste en mezclar la dispersión de grafito a una velocidad de mezcla igual o superior a 1.000 rpm, preferentemente igual o superior a 2.000 rpm, más preferentemente igual o superior a 3.000 rpm.

[0049] Preferentemente, la velocidad de mezcla es igual o inferior a 10.000 rpm, preferentemente igual o inferior a 9.000 rpm, más preferentemente igual o inferior a 6.000 rpm.

[0050] En una realización, la velocidad de mezcla está en el intervalo de 4.000 rpm - 9.000 rpm, más preferentemente en el intervalo de 5.000 rpm - 7.000 rpm.

[0051] La homogeneización de alta cizalla puede conseguirse con dispositivos convencionales disponibles en el mercado tales como las mezcladoras de rotor-estator. Estas mezcladoras comprenden un elemento de mezcla (rotor) a gran velocidad (normalmente de 10 a 50 m-s-1) y un elemento fijo (estator) que están situados en estrecha proximidad el uno del otro, de manera que el espacio entre el extremo del rotor y las paredes del estator es muy estrecho, normalmente de 100 micrómetros a 3 milímetros.

[0052] La duración de la etapa de homogeneización de alta cizalla está preferentemente en el intervalo de 1 hora a 24 horas, más preferentemente en el intervalo de 5 a 10 horas, incluso más preferentemente en el intervalo de 8 a 9 horas. Al final de la etapa b, se obtiene una dispersión acuosa que comprende óxido de grafeno en forma de nanoplacas. Preferentemente, la composición de recubrimiento antimicrobiana comprende óxido de grafeno en una cantidad en el intervalo del 0,1 % al 10 %, preferentemente en el intervalo del 0,5 % al 5 %, más preferentemente en el intervalo del 0,8 % al 2 %, siendo dichos porcentajes, porcentajes en peso referidos al peso de la composición de recubrimiento antimicrobiana.

[0053] La dispersión de óxido de grafeno es homogénea y estable, sin que se observe separación de fases o sedimentación durante un período de tiempo relativamente largo (al menos un mes) en condiciones de temperatura ambiente y presión atmosférica.

[0054] La dispersión de óxido de grafeno es compatible con la adición de uno o más agentes formadores de película, es decir, puede mezclarse con uno o más agentes formadores de película en un amplio intervalo de concentraciones. El agente formador de película tiene la función de promover la formación y adhesión de una película de recubrimiento sobre la superficie del sustrato que ha de convertirse en antimicrobiano.

[0055] Para los fines de la presente invención, pueden usarse agentes formadores de película convencionales, tales como resinas poliméricas utilizadas generalmente en la preparación de composiciones de recubrimiento, barnices, pinturas, esmaltes, etc.

[0056] Son agentes formadores de película que se usan para los fines de la presente invención: resina acrílica, resina de vinilo, resina estirénica, resina alquídica, resina epoxi, resina de poliéster, resina de acetato de polivinilo y sus combinaciones.

[0057] En la composición de recubrimiento antimicrobiana, el agente formador de película está preferentemente presente en una cantidad en el intervalo del 1 % al 99 %, más preferentemente en el intervalo del 1,5 % al 75 %, incluso más preferentemente en el intervalo del 3 % al 50 %, siendo dichos porcentajes, porcentajes en peso de la resina seca referidos al peso de la composición de recubrimiento antimicrobiana.

[0058] Preferentemente, las etapas a - c se realizan a una temperatura en el intervalo de 25 °C a 90 °C, más preferentemente en el intervalo de 35 °C a 85 °C, incluso más preferentemente en el intervalo de 55 °C a 80 °C.

[0059] Preferentemente, las etapas a - c se realizan a una presión absoluta en el intervalo de 50 kPa (0,5 bar) a 200 kPa (2 bar), más preferentemente en el intervalo de 80 kPa (0,8 bar) a 120 kPa (1,2 bar), incluso más preferentemente a presión atmosférica.

[0060] En una realización preferida, la composición de recubrimiento antimicrobiana comprende al menos un agente antimicrobiano adicional distinto del óxido de grafeno.

[0061] En una realización preferida adicional, la composición de recubrimiento antimicrobiana comprende al menos otros dos agentes antimicrobianos, distintos del óxido de grafeno.

[0062] El agente antimicrobiano puede seleccionarse de, por ejemplo: sal de amonio cuaternario; poliglicol que tiene un peso molecular en el intervalo de 200-12.000 g/mol; polisacárido que tiene propiedades antimicrobianas, preferentemente quitosano, galactano, manano y laminarina; ion metálico que tiene propiedades antimicrobianas, preferentemente iones de plata, iones de sodio y iones de cinc; isotiazol clorado; y sus mezclas.

[0063] En una realización particularmente preferida, el al menos un agente antimicrobiano comprende: sal de amonio cuaternario, preferentemente sal de benzalconio; poliglicol de peso molecular en el intervalo de 200 - 12.000 g/mol; ion de plata.

[0064] Las sales de amonio cuaternario pueden seleccionarse de sales de amonio cuaternario que contengan grupos bencilo y que tengan cadenas hidrocarbonadas de diversas longitudes (por ejemplo, cloruro de benzalconio, cloruro de bencetonio, bromuro de benzalconio). Preferentemente, las sales de amonio cuaternario tienen la siguiente fórmula general I

[0067]

[0069] en donde:

[0070] - R<1>y R<2>son independientemente un grupo alquilo que contiene un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 10, preferentemente entre 1 y 5 e incluso más preferentemente entre 1 y 2;

[0071] - R<3>es un grupo alquilo que contiene un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 10, preferentemente entre 1 y 5 e incluso más preferentemente entre 1 y 2;

[0072] - n es un número entero comprendido entre 1 y 20, preferentemente entre 6 y 15, incluso más preferentemente entre 8 y 12;

[0073] - X representa un contraión halógeno seleccionado de flúor, cloro, bromo, yodo, preferentemente cloro y bromo, incluso más preferentemente cloro.

[0074] En una realización, las sales de amonio cuaternario tienen una estructura polimérica. Un ejemplo de dichas sales poliméricas son compuestos de haluro de polidialildimetilamonio que tienen la siguiente fórmula general II

[0077]

[0080] en donde:

[0081] - R<1>y R<2>son un grupo alquilo que contiene un número de átomos de carbono de 1 a 10, preferentemente de 1 a 5 e incluso más preferentemente de 1 a 2;

[0082] - n indica el número de unidades repetitivas dentro de la estructura polimérica;

[0083] - n es un número entero comprendido entre 100 y 3000, preferentemente entre 500 y 2500, incluso más preferentemente entre 1000 y 2000;

[0084] - X representa un contraión halógeno seleccionado de flúor, cloro, bromo, yodo, preferentemente cloro y bromo, incluso más preferentemente cloro.

[0085] El peso molecular Pm de las sales de fórmula II está comprendido preferentemente entre 20.000 g/mol y 1.000.000 g/mol, preferentemente entre 80.000 y 600.000 g/mol, más preferentemente entre 200.000 y 350.000 g/mol. Los poliglicoles utilizables como agentes antimicrobianos, preferentemente polietilenglicol, tienen un peso molecular Pm comprendido entre 200 g/mol y 12.000 g/mol, preferentemente entre 250 y 6.000 g/mol, más preferentemente entre 300 y 3.000 g/mol.

