WO2021255309A1 - Recubrimiento auto desinfectante para superficies - Google Patents

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WO2021255309A1
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Marc Sarsanedas Gimpera
Marc Soto Hernandez
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Drylyte SL
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    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides

Definitions

  • an essential condition to achieve effective disinfection is a sufficient concentration of an active principle that is maintained over time.
  • a sanitizing coating should meet several requirements:
  • This invention describes a coating for surfaces with disinfectant properties that comprises a base matrix capable of absorbing and dosing a active disinfectant principle.
  • this coating is capable of maintaining a minimum concentration of the sufficient disinfectant active principle on the free surface of the coating, that is to say that which can be accessible by the user.
  • the main advantage of this invention is that of being able to maintain a sufficient minimum concentration of the disinfectant active principle based on periodic charges of the active principle itself. Periodic charges produce high transient concentrations of active principle in the coating, which is difficult to achieve with non-refillable solutions. This differential fact translates into more speed of action, since a higher concentration implies more activity, which entails greater protection and safety.
  • a differential fact and an advantage of coatings based on this matrix is the fact that they are created with a temporary vocation for emergency moments or situations. For example, during specific times of epidemic, such as the CoVID-19 pandemic or to reduce the spread of seasonal flu in places of risk such as hospitals, nursing homes and homes for immunosuppressed people. Therefore, this invention is formulated so that it is easy to apply and remove.
  • This formulation maintains the disinfectant properties, but is not harmful or toxic on contact.
  • this matrix is designed so that it can be applied to all types of surfaces, this matrix is not aggressive nor does it damage the base surface, be it metallic, plastic, or any previous coating or painting. Due to their temporary nature, coatings based on this matrix can be easily removed, for example, by hot water, or by peeling.
  • this matrix is applicable to surfaces and materials with porosity, such as cellulosic papers or fabrics.
  • rigid sheets, or rolls of tissue or paper can be generated that can be used as a base and be periodically loaded with sanitizing agent.
  • This invention describes a self-disinfecting coating (1) for surfaces comprising: a base matrix (2) comprising either a gel base (10) or a gel fluid (7), and a loading solution (3) comprising or an active principle (4) disinfectant,
  • the invention may operate as follows: A self-disinfectant coating (1) is placed on the contact points to be protected in a building, room, transport, etc., such as door and window knobs, elevator buttons, holding bars and handrails and others. For a certain time, the coating (1), thanks to the disinfectant active principle (4) present on the free surface of the coating, that is to say that which is accessible to the user, the pathogens that settle on it are eliminated.
  • the surface concentration of the active principle (4) on the coating decreases. If the surface concentration of the active principle (4) in the coating (1) falls below a value, the disinfection function is not carried out correctly.
  • an application of the loading solution (3) is made on the coating (1), in order to increase the surface concentration of the active principle (4) again and thus ensure the level of surface disinfection required.
  • the key and non-obvious point of this invention is the ability to recharge the matrix to maintain a high concentration of active principle on the surface. This distinctive feature of the invention represents an advantage not previously known, since it is precisely this that makes it possible to ensure the presence of the active principle in high and reliable concentrations on the surfaces to be protected.
  • a coating is understood to be any type of paint, varnish, film, and the like used on a surface to modify its properties.
  • the base matrix (2) is a gel-like structure, or a polymer, that exhibits internal mobility, either ionic or molecular.
  • gel is a non-fluid polymeric or colloidal network, in this document defined as gel base (10), which is fully expanded by a fluid, herein defined as gel fluid (7).
  • the base matrix (2) comprises at least one gel base (10) or base polymer or colloid, and a fluid of the gel (7).
  • the active principle (4) diffuses from the free surface of the coating towards the interior of the base matrix (2) thanks to this internal mobility that allows the base of gel (10), so that the thickness of the coating acts as a reserve of active principle (4) while part of the active principle (4) remains on the free surface of the coating.
  • the active principle (4) is consumed on the free surface of the coating.
  • the concentration of the active principle (4) in the part of the base matrix (2) close to the free surface of the coating decreases and is therefore lower than the concentration of the active principle in the rest of the base matrix (2 ).
  • the active principle from the part where there is a higher concentration diffuses towards the part where there is a lower concentration, that is, the active principle (4) diffuses from the interior of the base matrix (2) to the free surface of the coating, so that the concentration of the active principle (4) on the free surface of the coating is kept high, ensuring, as long as there is enough active principle (4) in the base matrix (2), the disinfecting effect.
  • the degree of mobility of the active disinfectant principle (4) within the base matrix (2) is adjustable by adjusting the composition of the coating with the addition of plasticizing agents (6) to the base matrix (2). In general, the more plasticizing agent (6) there is, the more mobility there will be of the active principle (4) within the base matrix (2).
  • the self-disinfectant coating (1) object of the invention can be applied on most surfaces of habitual use, such as metals, plastics, woods, other coatings, etc.
  • the self-disinfecting coating (1) object of the invention can be completely removed without leaving a trace, when deemed appropriate, by simple cleaning procedures such as, for example, by applying heat (for example, hot water) or peeling .
  • heat for example, hot water
  • the coating must be thermally reversible, such as those based on collagen.
  • the coating must have internal cohesion greater than adhesion to the surface, as is the case with most polymer coatings.
  • the base matrix (2) is one of the key aspects of the invention, and it should preferably fulfill a series of functions and characteristics that are defined below:
  • the gel fluid (7) that integrates the base matrix (2) is the one that performs the function of absorbing the active principle (4), which diffuses throughout the base matrix (2), and acts as a reserve of active principle (4) over time.
  • the active principle (4) is consumed on the surface, the active principle (4) is replaced on the surface due to the high mobility (molecular or ionic depending on the case) provided by the gel fluid (7) .
  • the base matrix (2) is based on components of natural origin or biocompatible to avoid an intrinsic toxicity of the material, such as, for example, polysaccharides, polypeptides or proteins.
  • the base matrix (2) is based on gels of natural origin and is made up of proteins. Due to their availability, proteins of animal origin are preferred, such as, for example, without limitation, collagen, elastin, albumin.
  • the gel base (10) is based on collagen protein. Collagen gels, which can be called gelatin, are a colloid gel that has multiple advantages for this application.
  • Collagen gel has thermoreversible properties that facilitate its application. At temperatures that may vary depending on the formulation, but in general, above 60 ° C it is in a liquid phase in the form of a sol-type colloid, which has a low viscosity, which is advantageous for producing coatings since it allows its convenient application by means of aerosol. When cooled, however, it generates the colloid in gel form.
  • This phase can be formulated by adjusting the collagen / fluid ratios and the composition of this fluid (solvents, plasticizers, active ingredient, etc.) so that it produces a suitable matrix in terms of hardness, dry final touch, and mechanical resistance. This process is a predominantly thermal process, so it does not require long drying, so that the time elapsed between the application and the final state is shorter than in cases that are based only on the evaporation of the solvent.
  • the base of the gel (10) is based on protein albumin.
  • This protein is rich in sulfur, which provides suitable covalent disulfide bridges for the formation of stable gel-like structures, combined with reversible hydrogen bonds, which allows thermal processing.
  • Albumin protein is naturally derived and biodegradable.
  • the gel base (10) is based on a polysaccharide of plant origin, such as a carrageenan, preferably agar-agar.