[0086] Los polisacáridos que tienen propiedades antimicrobianas utilizables para los fines de la presente invención se seleccionan preferentemente de: quitosano, galactano, manano, laminarina y sus mezclas. Estos compuestos comprenden preferentemente un peso molecular Pm comprendido entre 50.000 g/mol y 500.000 g/mol, más preferentemente entre 150.000 y 350.000 g/mol, incluso más preferentemente entre 190.000 y 310.000 g/mol.

[0087] Los iones metálicos que tienen propiedades antimicrobianas se seleccionan preferentemente de: iones de plata, iones de sodio, iones de cinc y iones de cobre, más preferentemente se seleccionan de iones de plata, iones de sodio y iones de cobre. Preferentemente, estos iones están presentes en la composición de recubrimiento antimicrobiana en forma de sales metálicas correspondientes, tales como sales nitrato, sales cloradas, sales acetato y sulfodiazinas. Son ejemplos de sales de sulfodiazina los compuestos con la siguiente fórmula general III

[0090]

[0092] en donde:

[0093] - R<1>es igual a hidrógeno o a un grupo alquilo que contiene un número de átomos de carbono de 1 a 10, preferentemente de 1 a 5, incluso más preferentemente metilo;

[0094] - M se selecciona de plata, cinc y sodio,

[0095] - n es 1 o 2, dependiendo de la valencia del contraión metálico M.

[0096] Las sales metálicas pueden usarse tal cual, en forma de solución acuosa o soluciones en disolventes hidrosolubles a base de alcanolaminas (por ejemplo, etanolamina) o diaminas (por ejemplo, etilendiamina).

[0097] Preferentemente, con el fin de conseguir dispersiones acuosas más estables en el tiempo, los iones metálicos se usan en combinación con al menos un polisacárido, por ejemplo, del tipo descrito anteriormente. Preferentemente, el polisacárido se añade a la solución que contiene los iones metálicos en una cantidad en el intervalo del 0,2 % al 5 %, preferentemente del 0,3 % al 4 %, incluso más preferentemente del 0,5 % al 2 %, siendo los porcentajes mencionados anteriormente porcentajes en peso referidos al peso de la solución.

[0098] Los isotiazoles clorados se seleccionan preferentemente de: 5-cloro-2-metil-2H-isotiazol-3-ona y 2-metil-2H-isotiazol-3-ona.

[0099] Los compuestos de isotiazolinona pueden seleccionarse, por ejemplo, de los que tienen la siguiente fórmula general IV

[0102]

[0105] en donde:

[0106] - R<1>es igual a hidrógeno o a un grupo alquilo que contiene un número de átomos de carbono de 1 a 10, preferentemente de 1 a 5, incluso más preferentemente un grupo metilo. Preferentemente, el compuesto de isotiazolinona es benzotiazolinona.

[0107] En general, el agente antimicrobiano utilizado en combinación con óxido de grafeno está presente en la dispersión acuosa antimicrobiana en una cantidad global en el intervalo del 0,1 % al 20 %, más preferentemente en el intervalo del 0,5 % al 10 %, siendo los porcentajes mencionados anteriormente porcentajes en peso referidos al peso de la composición de la dispersión acuosa antimicrobiana.

[0108] Preferentemente, la relación en peso entre el peso total del agente antimicrobiano y el óxido de grafeno en la composición de recubrimiento está en el intervalo de 0,01 a 5, más preferentemente de 0,05 a 2, incluso más preferentemente de 0,08 a 0,15.

[0109] Para la formulación de la composición de recubrimiento, el agente antimicrobiano puede usarse puro o en forma de una solución acuosa, esta última preferentemente a una concentración, expresada en porcentaje en peso del agente antimicrobiano con respecto al peso de la solución, en el intervalo del 20 % al 90 %, preferentemente en el intervalo del 30 % al 80 %, incluso más preferentemente en el intervalo del 40 % al 60 %.

[0110] En el caso de las sales metálicas, la solución disolvente acuosa o hidrosoluble del agente antimicrobiano tiene preferentemente una concentración, expresada como porcentaje en peso de la sal metálica con respecto al peso de la solución, en el intervalo del 0,1 % al 3 %, preferentemente en el intervalo del 0,2 % al 2 %, incluso más preferentemente en el intervalo del 0,3 % al 1,5 %.

[0111] En el caso de los polisacáridos, en particular de los quitosanos, la solución acuosa del agente antimicrobiano tiene preferentemente una concentración, expresada como porcentaje en peso del polisacárido con respecto al peso de la solución, en el intervalo del 0,3 % al 3 %, preferentemente en el intervalo del 0,5 % al 2 %, incluso más preferentemente en el intervalo del 0,8 % al 1,5 %.

[0112] En una realización preferida, la solución que contiene el polisacárido o la sal metálica se acidifica con una cantidad de ácido acético glacial, expresada como porcentaje en peso con respecto al peso de la solución de polisacárido, en el intervalo del 1 % al 3 %, preferentemente en el intervalo del 0,5 % al 2 %, incluso más preferentemente en el intervalo del 0,1 % al 1 %.

[0113] En una realización preferida, la composición de recubrimiento antimicrobiana comprende uno o más agentes antimicrobianos seleccionados de: sales de benzalconio, quitosano y iones de plata.

[0114] Preferentemente, la composición de recubrimiento antimicrobiana contiene los tres agentes antimicrobianos mencionados anteriormente.

[0115] Esta combinación de agentes antimicrobianos permite obtener una composición de recubrimiento que tiene eficacia antimicrobiana contra una amplia gama de microorganismos.

[0116] El agente antimicrobiano puede añadirse, de manera indiferente, a la dispersión acuosa que contiene grafito en la etapa a, en la dispersión que contiene óxido de grafeno obtenida en la etapa b o en ambas. El agente antimicrobiano puede añadirse en forma de una solución acuosa. Cuando hay presentes dos o más agentes antimicrobianos, pueden añadirse juntos o por separado, cada uno de los cuales puede dosificarse en una o más alícuotas. La adición del agente antimicrobiano va seguida preferentemente de un tratamiento de homogeneización de alta cizalla de la dispersión resultante, por ejemplo, en las condiciones descritas anteriormente para la etapa b.

[0117] La composición de recubrimiento antimicrobiana de acuerdo con la presente invención comprende opcionalmente aditivos convencionales del tipo generalmente empleado en la formulación de composiciones de recubrimiento, tales como, por ejemplo, colorantes (pigmentos o tintes), disolventes, agentes coalescentes, tensioactivos, espesantes, modificadores de la reología, agentes compatibilizadores y similares.

[0118] El óxido de grafeno (GO) de la presente invención, que es un óxido de grafeno "oxidado en el borde" (EOGO), no experimenta ninguna reacción de reducción química, funcionalización, injerto, carboxilación, formación de compuesto/complejo o similares cuando está en presencia de los demás ingredientes utilizados en la presente composición tales como, por ejemplo, agentes antimicrobianos, agentes formadores de película, ácido acético. La única interacción posible, si la hay, son interacciones de enlace no covalentes.

[0119] El proceso para preparar la composición de recubrimiento antimicrobiana de acuerdo con la presente invención puede realizarse con dispositivos y equipos convencionales conocidos por el experto en la materia.

[0120] En general, los componentes de la dispersión acuosa preparada en la etapa a pueden mezclarse en cualquier orden.

[0121] En algunos casos puede ser preferible añadir dos o más agentes antimicrobianos separados entre sí, en momentos posteriores, para evitar posibles interacciones entre estos agentes. Esto es, por ejemplo, el caso con la adición de cloruro de benzalconio y nitrato de plata, cuya interacción podría inducir la precipitación de AgCl.

[0122] También se ha observado que los polisacáridos, en particular el quitosano, pueden actuar como promotores del proceso de exfoliación del grafito, mientras que las sales de amonio cuaternario, en particular las sales de benzalconio, pueden actuar como agentes intercalantes entre las capas de grafeno (por ejemplo,grafeno de pocas capas). Por lo tanto, en una realización preferida, la fase de exfoliación se realiza en presencia de al menos un polisacárido, preferentemente quitosano. En otra realización preferida, la sal de amonio cuaternario, preferentemente sal de benzalconio, se añade a la dispersión después de que el grafito se haya exfoliado al menos parcialmente.

[0123] La composición de recubrimiento antimicrobiana de acuerdo con la presente invención puede usarse para transmitir propiedades antimicrobianas a la superficie de un sustrato. Con este fin, la composición puede aplicarse con una técnica adecuada para depositar una composición de recubrimiento líquida sobre la superficie de un sustrato entre las generalmente utilizadas en el sector de la pintura, tales como por pulverización, por inmersión o por medio de un pincel. Después de la aplicación, la fase líquida contenida en la composición de recubrimiento se evapora para formar una película de recubrimiento adecuadamente curada y seca sobre el sustrato. Generalmente, la evaporación de la fase líquida se consigue mediante la exposición al aire, a temperatura ambiente o superior. Para reducir los tiempos para el secado y la formación del recubrimiento antimicrobiano, la composición de recubrimiento puede secarse en un horno.

[0124] Son ejemplos de sustratos recubribles con la composición de recubrimiento antimicrobiana de la presente invención son superficies de plástico, metal, madera, hormigón, piedra, policarbonato, plexiglás, PVC, látex, cerámica y similares. La composición de recubrimiento de acuerdo con la invención también puede aplicarse a sustratos previamente recubiertos, por ejemplo, con barnices, pinturas, lacas y otros tipos de recubrimientos.

[0125] La eficacia antimicrobiana de las composiciones de acuerdo con la presente invención puede medirse en términos de la reducción en el número total de microbios vivos en contacto con el recubrimiento antimicrobiano.

[0126] Para los fines de la presente invención, la eficacia antibacteriana puede determinarse, por ejemplo, por medio del método ASTM E2180 - 18.

[0127] En general, las composiciones de recubrimiento de la presente invención pueden usarse contra microorganismos potencialmente patógenos que están presentes en el entorno.

[0128] Los microorganismos contra los que la composición de recubrimiento antimicrobiana es eficaz incluyen hongos, algas, bacterias y virus. Son ejemplos de hongos:Aspergillus nigeryPenicillium funiculosum.Son ejemplos de bacterias:Gordonia amicalis, Microbacterium hydrocarbonoxidans, Pseudomonas taiwanensis, Pseudomonas resinovoransyEscherichia coli.

[0129] Otras bacterias patógenas sobre las que pueden ser eficaces las composiciones de recubrimiento de la presente invención son:Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium,Streptococcus mutans, Staphylococcus epidermidis, Vibrio harveyiyEnterococcus faecalis.

[0130] Las composiciones de recubrimiento también son eficaces contra virus. Los virus son pequeños agentes infecciosos (desde 0,02 µm hasta un máximo de 1 µm) que consisten en material biológico incapaz de vivir o reproducirse de forma autónoma salvo desde dentro de una célula hospedadora cuyos mecanismos funcionales aprovechan. Son ejemplos de virus: Coronavirus, en particular, el virus Sars-Cov2.

[0131] Para los fines de la presente invención, la eficacia antivírica de las composiciones de recubrimiento puede determinarse, por ejemplo, como se indica en la norma ISO 21702:2019"Medición de la actividad antivírica en plásticos y otras superficies no porosas".

[0132] Para comprender mejor las características de la presente invención, a continuación se proporcionan los siguientes ejemplos de realización.

[0133] Ejemplos

[0134] 1. Materiales

[0135] El grafito utilizado es Grafito de alta área superficial (HSAG) Nano 27 de Asbury Graphite Mills, Inc. (Asbury, NJ, EE.UU.). El grafito tiene las siguientes características:

[0136] - área superficial 250 m<2>/g,

[0137] - composición química a partir de análisis elemental (Tamices de ensayo patrón de EE.UU.): carbono 99,82 %, cenizas 0,18 %, humedad 0,97 %;

[0138] - número de capas apiladas igual a aproximadamente 50.

[0139] Se usaron dos productos de base acuosa comerciales diferentes, ambos a base de resinas acrílicas, como agentes formadores de película:

[0140] A. Imprimación Adesital GS de ADESITAL S.p.A., Italia (20 % en peso de residuo sólido);

[0141] B. Imprimación San Marco del Grupo San Marco S.p.A., Italia (que contiene los siguientes compuestos antibacterianos: 0,005 % - 0,01 % de 1,2-benzotiazol-3(2H)-ona; 0,00015 % - 0,0015 % de una mezcla de 5-cloro-2-metil-2H-isotiazol-3-ona y 2-metil-2H-isotiazol-3-ona).

[0142] Con fines de comparación, se realizó un recubrimiento con la composición comercial "Dr. Wall" (Graphene.CA, EE.UU.).

[0143] 2. Ensayo de eficacia antimicrobiana

[0144] La eficacia antimicrobiana de un recubrimiento obtenido con las composiciones anteriores se sometió a ensayo de acuerdo con el método ASTM E2180 - 18.

[0145] En cambio, la eficacia antivírica se sometió a ensayo de acuerdo con la norma ISO 21702:2019"Medición de la actividad antivírica en plásticos y otras superficies no porosas"con algunas modificaciones como se describe a continuación.

[0146] Para los ensayos anteriores, cada composición de recubrimiento, incluyendo las composiciones utilizadas con fines comparativos, se depositó sobre un portaobjetos de microscopio, que estaba previamente rayado (frotado con papel de lija), se flameó, se esterilizó con etanol y se recubrió con el mismo agente formador de película presente en la composición de recubrimiento. Para cada muestra, se realizaron dos deposiciones al día (con un intervalo de seis horas) durante tres días consecutivos dentro de una campana de aspiración.

[0147] Antes de realizar el ensayo antibacteriano, se verificó la adhesión de la película de recubrimiento al portaobjetos lavando repetidamente su superficie con agua desmineralizada y limpiándola con un paño absorbente.

[0148] 2.1 Ensayo ASTM E2180 - 18 (eficacia antibacteriana)

[0149] El ensayo de acuerdo con la norma ASTM E2180 - 18 se realizó con cuatro especies bacterianas diferentes pertenecientes a la clase de riesgo 1 (no peligrosas para la salud humana), de las cualas dos eran grampositivas y dos gramnegativas, con el fin de verificar la eficacia antimicrobiana de los recubrimientos sobre bacterias con dos estructuras de pared celular diferentes. Las 4 cepas bacterianas utilizadas son:Gordonia amicalisyMicrobacterium hydrocarbonoxidans(Gram+);Pseudomonas taiwanensisyPseudomonas resinovorans(Gram-).