  • a polysaccharide of plant origin such as a carrageenan, preferably agar-agar.
  • these formulations tend to have more viscosity, so their application It must be done by brush or roller type methods. It allows the creation of coatings with a higher thickness, which implies a greater storage capacity of the active principle.
  • this alternative formulation is interesting for those situations in which it is preferred to avoid the use of products of animal origin, for ethical, religious or other reasons.
  • These formulations of natural origin are biodegradable, which is advantageous for their elimination without problems.
  • a preservative can be added to improve the shelf life of the precursor solution, for example Acticide MBR 1.
  • the base (10) includes polyvinyl alcohol PVA (CH2CHOH) n which is a biocompatible synthetic polymer.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • This formulation also exhibits thermoreversible properties and forms gels with greater structural integrity. Due to this and its relative lower internal molecular mobility, it is suitable for long-term formulations of less use and more widely spaced refills.
  • the base (10) includes polymers and copolymers derived from acrylic acid, such as polyacrylic acid; sodium, potassium polyacrylate and the like; polymethylacrylate, polymethylmethacrylate, polymethacrylate sodium, potassium and the like, polyacrylamide, polymethacrylamide among others.
  • acrylic acid such as polyacrylic acid; sodium, potassium polyacrylate and the like; polymethylacrylate, polymethylmethacrylate, polymethacrylate sodium, potassium and the like, polyacrylamide, polymethacrylamide among others.
  • acrylic acid such as polyacrylic acid; sodium, potassium polyacrylate and the like
  • polymethylacrylate, polymethylmethacrylate, polymethacrylate sodium, potassium and the like polyacrylamide, polymethacrylamide among others.
  • These polymers have a high capacity to retain water in their internal structure and can form ge-like structures! in the presence of water or other solvents.
  • these polymers have an ability to absorb ionic charge compared to gels derived from proteins due to the presence of highly polar functional groups.
  • these synthetic polymers are greater than the integrity of protein derivatives such as collagen or albumin.
  • protein derivatives such as collagen or albumin.
  • these polymers are of preferred use in formulations designed for situations that suffer more severe wear or require greater structural strength.
  • the base matrix (2) also comprises a gel fluid (7).
  • This fluid is a fundamental part of the gel that by definition the gel not only includes a gel base (10) (polymer or base colloid) but also includes a gel fluid (7).
  • the gel fluid must have the ability to dissolve, retain the active principle (4) and keep it available on the surface.
  • This gel fluid (7) includes at least one solvent.
  • the gel fluid (7) can include more than one solvent. You can also include salts to modify the properties of the array.
  • the gel fluid (7) must remain stably in the matrix structure, therefore solvents with relatively low volatility are preferred.
  • formulations of this matrix to be applied as a coating must be respectful with the surfaces that among others can be plastics and coatings.
  • a preferred solvent to form part of the gel fluid is water.
  • alcohols such as ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, or liquid polymers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, among others, can be used as a preferred solvent to form part of the gel fluid.
  • the gel fluid can be a mixture of various solvents, such as water and ethanol.
  • Plasticizing agents (6) It is possible to control the degree of internal mobility, molecular or ionic, of the base matrix (2) of the coating (1) by incorporating plasticizing agents (6). These plasticizers (6) increase the mobility of the active principle (4) in the gel base (10).
  • the plasticizers (6) are hygroscopic, in this way the reticular structure permanently ensures a minimum content of water as the structural fluid of the gel.
  • This permanent minimum amount of water in the gel ensures a high mobility and diffusion of the active principle (4). In this way, the diffusion of the active principle (4) during the loading stage is facilitated and the use of the entire thickness of the coating as a reservoir is promoted, as well as the availability and release of the active principle (4) on the contact surface is increased. .
  • the effective disinfection time can be adjusted by regulating the initial amount of active principle (4) and the amount of plasticizing agents (6).
  • a preferred plasticizing agent (6) is glycerin, since it is hygroscopic, does not present toxicity, is miscible in water and compatible with gelatin, in addition to having a low volatility.
  • plasticizing agents that can be used for this purpose include, but are not limited to, glycerin, glycerol, ethylene glycone, diethylene glycol, triethylene glycone, polyethylene glycol, polyethers, phthalate derivatives, adipic derivatives, benzoic acid derivatives, maleic acid derivatives, derivatives of citric acid, epoxidized vegetable oils, among others.
  • the loading solution (3) is a solution whose function is to incorporate the active principle (4) into the base matrix (2).
  • the loading solution (3) is characterized by comprising an active principle (4).
  • the active ingredient is dissolved in a loading solvent (8) which facilitates the application of the charging solution. If the active ingredient is liquid, then the loading solvent can be dispensed with.
  • the loading solution (3) is applied to the base matrix (2), which causes the active principle (4) to diffuse into the gel base (10) of the coating.
  • the loading solvent (8) favors the diffusion of the active principle (4) in the gel base (10).
  • part of the charging solvent (8) evaporates.
  • the loading solution is preferably applied by aerosol.
  • This system allows a homogeneous distribution, in addition the high surface area of the aerosol microdroplets favors a rapid evaporation of the solvent.
  • the disinfecting properties of the coating are achieved by an active principle (4).
  • This active principle (4) must be able to attack pathogens.
  • the active principle (4) must be in a minimum concentration sufficient to produce a disinfectant effect, in accordance with the provisions for each disinfectant agent by the corresponding Organisms, such as the WHO.
  • the active principle (4) is a non-selective disinfectant.
  • oxidizing agents are preferred, such as hydrogen peroxide, organic peroxides, peracids, chlorine and derived ions such as hypochlorite; bromine and ions derived from bromine; iodine and ions derived from iodine, among others.
  • the active principle (4) can also be metals with disinfectant properties, such as silver, in different forms, such as in the form of salts or in the form of nanoparticles, copper, in copper (I) or copper salts. (II), nanoparticles, as well as many others.
  • Halogens and their derivatives are good candidates as agents disinfectants that are in fact already found in many applications that eliminate pathogens, such as in the purification of water and sterilization of surfaces.
  • Chlorine and derived ions such as hypochlorite are found in this group; bromine and ions derived from bromine; iodine and ions derived from iodine.
  • Active principles (4) of preferred use are elemental iodine and derivative ions such as iodide and triiodide, either free, in the form of salts, coordinated in polymer or otherwise, for example, elemental iodine, potassium iodide, potassium triiodide, Ammonium iodide, ammonium triiodide among others.
  • Triiodide derivatives can be prepared in situ by mixing elemental iodine with iodide salts.
  • Iodine is an antiseptic agent used in sanitary, disinfection, water purification, etc. It is active either in elemental form or in triiodide form, which is the combined form of elemental iodine with the iodide anion.
  • the triiodide anion is a derivative of iodine elementan with iodide.
  • the active principle (4) is iodine.
  • Iodine has a high solubility in ethanol, but very low in water.
  • a non-obvious aspect of this invention that represents a clear advance is the fact that it is possible to incorporate iodine in a matrix based on collagen and water, with the presence of glycerin, by means of a solution of iodine in ethanol. The iodine and ethanol solution is applied to the gel, the iodine diffuses and the ethanol evaporates, partially or totally. This results in an unobtrusive way of incorporating elemental iodine into an aqueous matrix, in a way not previously described.
  • Iodine has the differential characteristic with respect to other oxidizing active principles that it is volatile. This allows successive charges of iodine to be applied without accumulating residues.
  • the active principle (4) is ammonium iodide. This compound has the advantage over other iodide salts, of forming in situ by means of aerial oxidation, the oxidizing agents iodine or triiodide, observable due to their coloration.
  • ammonium iodide When applying ammonium iodide on the inactive coating (2), it would diffuse into the coating, and only the fraction closest to the surface would be transformed into iodine or triiodide, both disinfectants. This is possible due to the equilibrium that ammonia maintains with ammonia, which in turn is capable of being released as a gas, thus displacing the equilibrium.
  • the active principles (4) based on iodine and derived ions are preferred due to their ocher yellow color. If the base matrix (2) is transparent, thanks to this yellow coloration it is possible to know the degree of disinfection of the coating (1). When the coating has an ocher yellow color, it indicates that the degree of disinfection is high, while when the coating has a non-ocher or even transparent yellow color, it indicates that the degree of disinfection is low.
  • the coating (1) has a blue coloration, it indicates that the degree of disinfection is low.
  • a loading solution (3) containing an active principle (4) with iodine and ions derived from iodine such as triiodide, which is ocher yellow in color a green coating (1) is obtained.
  • the concentration of the active principle (4) decreases, the coating turns blue in color, indicating that the degree of disinfection of the coating (1) is low. This indicates the appropriate point to reapply the loading solution (3).
  • a preferable class of oxidizing agents are peroxides. These compounds that are characterized by having an oxygen-oxygen bond O - O are compounds oxidants that have a disinfecting potential for widespread use in the medical field. These agents include hydrogen peroxide, organic peroxides, and organic peracids.
  • the loading solvent (8) helps to dissolve the active principle (4) within the base matrix (2).
  • the loading solvent (8) must be compatible with the fluid of the gel (7) of the base matrix (2) and preferably have more volatility than the fluid of the gel (7).
  • the charging solvent (8) can be a single solvent or a mixture of several solvents.
  • the liquid includes ethanol, since it has a high capacity to solubilize active principles, it has a volatility that allows drying in short times and also has the advantage that it is not toxic.
  • the solvent (7) includes acetone, as it has a high volatility.
  • the base matrix (2) is in the form of a precursor solution (5).
  • This precursor solution (5) comprises at least the gel base (10) and the gel fluid (7).
  • the precursor solution (5) can include plasticizers to improve the mobility of the active principle.
  • the precursor solution (5) is intended to be transported and marketed in this state, therefore it must be stable over time. For this reason, although it can include the active principle (4), in order to directly form the base matrix (2), this it can decrease your life span. Furthermore, many active principles (4) are volatile, so their concentration cannot be assured. Therefore, preferably the precursor solution does not include the active principle.
  • the precursor solution (5) includes a solvent for the precursor solution (9), preferably volatile, which reduces the viscosity and improves the applicability of the precursor solution (5).
  • the precursor solution (5) includes collagen protein, glycerin and water.
  • the optimum glycerin / dry collagen mass ratio is between 5/100 and 30/100, preferably the glycerin / dry collagen mass ratio is 15/100.
  • the amount of solvent in the precursor solution (9) present in the precursor solution (5) depends on the method in which it is processed. Two examples of precursor solution processing methods (5) are described below.
  • the gelatin is processed with an excess of liquid solvent to obtain a homogeneous solution. This solution is applied to the surface to be protected. When gelatin crosslinking and solvent evaporation occurs, a uniform coating is obtained. It has the advantage of being easy to carry out at room temperature, although it requires long drying times.
  • the gelatin is processed at a high temperature, ca. 80 ° C, with the minimum necessary solvent. Applying this hot solution to a cold surface creates a homogeneous coating.
  • the method of processing the precursor solution (5) is method B, since it is possible to reduce the processing time.
  • the precursor solution (5) is a collagen gelatin solution in water to be applied hot.
  • This solution can include an agent that increases the mobility of the active principle in the coating.
  • this agent is glycerin. Since it is compatible with gelatin and not it is toxic.
  • the precursor solution can contain the active principle (4).
  • an active coating (1) is produced. This has the advantage of directly forming the active coating that protects the surface.
  • the precursor solution (5) does not contain the active principle (4), thus producing an inactive coating (1).
  • the coating (1) is formed, it is loaded by applying the loading solution (3). In this way, coatings with a greater concentration of active principle on the surface are obtained, which results in greater effectiveness.
  • a method of applying at least the base matrix (2) of the coating, different from the precursor solution (5), is by means of a base substrate (11).
  • the objective of this preferred embodiment is to generate a self-disinfecting coating (1) in the form of a sheet, rigid or flexible.
  • the base matrix (2) is infused into an absorbent material or base substrate (11) to give said base substrate (11) self-disinfecting properties.
  • the base substrate (11) can be a fabric, a paper, or any porous surface.
  • This sheet can be transported and used in the required place, avoiding the phase of applying the coating.
  • This sheet can be used as a safe work base in laboratories, or, for example, as a tablecloth or covering tables exposed to frequent contact. Covers for doorknobs, handles, etc. can also be made.
  • the base matrix (2) that is applied on the base substrate (11) can be formulated with a limited amount of plasticizing agent (6) to form a rigid material, although the base substrate (11) is flexible.
  • the base matrix (2) that is applied on the base substrate (11) can be formulated with enough plasticizer to allow the flexibility of the deformation of the original base substrate (11).
  • the gel matrix is used to prepare coatings with self-disinfecting properties.
  • the coating (1) is made with a base matrix (2) that includes collagen as the base of the gel (10), the fluid of the gel (7) is mostly water, and includes glycerin as a plasticizer (6 ).
  • the active principle (4) of the active matrix (1) is elemental iodine.
  • This base matrix is prepared by means of a precursor solution (5) that includes a solution of collagen in water, glycerin as a plasticizer (6), and ethanol as a volatile solvent (9).
  • the glycerin / dry collagen mass ratio is between 5/100 and 30/100. Even more preferably, the glycerin / dry collagen mass ratio is 15/100.
  • the water / dry collagen mass ratio is between 30/100 and 70/100, preferably 50/100.
  • the amount of ethanol as volatile solvent (9) is initially in a mass percentage in a range from 2 to 20%, preferably from 8 to 12%.
  • this solution includes a colorant.
  • this colorant is blue.
  • This low viscosity precursor solution (5) is preferably applied to the surface to be protected by means of a hot spray at a temperature above 60 ° C. Alternatively it can be applied using brushes and rollers. Fixing in contact with the cold surface is fast, which allows to obtain thick coatings. It can be made thicker by making several layers.
  • the loading solution (3) comprises a solution of iodine in ethanol.
  • Ethanol is preferably 96 °.
  • Iodine is in a concentration of 0.5 to 20% by mass. Preferably the iodine concentration is 1%.
  • the loading solution (3) is preferably applied on the base matrix coating (2) to obtain an active matrix coating (1).
  • the loading solution (3) can be prepared in different ways. Preferably, the loading solution is applied by aerosol. If the base matrix is blue, then the active matrix is green.
  • the green color turns into bluish green.
  • the 1% loading solution is reapplied. If more concentrated loading solutions are applied, for example 15%, the loads can be further spaced, for example every 72 h.