[0150] La eficacia antibacteriana se determinó evaluando la reducción del número de bacterias viables en la muestra con el recubrimiento antimicrobiano en comparación con una muestra de control sin el recubrimiento de acuerdo con el siguiente proceso. Se depositaron aproximadamente 10<8>células viables (UFC) por cada cepa, suspendidas en 100 µl de solución acuosa fisiológica estéril, sobre la superficie del portaobjetos recubierto. Después de unos minutos de secado bajo una campana, las bacterias se dejaron en contacto con el recubrimiento a temperatura ambiente durante un tiempo de exposición de 5 horas. Al final de la exposición, el portaobjetos se introdujo en un tubo estéril con tapón de rosca que contenía 10 ml de solución salina y se agitó vigorosamente con formación de vórtice durante 5 minutos para eluir la biomasa de la superficie del recubrimiento. Después, la suspensión bacteriana resultante se transfirió a la superficie de placas de Petri que contenían medio de cultivo agarizado para realizar un recuento de los microorganismos supervivientes mediante dilución en serie (1:10) de la suspensión bacteriana

[0151] Las placas sembradas se dejaron a temperatura ambiente durante un período no inferior a 1 semana. Después de este período, las placas se comprobaron y se realizó el recuento de colonias (UFC) en las diluciones más adecuadas para este fin.

[0152] El mismo proceso se aplicó a la muestra de control, que consistía en el portaobjetos recubierto únicamente con el agente formador de película (imprimación A o B), correspondiente al agente formador de película presente en la composición de recubrimiento antimicrobiana.

[0153] Los resultados se expresan en términos de:

[0154] - diferencia entre Log10 del número de bacterias en el momento cero y Log10 del número de bacterias después del ensayo de 5 horas;

[0155] - Porcentaje de bacterias viables supervivientes en comparación con las de la muestra de control;

[0156] - Porcentaje de destrucción bacteriana medido como %(destrucción) = 100 - % (bacterias viables).

[0157] 2.2 Ensayo ISO 21702:2019 (eficacia antivírica)

[0158] El ensayo de acuerdo con a la norma ISO 21702:2019 se realizó en muestras inoculadas con el virus "SARS-CoV-2", responsable de la COVID-19.

[0159] Cultivo celular

[0160] Se mantuvieron células Vero E6 (células epiteliales renales de mono) en cultivo en medio DMEM al que se le añadieron suero fetal bovino inactivado por calor al 10 %, glutamina 2 mM, penicilina 100 unidades/ml y estreptomicina 100 µg/ml.

[0161] Aislamiento del SARS-CoV-2 de frotis nasales

[0162] El SARS-CoV-2 se aisló de 500 µl de frotis nasal, se inoculó en células Vero al 80 % de confluencia; después de 3 horas de incubación a 37 °C y CO<2>al 5 %, el inóculo se retiró y las células se incubaron en el medio durante 72 horas hasta el desarrollo de un claro efecto citopático (CPE, por sus siglas en inglés).

[0163] La cuantificación del número de copias víricas en los sobrenadantes se realizó mediante PCR cuantitativa en tiempo real (qRT-PCR) como se describe en "World Health Organization, WHO. Coronavirus disease (COVID-19) technical guidance: Laboratory testing for 2019-nCoV in humans. US CDC Real-time RT-PCR Panel for Detection 2019-Novel Coronavirus(28 de enero de 2020).

[0164] El SARS-CoV-2 se concentró con PEG, siguiendo las instrucciones del fabricante y el título vírico se evaluó mediante el método de ensayo en placa, usando diluciones de 10<1>a 10<9>. La secuencia nucleotídica completa de la cepa de SARS-CoV-2 aislada de este modo se ha depositado en el Gen Bank, NCBI (número de registro GeneBank: MT748758)

[0165] Para cada muestra, se seleccionó en el portaobjetos el área de ensayo antivírico que consiste en un cuadrado de (25± 2) mm x (25± 2) mm.

[0166] Antes de los ensayos, cada muestra se esterilizó mediante exposición a radiaciones UV durante 20 minutos en una campana de flujo laminar para eliminar cualquier posible contaminación bacteriana, y después se depositó en una placa de Petri.

[0167] El ensayo preliminar se realizó de la siguiente manera. Se colocó un volumen de 0,07 ml de suspensión vírica (9 x10<5>UFP/ml) sobre la muestra del material a someterse a ensayo. El inóculo vírico se cubrió con una película de 25 x 25 mm y las muestras se incubaron de 2 a 4 horas a 25 °C.

[0168] Al final de 2 a 4 horas de contacto, se añadieron 10 ml de caldo SCDLP a cada muestra y después se realizó el ensayo en placa.

[0169] El ensayo en placa se realizó en placas de 6 pocillos evaluando la presencia de virus en el medio SCDLP recuperado de las placas de Petri. Para cada tratamiento se realizaron 3 diluciones seriadas de 1 a 10 en medio completo para células Vero E6 y se añadieron 0,4 ml de cada dilución a la monocapa celular, por duplicado. Después de 2 horas, el inóculo se retiró, las células se lavaron con 2 ml de medio y se cubrieron con agarosa al 0,3 % disuelta en medio completo. Después de 48 horas de incubación a 37 °C con CO<2>al 5 %, las células se fijaron con formaldehído al 4 % y, después de la retirada de la capa de agarosa y el lavado, se tiñeron con azul de metileno. Las placas se contaron y los resultados se expresaron como Unidades formadoras de placas (UFP) por ml.

[0170] A tiempo 0, es decir, inmediatamente después de la deposición de virus, se añadieron 10 ml de caldo SCDLP a algunas muestras y la infectividad residual se evaluó mediante el ensayo en placa.

[0171] Determinación de la infectividad del virus

[0172] Para cada muestra, la infectividad del virus recuperado se determinó usando la siguiente fórmula:

[0174] N = (14×C×D×V) / A

[0175] donde:

[0176] N es la infectividad del virus recuperado por cm<2>de muestra;

[0177] C es el número promedio de placas contadas en los dos pocillos del duplicado;

[0178] D es el factor de dilución para los pocillos contados;

[0179] V es el volumen de caldo SCDLP añadido a la muestra, en ml;

[0180] A es la superficie de la película de recubrimiento, en cm<2>.

[0181] Cálculo de la actividad antivírica

[0182] La actividad antivírica se calculó usando la siguiente fórmula:

[0183] R = Ut - At

[0184] donde:

[0185] R es la actividad antivírica;

[0186] Ut es el logaritmo promedio del número de placas (en UFP/cm<2>) de la muestra de referencia (recubrimiento sólo con imprimación, después de 2 o 4 horas);

[0187] At es el logaritmo promedio del número de placas (en UFP/cm<2>) de la muestra tratada con la composición de recubrimiento de acuerdo con la invención, después de 2 o 4 horas.

[0188] 3. Composiciones de recubrimiento

[0189] Las composiciones de recubrimiento se prepararon usando un homogeneizador de rotor-estator Silverson L5M-A, equipado con un cabezal de acero inoxidable AISI 316, de 290 mm de largo, de 57 mm de diámetro máximo. El aparato comprende un recipiente de vidrio o acero de volumen variable (500 - 2000 ml) en el que se cargó la dispersión líquida que ha de homogeneizarse con el fin de obtener la dispersión acuosa antimicrobiana que contiene óxido de grafeno. Una alícuota (aprox. 15 g) de la dispersión antimicrobiana anterior que contenía óxido de grafeno se mezcló posteriormente con la cantidad deseada de agente formador de película A o B para obtener la composición de recubrimiento antimicrobiano final.