  • the base matrix (2) is impregnated in a base substrate to prepare sheets or fabrics with self-disinfecting properties.
  • the result can be rigid sheets or fabrics depending on the formulation.
  • the characteristic of this embodiment is the location of the matrix on a base substrate (11) such as cellulosic paper, natural fabric or synthetic fabrics.
  • base substrates (11) are used that have good affinity with the base matrix (2)
  • the matrix includes collagen as the base of the gel (10), water as the majority component of the gel fluid (7), glycerin as a plasticizer ( 6) and iodine as an active principle (4).
  • the glycerin / dry collagen mass ratio is between 0.5 / 100 and 15/100. Even more preferably, the glycerin / dry collagen mass ratio is 7/100.
  • 21 g of collagen gelatin are hydrated in cold distilled water until obtaining a hydrated weight of approximately 60 g.
  • the drained gel mass is heated to a temperature of 80 ° C until a homogeneous melting.
  • the temperature is reduced to 60 ° C and, with stirring, 6 g of 96 ° ethanol are added to obtain a solution of collagen with ethanol.
  • Example 3 Preparation of an inactive coating (2)
  • the solution prepared in example 1 is used to coat a white PVC surface.
  • the viscous liquid solution of this example at 60 ° C is applied to the surface using a brush. After a 10 minute cooling and evaporation period, a blue touch dry coating is formed.
  • Example 4. Preparation of an active coating (1) An active coating (1) is prepared by applying a filler solution (3) to an inactive coating (1). On the inactive coating (1) of blue color prepared in example 3, an aerosol dispersion of the yellowish loading solution (3) prepared in example 2.
  • the correct diffusion of the active principle (4) is observed by the green coloration of the active coating (1) obtained. After 5 minutes from application, the coating feels dry.
  • the color of the coating (1) is bluish-green. Suitable point to make a new application of a loading solution (3). If charging is not performed, the coating color reverts to the original blue color after 72 h, indicating that the coating (1) is inactive. At this point, an application of the loading solution from example (3) reactivates the coating (1) and gives it a green color.
  • Disinfectant efficacy tests are carried out on this reactivated film.
  • a sample with daily microbial contamination is applied on the white PVC surface and on the active coating (1).
  • Example 5 Preparation of a loading solution (3)

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Abstract

Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies que comprende; una matriz base (2) y una solución de carga (3), la matriz (2) a su vez comprende una base de gel (10), y un fluido de gel (7), y la solución de carga (3) comprende un principio 5 activo (4) desinfectante, de tal manera que la matriz base (2) es capaz de absorber y retener el principio activo (4) a la vez que mantener en la superficie libre del recubrimiento (1) una concentración suficiente de principio activo (4) manteniendo así la superficie desinfectada. Preferentemente, la base de gel (10) comprende una proteína escogida entre colágeno, albumina o elastina y glicerina como agente 10 plastificante (6). Preferentemente, la solución de carga (3) comprende iodo elemental como principio activo (4) y etanol como disolvente de carga (8). Preferentemente, el recubrimiento auto desinfectante (1) comprende un substrato base (11) que comprende en su interior la matriz base (2) y solución de carga (3).

Description

RECUBRIMIENTO AUTO DESINFECTANTE PARA SUPERFICIES
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Hoy en día, existe una necesidad evidente de evitar ia propagación de agentes patógenos, tales como bacterias, virus, etc. a través de las superficies de contacto. Esta transmisión se podría eliminar o reducir si estas superficies de contacto tuviesen propiedades desinfectantes, es decir, si después del contacto con agentes patógenos, las superficies se desinfectasen autónomamente y evitasen contagios en futuros contactos con las superficies.
Hay procesos físicos de desinfección, basados en el aumento de temperatura o el uso de radiación ultravioleta. Sin embargo, el proceso de desinfección más habitual es el uso de agentes químicos. El uso de desinfectantes químicos está ideado para inactivar o destruir organismos de superficies inertes. Entre los diferentes tipos de desinfectantes, los oxidantes posen un rango de acción de amplio espectro a bajas concentraciones.
Sea cual sea el principio de actuación, una condición esencial para lograr una desinfección eficaz es una concentración suficiente de un principio activo que se mantenga en el tiempo.
Un recubrimiento desinfectante debería cumplir con varios requisitos:
Resistir el uso cotidiano de la superficie aplicada No ser tóxico ni dañino para la piel humana Eliminar efectivamente agentes patógenos.
Ya existen soluciones para recubrir superficies que, por ejemplo, reaccionan con la luz y el aire para producir condiciones oxidantes en la superficie, que están pensadas para crear propiedades permanentes.
Entre estas soluciones permanentes se pueden establecer dos grandes categorías: las que tienen el principio activo anclado, que limitan su acción estrictamente al punto de contacto, y las que liberan el principio activo desinfectante, que van reduciendo la concentración del principio activo, perdiendo efectividad progresivamente debido a ello. Por una simple consideración estadística, esta pretensión de garantizar una actividad permanente tiene graves inconvenientes debido a la posibilidad de que ocurra algún evento o desperfecto que modifique negativamente la superficie.
Además, la desinfección permanente de una superficie no se requiere habitualmente. Por ejemplo, en época de crisis sanitaria se requieren medidas temporales extraordinarias de desinfección que no se requieren en una situación de normalidad.
En este sentido, sería interesante poseer una solución para la desinfección que se pudiera eliminar cuando no sea necesaria sin dejar rastro tras su aplicación.
Por último, sería interesante poseer una solución desinfectante que permitiera al usuario discernir de un modo fácil si hay una concentración mínima suficiente de agente desinfectante en la superficie, por ejemplo, mediante un indicador visual basado en el color, de tal manera que el usuario supiera de antemano si la superficie está o no desinfectada.
Esta solución a aplicar sobre superficies debería:
Resistir el uso cotidiano de la superficie No ser tóxica ni afectar a la piel humana
Mantener una concentración suficiente de activo desinfectante durante un tiempo determinado
Ser de fácil eliminación y no dañar la superficie protegida Informar al usuario si la superficie está desinfectada o no.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Esta invención describe un recubrimiento para superficies con propiedades desinfectantes que comprende una matriz base capaz de absorber y dosificar un principio activo desinfectante.
De este modo, mediante procesos de carga periódicos dei principio activo desinfectante, este recubrimiento es capaz de mantener una concentración mínima del principio activo desinfectante suficiente en la superficie libre del recubrimiento, es decir la que puede ser accesible por el usuario.
La ventaja principal de esta invención es la de poder de mantener la concentración mínima suficiente del principio activo desinfectante a base de cargas periódicas del propio principio activo. Las cargas periódicas producen elevadas concentraciones transitorias de principio activo en el recubrimiento, lo cual es difícilmente conseguible con soluciones no recargables. Este hecho diferencial se traduce en más velocidad de acción, ya que una mayor concentración implica más actividad, lo que conlleva mayor protección y seguridad.
Un hecho diferencial y una ventaja de recubrimientos basados en esta matriz, es el hecho de estar creado con vocación transitoria para los momentos o situaciones de emergencia. Por ejemplo, durante épocas puntuales de epidemia, como por ejemplo la pandemia de CoVID-19 o para reducir la propagación de la gripe estacional en lugares de riesgo como hospitales, residencias de ancianos y hogares de personas inmunodeprimidas. Por esto, esta invención esta formulada de manera que sea de fácil aplicación y eliminación.
Esta formulación mantiene las propiedades desinfectantes, pero sin ser dañina ni tóxica mediante contacto.
Asimismo, esta matriz está pensada para que pueda ser aplicada en todo tipo de superficies, esta matriz no es agresiva ni daña la superficie base, ya sea metálica, de material plástico, o algún recubrimiento o pintura previa. Por su vocación de temporalidad, recubrimientos basados en esta matriz pueden eliminarse fácilmente como, por ejemplo, mediante agua caliente, o por pelado.
Del mismo modo, esta matriz es aplicable a superficies y materiales con porosidad, como papeles celulósicos o tejidos. De este modo se pueden generar, por ejemplo, láminas rígidas, o rollos de tejido o papel que pueden ser usados como base y ser cargados periódicamente de agente desinfectante.
En definitiva, se trata de una invención que mejora notablemente la seguridad en épocas de emergencia sanitaria pero que permite recuperar la normalidad pasada la crisis sin dejar rastro.
Descripción general
Esta invención describe un recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies que comprende: una matriz base (2) que comprende o una base de gel (10) o un fluido de gel (7), y una solución de carga (3) que comprende o un principio activo (4) desinfectante,
Numeración
(1) Recubrimiento
(2) Matriz base
(3) Solución de carga
(4) Principio activo desinfectante
(5) Solución precursora
(6) Agente plastifi cante
(7) Fluido de gel
(8) Disolvente de carga
(9) Disolvente de la solución precursora
(10) Base de gel
(11) Soporte base de la matriz
Funcionamiento
A modo de ejemplo ilustrativo, la invención puede funcionar del modo siguiente: Se coloca un recubrimiento auto desinfectante (1) en los puntos de contacto a proteger de un edificio, habitación, transporte, etc., como pueden ser pomos de puertas y ventanas, botones de ascensor, barras y barandillas de sujeción y demás. Durante cierto tiempo, el recubrimiento (1) gracias al principio activo desinfectante (4) presente en la superficie libre del recubrimiento, es decir aquella que queda accesible al usuario, los agentes patógenos que se depositan en ella son eliminados.
Debido a los contactos y al tiempo, la concentración superficial del principio activo (4) sobre el recubrimiento, es decir la cantidad de principio activo (4) presente en la superficie libre del recubrimiento, disminuye. Si la concentración superficial del principio activo (4) en el recubrimiento (1) disminuye por debajo de un valor, la función de desinfección no se realiza correctamente. Al transcurrir el tiempo marcado, por ejemplo, al final de la jornada, se realiza una aplicación de la solución de carga (3) sobre el recubrimiento (1), con el fin de volver a aumentar la concentración superficial del principio activo (4) y asegurar así el nivel de desinfección de la superficie requerido. El punto clave y no obvio de esta invención es la capacidad de recargar la matriz para mantener una concentración de principio activo alta en la superficie. Esta característica distintiva de la invención representa una ventaja no conocida anteriormente, ya que es justamente esto lo que permite asegurar la presencia del principio activo en concentraciones altas y fiables en las superficies a proteger.
Hasta dónde llega nuestro conocimiento, esta es la primera descripción de un recubrimiento con propiedades desinfectantes recargable con una agente desinfectante que permite asegurar la presencia del agente desinfectante en concentraciones altas y fiables en las superficies a proteger.
En este texto se entiende como recubrimiento cualquier tipo de pintura, barniz, film, y similares utilizados sobre una superficie para modificar sus propiedades.
Matriz base (2) La matriz base (2) es una estructura tipo gel, o un polímero, que presenta una movilidad interna, ya sea iónica o molecular.
La definición de la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada por sus siglas en inglés) de “gel” es una red polimérica o coloidal no fluida, en este documento definido como base de gel (10), que se encuentra completamente expandida por un fluido, en este documento definido como fluido de gel (7). Así la matriz base (2) comprende como mínimo una base de gel (10) o polímero o coloide de base, y un fluido del gel (7).
Al aplicarse la solución de carga (3) sobre la matriz base (2), el principio activo (4) difunde desde la superficie libre del recubrimiento hacia el interior de la matriz base (2) gracias a esta movilidad interna que permite la base de gel (10), de modo que el grueso del recubrimiento actúa como reserva de principio activo (4) a la vez que en la superficie libre del recubrimiento queda parte del principio activo (4).
Durante su uso, el principio activo (4) se consume en la superficie libre del recubrimiento. Cuando esto ocurre, la concentración del principio activo (4) en la parte de la matriz base (2) próxima a la superficie libre del recubrimiento disminuye y por lo tanto es menor que la concentración del principio activo del resto de la matriz base (2). En este momento, el principio activo de la parte donde hay una mayor concentración se difunde hacia la parte donde hay una menor concentración, es decir el principio activo (4) se difunde desde el interior de la matriz base (2) a la superficie libre del recubrimiento, de modo que se mantiene elevada la concentración del principio activo (4) en la superficie libre del recubrimiento asegurando, mientras haya suficiente principio activo (4) en la matriz base (2), el efecto desinfectante.
El grado de movilidad del principio activo (4) desinfectante dentro de la matriz base (2) es regulable ajustando la composición del recubrimiento con la adición de agentes plastifi cantes (6) a la matriz base (2). De un modo general, cuanto más agente plastifi cante (6) exista, más movilidad habrá del principio activo (4) dentro de la matriz base (2).
El recubrimiento auto desinfectante (1) objeto de la invención se puede aplicar sobre la mayoría de superficies de uso habitual, como pueden ser metales, plásticos, maderas, otros recubrimientos, etc.
Preferentemente, ei recubrimiento auto desinfectante (1) objeto de la invención se puede eliminar totalmente sin dejar rastro, cuando se considere oportuno, mediante procedimientos sencillos de limpieza como, por ejemplo, mediante la aplicación de calor (por ejemplo, agua caliente) o pelado. Para que el recubrimiento se pueda eliminar mediante la aplicación de calor, por ejemplo, mediante la aplicación de agua caliente, el recubrimiento debe ser reversible térmicamente, como por ejemplo los basados en colágeno. Para que el recubrimiento se pueda eliminar mediante pelado, el recubrimiento debe tener una cohesión interna superior a la adhesión a la superficie, como ocurre con la mayoría de los recubrimientos de polímero.
La matriz base (2) es uno de los aspectos claves de la invención, y debe cumplir preferentemente una serie de funciones y características que definen a continuación:
Absorber principio activo (4) en la superficie Retener principio activo (4) en el interior Liberar principio activo (4) en la superficie Tener estabilidad mecánica - Tener estabilidad química en frente el principio activo (4)
No debe ser tóxica
Encontrar una solución que cumpla estos requerimientos a priori no es obvio para un experto en la materia, como demuestra que hasta la fecha no se encuentran soluciones con estas características.
En esta invención, el fluido de gel (7) que integra la matriz base (2) es el que hace la función de absorber el principio activo (4), que se difunde en toda la matriz base (2), y actúa como reserva de principio activo (4) a lo largo del tiempo. A medida que el principio activo (4) se va consumiendo en la superficie, el principio activo (4) se va reponiendo en la superficie debido a la alta movilidad (molecular o iónica según el caso) que proporciona el fluido de gel (7).