[0190] Comparativo 1: preparación del portaobjetos con imprimación Adesital GS

[0191] Una cantidad adecuada de imprimación Adesital GS se depositó sobre portaobjetos de microscopio preparados como se ha descrito anteriormente en la etapa 2.

[0192] Comparativo 2: preparación del portaobjetos con imprimación San Marco

[0193] Una cantidad adecuada de imprimación San Marco se depositó sobre portaobjetos de microscopio preparados como se ha descrito anteriormente en la etapa 2.

[0194] Comparativo 3: preparación del portaobjetos con Doctor Nano<®>

[0195] Una cantidad adecuada de la composición de recubrimiento comercial "Dr. Wall" que contenía grafeno y óxido de titanio se depositó sobre portaobjetos de microscopio preparados previamente como se ha descrito anteriormente en la etapa 2.

[0196] Comparativo 4: preparación de la mezcla de grafito HSAG e imprimación comercial Adesital GS (28PN/20/1) Una cantidad adecuada del grafito HSAG descrito en el punto 1 se mezcló al 50 % en masa con un 50 % en masa de imprimación Adesital. La dispersión obtenida de este modo se mezcló mediante agitación magnética durante aproximadamente seis horas y después se depositó sobre portaobjetos de microscopio preparados como se ha descrito en el punto 2 anterior.

[0197] Ejemplo 1: síntesis de la dispersión 01 (015PN/20/1 → ensayo de bactericida de referencia con Imprimación Adesital; 021PN/20/1 ensayo bactericida de referencia con Imprimación San Marco)

[0198] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (5,1 g), peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (111,5 g), agua desmineralizada (201,1 g), nitrato de plata sólido Sigma Aldrich (0,5 g) y ácido acético glacial Sigma Aldrich (3,4 g).

[0199] Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 2 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C. Manteniendo la agitación, se añade una segunda alícuota de peróxido de hidrógeno (40,1 g) mientras se mezcla durante otras dos horas. Una vez transcurrido este período, se añade una mezcla de quitosano (0,43 g), agua desmineralizada (50,1 g) y ácido acético glacial (0,09 g). Las condiciones de agitación se mantienen durante otras dos horas a un valor de temperatura autógena de aproximadamente 60 °C. Al final de este período, se añade una mezcla de sal de cloruro de benzalconio (5,1 g) solubilizada en agua (5,1 g). Se agita toda la mezcla durante otras dos horas hasta obtener una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno, que se usa en ensayos bactericidas posteriores.

[0200] Esta nanodispersión, después de la adición de una cantidad de imprimación Adesital igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto sobre portaobjetos de microscopía, como se describe en el punto 2. Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0201] En una preparación diferente, la nanodispersión descrita anteriormente, después de añadir una cantidad de imprimación San Marco igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto sobre portaobjetos de microscopía, como se describe en el punto 2.

[0202] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0203] Ejemplo 2: síntesis de la dispersión 02 (016PN/20/1 → ensayo de bactericida de referencia con Imprimación Adesital; 022PN/20/1 ensayo bactericida de referencia con Imprimación San Marco)

[0204] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (5,1 g), peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (112,2 g), agua desmineralizada (200,4 g) y ácido acético glacial Sigma Aldrich (6,84 g).

[0205] Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 2 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C. Manteniendo la agitación, se añade por lo tanto una segunda alícuota de peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (40,4 g), en la que se disuelven 0,50 g de nitrato de plata sólido Sigma Aldrich. La mezcla se realiza a 5000 rpm durante dos horas adicionales. Una vez transcurrido este período, se añade una mezcla de quitosano (0,85 g), agua desmineralizada (50,4 g) y ácido acético glacial (0,43 g). Las condiciones de agitación se mantienen durante otras dos horas a un valor de temperatura autógena de aproximadamente 60 °C. Al final de este período, se añade una mezcla de sal de cloruro de benzalconio (5,1 g) solubilizada en agua (5,1 g). Se agita toda la mezcla durante otras dos horas hasta obtener una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno, que se usa en ensayos bactericidas posteriores.

[0206] Esta nanodispersión, después de la adición de una cantidad de imprimación Adesital igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2. Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas. En una preparación diferente, la nanodispersión descrita anteriormente, después de añadir una cantidad de imprimación San Marco igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0207] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0208] Ejemplo 3: síntesis de la dispersión 03 (017PN/20/1→ ensayo bactericida de referencia con la imprimación Adesital; 023PN/20/1 →ensayo bactericida de referencia con imprimación San Marco)

[0209] En un reactor (vol. = 500 ml) se carga respectivamente: grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (4,2 g), peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (111,3 g), agua desmineralizada (198,9 g) y ácido acético glacial Sigma Aldrich (6,80 g).

[0210] Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 1,5 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C. Manteniendo la agitación, se añade por lo tanto una segunda alícuota de peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (40,4 g), en la que se disuelven 0,43 g de nitrato de plata sólido Sigma Aldrich. La mezcla se realiza a 5000 rpm durante dos horas adicionales. Una vez transcurrido este período, se añade una mezcla de quitosano (2,55 g), agua desmineralizada (49,3 g) y ácido acético glacial (2,55 g). Las condiciones de agitación se mantienen durante otras dos horas a un valor de temperatura autógena de aproximadamente 60 °C. Al final de este período, se añade una mezcla de sal de cloruro de benzalconio (4,25 g) solubilizada en agua (4,25 g). Se agita toda la mezcla durante otras dos horas hasta obtener una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno, que se usa en ensayos bactericidas posteriores.

[0211] Esta nanodispersión, después de la adición de una cantidad de imprimación Adesital igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2. Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas. En una preparación diferente, la nanodispersión descrita anteriormente, después de añadir una cantidad de imprimación San Marco igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0212] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0213] Ejemplo 4: síntesis de la dispersión 04 (024PN/20/1 código de preparación; 033PN/20/1 código de los ensayos bactericidas al 25 % (033PN/20/1-3, 50 % (033PN/20/1-2, 30 % (36PN/20/1-4, 95 % (36PN/20/1-2/ 1.<er>inóculo), 95 % (36PN/20/1-2/ 2.º inóculo), 95 % (36PN/20/1-2/ 3.<er>inóculo), 50 % (36PN/20/1-31.<er>inóculo), 50 % (36PN/20/1-32.º inóculo), 50 % (36PN/20/1-33.<er>inóculo),

[0214] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: Grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (5 g), agua desmineralizada (200 g) y una mezcla compuesta por quitosano Sigma Aldrich (0,50 g), agua desmineralizada (49,5 g) y ácido acético glacial Sigma Aldrich (0,06 g).