Base de gel (10) Preferentemente, la matriz base (2) está basada en componentes de origen natural o biocompatibles para evitar una toxicidad intrínseca del material, como por ejemplo polisacáridos, polipéptidos o proteínas. En una realización aún más preferente, la matriz base (2) está basada en geles de origen natural está formada por proteínas. Por su asequibilidad son de uso preferente las proteínas de origen animal, como por ejemplo sin propósito de limitación, colágeno, elastina, albúmina. En la realización más preferente, la base de gel (10) está basada en proteína colágeno. Los geles de colágeno, que pueden ser llamados gelatina, son un coloide gel que posee múltiples ventajas para esta aplicación.
El gel de colágeno tiene propiedades termorreversibles que facilitan su aplicación. A temperaturas que pueden variar en función de la formulación, pero en general, por encima de 60 °C se encuentra en una fase liquida en forma de coloide tipo sol, que presenta una baja viscosidad, lo que resulta ventajoso para producir recubrimientos ya que permite su conveniente aplicación mediante aerosol. Cuando se enfría, sin embargo, genera el coloide en forma de gel. Esta fase puede formularse ajustando las proporciones colágeno/fluido y la composición de este fluido (disolventes, plastificantes, principio activo, etc) de modo que produzca una matriz adecuada en términos de dureza, tacto final seco, y resistencia mecánica. Este proceso es un proceso predominantemente térmico por lo que no necesita de un secado largo, de modo que el tiempo transcurrido entre la aplicación y el estado final es más breve que en los casos que están basados sólo en la evaporación del disolvente.
En una segunda realización preferida, la base del gel (10) está basada en proteína albúmina. Esta proteína es rica en sulfuro, lo que proporciona puentes disulfuro covalentes adecuados para la formación de estructuras tipo gel estables, combinado con puentes de hidrógeno reversibles, lo que permite un procesado térmico. La proteína albúmina es de origen natural y biodegradable.
En una tercera realización preferente, la base de gel (10) está basada en un polisacárido de origen vegetal, como por ejemplo un carragenano, preferentemente agar-agar. Estas formulaciones suelen tener más viscosidad, así que su aplicación debe ser realizada por métodos tipo pincel o rodillo. Permite la creación de recubrimientos con un grosor superior, lo que implica mayor capacidad de almacenamiento del principio activo. Además, debido a su origen vegetal, esta formulación alternativa es interesante para aquellas situaciones en las que se prefiera evitar el uso de productos de origen animal, por motivos éticos, religiosos o de otra índole. Estas formulaciones de origen natural son biodegradables, lo que resulta ventajoso para su eliminación sin problemas. Se puede añadir un agente conservante para mejorar el tiempo de vida de la solución precursora, por ejemplo, Acticide MBR 1.
En una cuarta realización preferente, la base (10) incluye alcohol polivinílico PVA (CH2CHOH)n que es un polímero sintético biocompatible. Esta formulación también presenta propiedades termorreversibles y forma geles de mayor integridad estructural. Debido a eso y a su relativa menor movilidad molecular interna, es adecuado para formulaciones de larga duración de menor uso y recargas más espaciadas.
En una quinta realización preferente, la base (10) incluye polímeros y copolímeros derivados del ácido acrílico como, por ejemplo, acido poliacrílico; poliacrilato de sodio, potasio y similares; polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, polimetacrilato de sodio, potasio y similares, poliacrilamida, polimetacrilamida entre otros. Estos polímeros tienen una alta capacidad de retener agua en su estructura interna y pueden formar estructuras tipo ge! con la presencia de agua o de otros disolventes. Además, estos polímeros presentan una capacidad de absorber carga iónica en comparación con geles derivados de proteínas debido a la presencia de grupos funcionales de elevada polaridad. Por este motivo estos geles están especialmente indicados para formulaciones en las que el principio activo sea un compuesto iónico o un compuesto muy polar. En estos casos, el compuesto iónico tendría una alta compatibilidad con la matriz y tendría una alta retención, lo que resultaría beneficioso por poder acumular más cantidad y poderse espaciar temporalmente las cargas.
La integridad estructural de estos polímeros sintéticos es mayor a la integridad de los derivados proteicos como el colágeno o la albúmina. Por ellos estos polímeros son de uso preferente en formulaciones pensadas para situaciones que sufra un desgaste más acusado o requiera mayor fuerza estructural. Por ejemplo, se puede usar esta clase de polímeros en una matriz porosa, tal como papel o tejido, para formar láminas flexibles o rígidas con propiedades auto desinfectantes.
Fluido del gel (7)
La matriz base (2) comprende también un fluido de gel (7). Este fluido es parte fundamental del gel que por definición el gel no sólo incluye una base de gel (10) (polímero o coloide de base) sino que también incluye un fluido del gel (7).
El fluido del gel debe tener la capacidad de disolver, retener el principio activo (4) y mantenerlo disponible en la superficie.
Este fluido del gel (7) incluye como mínimo un disolvente. El fluido del gel (7) puede incluir más de un disolvente. También puede incluir sales para modificar las propiedades de la matriz.
El fluido del gel (7) debe permanecer de manera estable en la estructura de la matriz, por ello, disolventes con una relativamente baja volatilidad son preferentes.
Adicionalmente, no deben ser tóxicos ni provocar problemas de salud. Las formulaciones de esta matriz para ser aplicada como recubrimiento deben ser respetuosas con las superficies que entre otras pueden ser plásticos y recubrimientos.
Considerando estas limitaciones, un disolvente preferente para formar parte del fluido gel es agua. Alternativamente, alcoholes como etanol, propanol, isopropanol, butanol, etilenglicol, o polímeros líquidos como polietilenglicol, polipropilienglicol entre otros pueden ser utilizados como disolvente de preferencia para formar parte del fluido gel.
El fluido gel puede ser una mezcla de varios disolventes, como por ejemplo agua y etanol.
Agentes plast ¡ficantes (6) Es posible controlar el grado de movilidad interna, molecular o iónica, de la matriz base (2) del recubrimiento (1) mediante la incorporación de agentes plastificantes (6). Estos agentes plastificantes (6) aumentan la movilidad del principio activo (4) en la base de gel (10).
Es preferible que, además, los agentes plastificantes (6) sean higroscópicos, de este modo la estructura reticular se asegura de forma permanente un contenido mínimo de agua como fluido estructural del gel. Esta cantidad mínima permanente de agua en el gel asegura una movilidad y difusión elevada del principio activo (4). De este modo se facilita la difusión del principio activo (4) durante la etapa de carga y se promueve el uso de todo el grosor del recubrimiento como reservorio, así como aumenta la disponibilidad y liberación del principio activo (4) en la superficie de contacto.
Se puede ajustar el tiempo efectivo de desinfección regulando la cantidad de principio activo (4) inicial y la cantidad de agentes plastificantes (6).
Un agente plastificante (6) preferente es la glicerina, ya que es higroscópico, no presenta toxicidad, es miscible en agua y compatible con gelatina, además de tener una baja volatilidad.