[0215] Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 1,5 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C. Manteniendo la agitación, se añade una primera alícuota de peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (112,0 g) sin dejar de agitar. Al final de esta etapa, se mezcla durante aproximadamente una hora y después se añade una segunda alícuota de peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (40,0 g) en la que se disuelven 0,50 g de nitrato de plata Sigma Aldrich y ácido acético glacial Sigma Aldrich (3,8 g). La mezcla se realiza a 5000 rpm durante 1,5 horas adicionales. Una vez transcurrido este período, se añade una mezcla de quitosano (0,5 g), agua desmineralizada Sigma Aldrich (49,5 g) y ácido acético glacial Sigma Aldrich (0,04 g). Las condiciones de agitación se mantienen durante otras dos horas a un valor de temperatura autógena de aproximadamente 60 °C. Al final de este período, se añade una mezcla de sal de cloruro de benzalconio (5 g) solubilizada en agua (5 g). Se agita toda la mezcla durante otras dos horas hasta obtener una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno, que se usa en ensayos bactericidas posteriores.

[0216] Esta nanodispersión se divide en tres alícuotas diferentes en las que se añaden tres cantidades diferentes de imprimación Adesital GS iguales al 5 %, el 50 % y el 70 % en peso de toda la mezcla. Las soluciones obtenidas de este modo se agitan con agitadores magnéticos durante tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de estos productos sobre portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0217] Los mismos portaobjetos obtenidos mediante deposición de las formulaciones que contenían imprimaciones al 5 % y al 50 % se sometieron a un segundo ensayo de inoculación que, sorprendentemente, confirmó los resultados positivos, en términos de actividad bactericida, obtenido con la primera inoculación. Este resultado sugiere que la eficacia bactericida de los portaobjetos recubiertos con las composiciones de recubrimiento de acuerdo con la presente invención puede producirse no sólo gracias a un fenómeno de liberación lenta del agente bactericida desde la composición de recubrimiento, sino también gracias a fenómenos de contacto físico entre el recubrimiento y el agente patógeno. Esta hipótesis se confirmó sometiendo las muestras de ensayo del ensayo con el segundo inóculo a un tercer inóculo después de la inmersión en agua durante una semana, con cambios diarios de la misma agua.

[0218] Después, las muestras obtenidas de este modo se inocularon una tercera vez y se sometieron de nuevo a ensayos antibacterianos. Los resultados se publican en la Tabla 2.

[0219] Ejemplo 5: síntesis de la dispersión 05 (032PN/20/1 código de preparación; 40PN/20/1-1 código de ensayos bactericidas)

[0220] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: Grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (4,7 g), agua desmineralizada (306,2 g), peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (160,14 g).

[0221] Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 3 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C.

[0222] Al final de este período, se obtiene una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno, que se usa en ensayos bactericidas posteriores.

[0223] Esta nanodispersión, después de añadir una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0224] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0225] Ejemplo 6: síntesis de la dispersión 06 (034PN/20/1 código de preparación; 40PN/20/1-2 código de ensayos bactericidas)

[0226] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: Nano 27 grafito comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (4,24 g), agua desmineralizada (306,2 g), peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (160,14 g) que contrnía nitrato de plata Sigma Aldrich (0,47 g).

[0227] Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 3 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C.

[0228] Al final de este período, se obtiene una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno, que se usa en ensayos bactericidas posteriores.

[0229] Esta nanodispersión, después de añadir una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0230] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0231] Ejemplo 7: síntesis de la dispersión 07 (039PN/20/1 código de preparación; 40PN/20/1-3 código de ensayos bactericidas)

[0232] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: Grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (4,0 g) y agua desmineralizada (252 g). Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 0,5 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C.

[0233] Después se añade una mezcla compuesta por sal de cloruro de benzalconio (4,2 g) solubilizada en agua desmineralizada (4,2 g).

[0234] Se continúa mezclando la dispersión obtenida de este modo durante dos horas adicionales a una temperatura de aproximadamente 70 °C. Al final de este período, se añade peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (136 g) y se continúa agitando durante tres horas adicionales obteniéndose una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno utilizada en ensayos bactericidas posteriores.

[0235] Esta nanodispersión, después de añadir una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 5 % de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0236] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0237] Las ensayos posteriores para evaluar la eficacia bactericida se realizan usando la misma metodología anterior, usando una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 75 % en peso de toda la mezcla.

[0238] Ejemplo 8: síntesis de la dispersión 08 (041PN/20/1 código de preparación; 40PN/20/1-4 código de ensayos bactericidas)

[0239] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: Grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (4,0 g) y agua desmineralizada (220 g). Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 0,5 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C.

[0240] Después se añade una mezcla de quitosano (0,4 g), agua desmineralizada (39,6 g) y ácido acético glacial Sigma Aldrich (0,04 g).

[0241] Se continúa mezclando la dispersión obtenida de este modo durante dos horas adicionales a una temperatura de aproximadamente 70 °C. Al final de este período, se añade peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (136 g) y se continúa agitando durante tres horas adicionales obteniéndose una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno utilizada en ensayos bactericidas posteriores.

[0242] Esta nanodispersión, después de añadir una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0243] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0244] Ejemplo 9: síntesis de la dispersión 09 (048/PN/20/1 → código de ensayo bactericida realizado con el 5 % y el 75 % de Imprimación)

[0245] En un reactor de 500 ml de volumen se carga respectivamente: Grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (4,0 g) y agua desmineralizada (256 g). Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 5000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 0,5 horas controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 70 °C.

[0246] A continuación, se añade polietilenglicol Sigma Aldrich (4 g) y se agita durante dos horas a una temperatura próxima a 70 °C. Después de este período, se añaden 136 g de peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich, y se continuó agitando durante tres horas adicionales. De este modo, se obtiene una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno que se usa en ensayos bactericidas posteriores.

[0247] Esta nanodispersión, después de añadir una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0248] Una vez realizadas las deposiciones sobre el portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie del vidrio. El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera apto para realizar ensayos bactericidas.

[0249] Las ensayos posteriores para evaluar la eficacia bactericida se realizan usando la misma metodología anterior, usando una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 75 % en peso de toda la mezcla.

[0250] Ejemplo 10: síntesis de la dispersión 10 (068/PN/20/1 → código de ensayo bactericida realizado con el 5 % de dos imprimaciones diferentes)

[0251] En un reactor de 1000 ml de volumen se carga respectivamente: Grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (9 g), agua desmineralizada (312 g), polietilenglicol-400 Sigma Aldrich (9 g) y 0,9 g de Nitrato de Plata comercializado por Sigma Aldrich. Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 6000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 1 hora controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 60 °C. Una vez transcurrido este período, se añade agua desmineralizada (306 g) durante aproximadamente 20 minutos por medio de un embudo de goteo, después se continuó mezclando toda la mezcla de reacción durante una hora adicional. Al final de esta etapa, se añade una alícuota adicional de peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (306 g), de nuevo por medio de un embudo de goteo. El sistema se mantiene siempre en agitación durante una hora adicional hasta que se introduce, por medio de un embudo de goteo, una solución acuosa transparente que contiene Quitosano Sigma Aldrich (1,8 g), agua desmineralizada (207 g) y ácido acético (0,45 g). El sistema obtenido de este modo se mantiene en agitación durante una hora adicional, hasta la posterior adición de una mezcla compuesta por cloruro de benzalconio Sigma Aldrich (9 g) y 45 g de agua desmineralizada por medio de un embudo de goteo. La mezcla obtenida de este modo se mantiene en agitación durante una hora adicional hasta que se obtiene una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno que se usa en los ensayos bactericidas posteriores.

[0252] Una alícuota de esta nanodispersión, después de añadir una cantidad de imprimación Adesital GS igual al 5 % en peso de toda la mezcla, se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0253] En otro caso, se añade una segunda alícuota de dicha nano dispersión con imprimación San Marco al 5 % en peso de toda la mezcla y se agita durante un período de tres horas. Al final de este período, se realizan deposiciones posteriores de este producto en portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0254] Una vez realizadas las deposiciones sobre los portaobjetos con las nanodispersiones, se deja secar durante aproximadamente 12 horas para favorecer la fijación de la nanodispersión sobre la superficie de vidrio.

[0255] Los portaobjetos obtenido de este modo no liberan la sustancia depositada sobre ellos y, por lo tanto, se consideran adecuados para realizar ensayos bactericidas.

[0256] Ejemplo 11: síntesis de la dispersión 11 con agitación convencional (sin Silverson)

[0257] El Ejemplo 10 se repite en su totalidad usando agitación convencional por medio de cuchillas mecánicas. El resultado obtenido al final de este proceso conduce a la obtención de mezclas inestables que dan lugar a la separación de fases. Por lo tanto, la mezcla no puede someterse a ensayos antibacterianos. Este resultado demuestra la importancia y la eficacia de la mezcla de alta cizalla (Silverson), en comparación con la mezcla convencional usando palas mecánicas o agitadores magnéticos, para obtener dispersiones estables de óxido de grafeno.

[0258] Ejemplo 12: síntesis de la dispersión 12 (086/PN/20/1 → código de ensayo bactericida realizado con el 5 % de Imprimación San Marco)

[0259] En un reactor de 2000 ml de volumen se carga respectivamente: grafito Nano 27 comercializado por Asbury Carbons (HSAG) (13 g), agua desmineralizada (385 g), peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (65 g), polietilenglicol-400 Sigma Aldrich (6,5 g), ácido acético (6,5 g), Nitrato de plata (1,3 g) comercializado por Sigma Aldrich, y Quitosano Sigma Aldrich (1,9 g). Al final de esta etapa, la mezcladora Silverson se sumerge en el reactor y posteriormente se ajusta a una velocidad de agitación de 6000 rpm. El sistema se mantiene en estas condiciones durante 1 hora controlando el aumento de la temperatura autógena, que alcanza un valor aproximado de 60 °C. Al final de esta etapa, se añade una alícuota adicional de peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (299 g) premezclado con ácido acético (6,5 g) por medio de un embudo de goteo. El sistema se mantiene en agitación durante dos horas más hasta que se obtiene una solución acuosa transparente que contiene Quitosano Sigma Aldrich (4,5 g), agua desmineralizada (413,6 g), ácido acético (6,5 g), cloruro de benzalconio Sigma Aldrich (13 g) y peróxido de hidrógeno al 30 % peso/peso Sigma Aldrich (78 g) se alimenta por medio de un embudo de goteo. La mezcla obtenida de este modo se mantiene en agitación durante tres horas adicionales hasta que se obtiene una dispersión acuosa a base de óxido de grafeno, utilizada en los ensayos bactericidas y antivíricos posteriores.

[0260] Una alícuota de esta nanodispersión, después de añadir una cantidad prediluida (20 % en peso de agua desmineralizada) de imprimación San Marco, se agita durante tres horas adicionales en una mezcladora Silverson. La cantidad de imprimación prediluida añadida a la nanodispersión es del 5 % en peso con respecto a la masa de toda la nanodispersión. Al final del período de mezcla, se deposita el producto obtenido de este modo, por medio de un aerógrafo, sobre portaobjetos de microscopía preparados previamente, como se describe en el punto 2.

[0261] Al final de la fase de recubrimiento de los portaobjetos, se dejan secar durante aproximadamente 12 horas con el fin de facilitar la fijación de la nanodispersión sobre la superficie de vidrio.

[0262] El portaobjetos obtenido de este modo no libera la sustancia depositada, por lo que se considera adecuado para realizar ensayos para la evaluación de propiedades antibacterianas y antivíricas.

[0263] Para realizar los ensayos antivíricos, también se prepararon portaobjetos recubiertos únicamente con imprimación San Marco, con el fin de tener una comparación correcta con las muestras de ensayo recubiertas de la manera descrita anteriormente (95 % de "dispersión 12" 5 % de Imprimación San Marco diluida con el 20 % de H<2>O).

[0264] Las composiciones de los Ejemplos 1 - 10 y 12 se muestran en las Tablas 1 - 3.

[0265] T l 1

[0267]

[0269] T l 2

[0271]

[0273] T l

[0275]

[0277] Resultados de los ensayos antibacterianos

[0278] Los resultados de los ensayos sobre las propiedades bactericidas de las formulaciones descritas en los ejemplos se enumeran en la Tabla 4 a continuación, que muestra la siguiente información:

[0279] Número de células bacterianas que sobreviven a la exposición;

[0280] Diferencia entre Log10 del número de bacterias en el momento cero y Log10 del número de bacterias después del ensayo de 5. Este valor proporciona una indicación de en cuántos órdenes de magnitud ha disminuido el número de bacterias viables en comparación con la muestra de control (imprimaciones Adesital GS o San Marco) Porcentaje de bacterias que permanecen viables en comparación con las medidas en la muestra de control; Porcentaje de destrucción de bacterias.

[0281] T l 4

[0283]

[0284] continuación

[0285]

[0286] continuación

[0288]

[0290] La primera muestra de control, que consistía en el portaobjetos recubierto únicamente con imprimación Adesital, devuelve un valor coincidente con el valor de inoculación. Por este motivo, este material se consideró como el blanco de referencia con respecto al cual comparar la acción bactericida de todas las preparaciones.

[0291] El producto comercial Doctor Nano<®>mostró una actividad bactericida significativa sólo en la muestra expuesta a la luz [Doctor Nano<®>(luz)]. El número de bacterias totales se reduce sólo en un orden de magnitud, elevando la tasa de mortalidad al 95 % del valor del control negativo. Se obtuvieron resultados similares con productos comerciales de referencia [grafeno comprimido Directa Plus y grafito en polvo].

[0292] Las muestras que contenían sólo grafeno (40PN/20/1-1 (H<2>O<2>) y grafeno más quitosano [40PN/20/1-4 (H<2>O<2>+quitosano)] mostraron una reducción de 2 órdenes de magnitud en comparación con el control negativo, es decir, una eficacia superior a la de los productos comerciales de la técnica anterior. La muestra con grafeno más nitrato de plata mostró una reducción de 3 órdenes de magnitud.

[0293] Las muestras sometidas a ensayo y preparadas de acuerdo con los ejemplos 01, 02, 03 y 04 [16; 17; 21; 22; 23, 36PN/20/1-2 (95 %); 36PN/20/1-3 (50 %)], que contenían cloruro de plata, quitosano y cloruro de benzalconio mostraron la máxima actividad biocida que el sistema de medición adoptado es capaz de detectar: ninguna colonia viable medible en la primera dilución de recuento (10<-2>), por lo tanto un número definitivamente inferior a 99 células supervivientes de las 2,04*10<8>encontradas en el control negativo. Una reducción de al menos 6 órdenes de magnitud con una tasa de destrucción superior al 99,99995135 %.