Algunos agentes plastificantes que pueden ser usados para este fin incluyen, pero no se limitan, glicerina, glicerol, etilenglicon, dietilenglicon, trietilenglicon, polietilenglicol, poliéteres, derivados del ftalato, derivados adípicos, derivados del ácido benzoico, derivados del ácido maleico, derivados del ácido cítrico, aceites vegetales epoxidados, entre otros.
Solución de carga (3)
La solución de carga (3) es una solución cuya función es incorporar el principio activo (4) a la matriz base (2).
La solución de carga (3) se caracteriza por comprender un principio activo (4).
Habitualmente, el principio activo se encuentra disuelto en un disolvente de carga (8) que facilita la aplicación de la solución de carga. Si el principio activo es líquido, entonces se puede prescindir del disolvente de carga.
La solución de carga (3) se aplica sobre la matriz base (2) hecho que provoca que el principio activo (4) se difunda en la base de gel (10) del recubrimiento. El disolvente de carga (8) favorece la difusión del principio activo (4) en la base de gel (10). Durante el proceso de carga, parte del disolvente de carga (8) se evapora.
La solución de carga se aplica preferentemente mediante aerosol. Este sistema permite una distribución homogénea, además la elevada área superficial de las microgotas del aerosol favorece una rápida evaporación del disolvente.
Principio activo (4)
Las propiedades desinfectantes del recubrimiento se consiguen mediante un principio activo (4).
Este principio activo (4) debe ser capaz de atacar a los agentes patógenos. El principio activo (4) se debe encontrar en una concentración mínima suficiente para producir un efecto desinfectante, de acuerdo con lo establecido para cada agente desinfectante por los Organismos correspondientes, como la OMS.
Preferentemente, el principio activo (4) es un desinfectante no selectivo.
Debido a su poder desinfectante a concentraciones bajas, los agentes oxidantes son de uso preferente, como el peróxido de hidrógeno, los peróxidos orgánicos, los perácidos, el cloro e iones derivados tales como hipoclorito; bromo e iones derivados de bromo; iodo e iones derivados de iodo, entre otros.
El principio activo (4) también pueden ser metales con propiedades desinfectantes, como puede ser la plata, en diferentes formas, como por ejemplo en forma de sales o en forma de nanopartículas, el cobre, en sales de cobre (I) o de cobre (II), nanopartículas, así como muchos otros.
Los halógenos y sus derivados son unos buenos candidatos como agentes desinfectantes que de hecho ya se encuentran en muchas aplicaciones que eliminan agentes patógenos, como en la potabilización del agua y esterilización de superficies. En este grupo se encuentran cloro e iones derivados como hipoclorito; bromo e iones derivados de bromo; iodo e iones derivados de iodo.
Unos principios activos (4) de uso preferente son el iodo elemental e iones derivados como ioduro y triioduro, ya sea libre, en forma de sales, coordinados en polímero o de otro modo, por ejemplo, iodo elemental, ioduro potásico, triioduro potásico, ioduro amónico, triioduro amónico entre otros. Los derivados triioduro se pueden preparar in situ por mezcla de iodo elemental con sales de ioduro. El iodo es un agente antiséptico usado en ámbito sanitario, de desinfección, de potabilización de agua, etc. Es activo ya sea en forma elemental como en forma de triioduro, que es la forma combinada de iodo elemental con el anión ioduro. En este texto se entiende que el anión triioduro es un derivado de iodo elementan con ioduro.
Preferiblemente el principio activo (4) es el iodo. El iodo presenta una elevada solubilidad en etanol, pero muy baja en agua. Un aspecto nada evidente de esta invención que representa un claro avance, es el hecho de que es posible incorporar iodo en una matriz basada en colágeno y agua, con presencia de glicerina, mediante una disolución de iodo en etanol. La disolución de iodo y etanol se aplica sobre el gel, el iodo difunde y el etanol se evapora, parcial o totalmente. Esto resulta en una nada evidente manera de incorporar iodo elemental en una matriz acuosa, de un modo no descrito anteriormente.
El iodo tiene la característica diferencial respecto a otros principios activos oxidantes de que es volátil. Esto permite aplicar cargas sucesivas de iodo sin que se acumulen residuos.
Se ha comprobado una efectiva movilidad molecular del iodo en una base gel (10) ya que va disminuyendo la concentración en el interior del gel. Debido a las coloraciones amarillas que adquieren los complejos de transferencia de carga que forma el iodo, es posible valorar la concentración presente de iodo visualmente. La coloración de estos compuestos permite controlar visualmente la presencia o no de principio activo. Esto resulta en matrices con un indicador visual del estado, bien matriz activa (1) o matriz base (2). En una conformación preferida, el principio activo (4) es ioduro de amonio. Este compuesto tiene la ventaja respecto a otras sales de ioduro, de formar in situ mediante oxidación aérea, los agentes oxidantes iodo o triioduro, observables debido a su coloración. Al aplicarse ioduro de amonio sobre el recubrimiento inactivo (2), éste se difundiría hacia el interior de recubrimiento, y sólo la fracción más cercana a la superficie seria transformada en iodo o triioduro, ambos desinfectantes. Esto es posible debido al equilibrio que el amonio mantiene con el amoniaco, que a su vez es capaz de liberarse en forma de gas, desplazando así el equilibrio.
Los principios activos (4) basados en iodo e iones derivados son preferentes debido a su coloración amarilla ocre. Si la matriz base (2) es transparente, gracias a esta coloración amarilla es posible conocer el grado de desinfección del recubrimiento (1). Cuando el recubrimiento presenta una coloración amarilla ocre indica que el grado de desinfección es alto mientras que cuando el recubrimiento tiene una coloración amarilla no ocre o incluso transparente indica que el grado de desinfección es bajo
Para mejorar la indicación del grado de desinfección es interesante añadir a la formulación la matriz base (10) un colorante azul. En este caso si el recubrimiento (1) tiene una coloración azul indica que en grado de desinfección es bajo. Al aplicar una solución de carga (3) que contenga un principio activo (4) con iodo e iones derivados de iodo como el triioduro, que es de color amarillo ocre, se obtiene un recubrimiento (1) de color verde. A medida que pasa el tiempo y el uso, la concentración del principio activo (4) disminuye, el recubrimiento va volviéndose de color azul, indicando que el grado de desinfección del recubrimiento (1) es bajo. Esto indica el punto adecuado para reaplicar la solución de carga (3). Este sistema, posee un evidente interés, ya que permite saber con un simple vistazo, si la superficie es segura o si es necesaria una nueva carga. En caso que el principio activo (4) no tenga color propio, se pueden usar indicadores extra como, por ejemplo, indicadores redox, que indiquen la presencia de un agente oxidante.
Una clase preferible de agentes oxidantes son los peróxidos. Estos compuestos que se caracterizan por poseer un enlace oxígeno-oxígeno O — O son compuestos oxidantes que tienen un potencial desinfectante de uso extendido en el ámbito médico. Entre estos agentes se encuentra el peróxido de hidrógeno, los peróxidos orgánicos, y los perácidos orgánicos.
Disolvente de carga (8)
El disolvente de carga (8) ayuda a disolver el principio activo (4) dentro de la matriz base (2).
El disolvente de carga (8) ha de ser compatible con el fluido del gel (7) de la matriz base (2) y preferentemente tener más volatilidad que el fluido del gel (7).
El disolvente de carga (8) puede ser un único disolvente o la mezcla de varios disolventes.