[0294] También es evidente la correlación entre el efecto biocida y el porcentaje de dispersión 04 utilizado con respecto a la imprimación: las muestras que contenían cantidades de dispersión 04 iguales o inferiores al 50 % en peso [33PN/20/1-3 (25 %); 33PN/20/1-2 (50 %); 36PN/20/1-4 (30 %)] mostraron menor actividad biocida que las muestras que contenían el 95 % de la misma mezcla, excepto la muestra [36PN/20/1-3 (50 %)], que siguió mostrando el máximo rendimiento. No obstante, en la muestra menos concentrada (25%, 33PN/20/1-3) se obtuvo una reducción de microorganismos viables de 3 órdenes de magnitud equivalente al 99,89189189 %.

[0295] Una segunda inoculación de las muestras [36PN/20/1-2 (95 %) "2.º inóculo" y 36PN/20/1-3 (50 %) 2.º inóculo], ya utilizadas y lavadas, mostró una ligera disminución de la actividad biocida cuantificable en sólo un orden de magnitud de reducción menos que la muestra utilizada la primera vez, consiguiendo un 99,999 % de destrucción.

[0296] Los ensayos realizadas con los ejemplos 06, 07 y 08 [40PN/20/1-2 (H<2>O<2>+Ag); 40PN/20/1-3 (H<2>O<2>+BAC); 40PN/20/1-4 (H<2>O<2>+ quitosano)], indican que la dispersión 04 de óxido de grafeno en presencia de cloruro de benzalconio (BAC) garantiza un nivel muy elevado de reducción de la carga bacteriana viable, incluso en ausencia de nitrato de plata y quitosano.

[0297] La máxima actividad biocida (superior a 6 órdenes de magnitud) se obtuvo también en la dispersión 10, donde se usa óxido de grafeno junto con polipropilenglicol [48PN/20/1 (PEG)].

[0298] Otro resultado positivo en términos de propiedades antibacterianas se encontró en el caso de ejemplo 12, que muestra una actividad biocida superior a seis órdenes de magnitud.

[0299] Resultados de los ensayos antivíricos

[0300] La eficacia antivírica de la composición del Ejemplo 12 se ha sometido a ensayo de acuerdo con la norma ISO 21702:2019.

[0301] En la Tabla 5 se resumen los resultados del ensayo en placa antivírico realizado después de 2 o 4 horas de incubación con el virus SARS-CoV-2.

[0302] T l

[0304]

[0306] La Tabla 6 muestra los resultados del ensayo en placa antivírico realizado a tiempo 0 comparados con los resultados obtenidos después de 2 horas de incubación.

[0307] T l

[0309]

[0311] Los resultados muestran que tanto los portaobjetos recubiertos con la "dispersión 12" como los recubiertos únicamente con la "Imprimación SanMarco" mostraron actividad antivírica contra el SARS-CoV-2, tanto después de 2 horas como después de 4 horas.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

1. Proceso para preparar una composición de recubrimiento antimicrobiana que comprende las siguientes etapas en secuencia:

a. proporcionar una dispersión acuosa que comprende grafito, al menos un agente oxidante y, opcionalmente, al menos un agente antimicrobiano;

b. someter la dispersión acuosa de la etapa a a una homogeneización de alta cizalla mezclando dicha dispersión a una velocidad de mezcla igual o superior a 1000 rpm, para obtener una dispersión acuosa antimicrobiana que comprende óxido de grafeno;

c. mezclar dicha dispersión antimicrobiana acuosa que comprende óxido de grafeno con al menos un agente formador de película para obtener la composición de recubrimiento antimicrobiana, seleccionándose dicho agente formador de película de resina acrílica, resina de vinilo, resina estirénica, resina alquídica, resina epoxi, resina de poliéster, resina de acetato de polivinilo y sus mezclas.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la dispersión acuosa de la etapa a comprende al menos un agente antimicrobiano distinto del óxido de grafeno.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la dispersión acuosa de la etapa a comprende al menos dos agentes antimicrobianos distintos del óxido de grafeno.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dichos agentes antimicrobianos se seleccionan de: sal de amonio cuaternario; poliglicol que tiene un peso molecular en el intervalo de 200 - 12,000 g/mol; polisacárido que tiene propiedades antimicrobianas, preferentemente quitosano, galactano, manano y laminarina; ion metálico que tiene propiedades antimicrobianas, preferentemente ion de plata, ion de sodio, ion de cinc y ion de cobre; isotiazol clorado; isotiazolinonas; y sus mezclas.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dichos agentes antimicrobianos comprenden al menos: sal de amonio cuaternario, preferentemente sal de benzalconio; poliglicol con un peso molecular en el intervalo de 200 - 12.000 g/mol; polisacárido que tiene propiedades antimicrobianas, preferentemente quitosano; ion de plata..

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicho al menos un principio activo se selecciona de: peróxido de hidrógeno, aire en presencia de hidróxido de potasio, ácido nítrico, peróxido deterc-butilo, ácido m-cloroperbenzoico, ozono, ácido sulfúrico, ion permanganato, ion cromato, ion hipoclorito y sus mezclas.

7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho al menos un agente oxidante es peróxido de hidrógeno, opcionalmente en mezcla con ácido acético.

8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la composición de recubrimiento antimicrobiana comprende óxido de grafeno en una cantidad en el intervalo del 0,1 % al 10 %, preferentemente en el intervalo del 0,5 % al 5 %, más preferentemente en el intervalo del 0,8 % al 2 %, siendo dichos porcentajes, porcentajes en peso basándose en el peso de la composición de recubrimiento antimicrobiana.

9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la dispersión acuosa de la etapa a comprende el al menos un agente oxidante en una cantidad en el intervalo del 0,5 % al 30 %, preferentemente en el intervalo del 2 % al 20 %, más preferentemente en el intervalo del 5 % al 15 %, siendo dichos porcentajes, porcentajes en peso referidos al peso de la dispersión acuosa.

10. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la dispersión antimicrobiana acuosa contiene el agente o agentes antimicrobianos a una concentración total en el intervalo del 0,1 % al 20 %, más preferentemente en el intervalo del 0,5 % al 10 %, siendo los porcentajes mencionados anteriormente porcentajes en peso referidos al peso de la composición de la dispersión antimicrobiana acuosa.

11. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la composición de recubrimiento antimicrobiana comprende el al menos un agente formador de película en una cantidad en el intervalo del 1 % al 99 %, preferentemente en el intervalo del 1,5 % al 75 %, más preferentemente en el intervalo del 3 % al 50 %, siendo dichos porcentajes, porcentajes en peso basándose en el peso de la composición de recubrimiento antimicrobiana.

12. Composición de recubrimiento antimicrobiana en forma de una mezcla que comprende óxido de grafeno y un agente formador de película seleccionado de resina acrílica, resina de vinilo, resina estirénica, resina alquídica, resina epoxi, resina de poliéster, resina de acetato de polivinilo y sus mezclas, obtenible mediante el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Uso de una composición de recubrimiento antimicrobiana de acuerdo con la reivindicación 12 para transmitir propiedades antimicrobianas a un sustrato.

14. Método para transmitir propiedades antimicrobianas a la superficie de un sustrato, que comprende:

- depositar una composición de recubrimiento antimicrobiana de acuerdo con la reivindicación 12 sobre al menos una superficie de un sustrato;

- evaporar la fase líquida de la composición de recubrimiento para obtener una película de recubrimiento antimicrobiana adherida a la superficie de dicho sustrato.