Como disolventes, preferentemente se usan aquellos disolventes que no sean tóxicos o perjudiciales. De preferencia, el líquido incluye etanol, ya que presenta una alta capacidad de solubiiizar principios activos, posee una volatilidad que permite un secado en tiempos cortos y además tiene la ventaja de que no es tóxico. Para formulaciones que requieran un secado muy rápido, el disolvente (7) incluye acetona, ya que tiene una alta volatilidad.
Solución precursora (5)
Existen diferentes métodos de aplicación de al menos la matriz base (2) del recubrimiento.
En una realización preferente, la matriz base (2) tiene forma de solución precursora (5). Esta solución precursora (5) comprende como mínimo la base de gel (10) y el fluido del gel (7). Según la formulación, la solución precursora (5) puede incluir agentes plastificantes para mejorar la movilidad del principio activo.
La solución precursora (5) está pensada para ser transportada y comercializada en este estado, por eso debe ser estable en el tiempo. Por ello, aunque puede incluir el principio activo (4), para formar de este modo directamente la matriz base (2), esto puede disminuir su tiempo de vida. Además, muchos principios activos (4) son volátiles, con lo que no se puede asegurar su concentración. Por todo ello, preferentemente la solución precursora no incluye el principio activo.
De preferencia, la solución precursora (5) incluye un disolvente de la solución precursora (9), preferentemente volátil, que reduce la viscosidad y mejora la aplicabilidad de la solución precursora (5).
En una formulación preferente, la solución precursora (5) incluye proteína colágeno, glicerina y agua. La relación de masa glicerina/colágeno seco óptima se encuentra entre 5/100 y 30/100, preferentemente, la relación de masa glicerina/colágeno seco es 15/100.
La cantidad de disolvente de la solución precursora (9) presente en la solución precursora (5) depende del método en el que se procesa. A continuación, se describen dos ejemplos de métodos de procesado de la solución precursora (5)
En el método A, la gelatina se procesa con un exceso de líquido disolvente para obtener una solución homogénea. Esta solución se aplica sobre la superficie a proteger. Cuando se produce la reticulación de la gelatina y la evaporación del disolvente, se obtiene un recubrimiento uniforme. Tiene la ventaja de poderse llevar a cabo a temperatura ambiente de forma fácil, si bien requiere tiempos de secado largos.
En el método B, la gelatina se procesa a alta temperatura, ca. 80 °C, con el mínimo disolvente necesario. Al aplicar esta solución caliente sobre una superficie fría se crea un recubrimiento homogéneo.
Preferentemente, el método de procesado de la solución precursora (5) es el método B, ya que se consigue reducir el tiempo de proceso.
En una realización preferente, la solución precursora (5) es una solución de gelatina de colágeno en agua para ser aplicada en caliente. Esta solución puede incluir un agente que aumente la movilidad del principio activo en el recubrimiento. Preferentemente, este agente es glicerina. Ya que es compatible con la gelatina y no es tóxico.
La solución precursora puede contener ei principio activo (4). En este caso, se produce un recubrimiento (1) activo. Esto tiene la ventaja de formar directamente el recubrimiento activo que protege la superficie.
Alternativamente, la solución precursora (5) no contiene el principio activo (4), produciendo así un recubrimiento (1) inactivo. Una vez formado el recubrimiento (1), éste se carga mediante la aplicación de la solución de carga (3). De este modo se obtienen recubrimientos con una concertación mayor de principio activo en la superficie, lo que resulta en una mayor efectividad.
Substrato base (11)
Un método de aplicación de al menos la matriz base (2) del recubrimiento, diferente a la solución precursora (5), es mediante un substrato base (11).
El objetivo de esta realización preferente es generar un recubrimiento (1) auto desinfectante en forma de lámina, rígida o flexible.
Para conseguir eso, se infunde la matriz base (2) en un material absorbente o substrato base (11) para otorgar a dicho substrato base (11) las propiedades auto desinfectantes. El sustrato base (11) puede ser un tejido, un papel, o cualquier superficie porosa.
De este modo se consigue una lámina que puede ser transportada y usada en el lugar requerido, evitando la fase de aplicar el recubrimiento. Esta lámina se puede usar como base de trabajo segura en laboratorios, o por ejemplo, como mantel o recubrimiento de mesas expuestas a contactos frecuentes. También se pueden hacer fundas para pomos de puertas, agarres, etc.
La matriz base (2) que se aplica sobre el substrato base (11) se puede formular con una cantidad limitada de agente plastifi cante (6) para formar un material rígido, aunque el substrato base (11) sea flexible. Alternativamente, la matriz base (2) que se aplica sobre el substrato base (11) se puede formular con suficiente plastifi cante que permita la flexibilidad de la deformación del substrato base (11) original.
REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓN
RECUBRIMIENTO AUTODESINFECTANTE En este texto los % expresan una relación de masas.
En una realización preferente la matriz de gel se utiliza para preparar recubrimientos con propiedades auto desinfectantes. En este ejemplo de realización, el recubrimiento (1) se realiza con una matriz base (2) que incluye colágeno como base del gel (10), el fluido del gel (7) es mayoritariamente agua, e incluye glicerina como agente plastificante (6). El principio activo (4) de la matriz activa (1) es iodo elemental. Esta matriz base se prepara mediante una solución precursora (5) que incluye una disolución del colágeno en agua, glicerina como plastificante (6), y etanol como disolvente volátil (9).
En esta formulación, preferentemente la relación de masa glicerina/colágeno seco se encuentra entre 5/100 y 30/100. Aun más preferentemente, la relación de masa glicerina/colágeno seco es 15/100.
La relación en masa agua/colágeno seco se encuentra entre 30/100 y 70/100, preferentemente 50/100.
La cantidad de etanol como disolvente volátil (9) se encuentra inicialmente en un porcentaje de masa en un rango del 2 al 20 %, preferentemente del 8 al 12 %.
Preferentemente esta solución incluye un colorante. Preferentemente este colorante es azul.
Esta solución precursora (5) de baja viscosidad se aplica de preferencia sobre la superficie a proteger mediante un aerosol en caliente a una temperatura superior a 60 °C. Alternativamente se puede aplicar mediante pinceles y rodillos. El fijado en contacto con la superficie fría es rápido, lo que permite obtener recubrimientos gruesos. Se puede obtener más grueso realizando varias capas.
La solución de carga (3) comprende una solución de iodo en etanol. De preferencia el etanol es de 96°. El iodo se encuentra en una concentración del 0.5 al 20 % en masa. Preferentemente la concentración de iodo es del 1 %.
La solución de carga (3) se aplica preferentemente sobre el recubrimiento de matriz base (2) para obtener un recubrimiento de matriz activa (1). La solución de carga (3) se puede preparar de diferentes maneras. De preferencia, la solución de carga se aplica mediante un aerosol. Si la matriz base es de color azul, la matriz activa entonces es de color verde.
Pasadas 24 horas el color verde se convierte en verde azulado. Preferentemente en este punto, que indica que aún hay una concentración suficiente de iodo, se reaplica la solución de carga al 1 %. Si se aplican soluciones de carga más concentradas, por ejemplo, al 15 %, se pueden espaciar más las cargas, por ejemplo, cada 72 h.
LAMINA AUTO DESINFECTANTE
En una realización preferente la matriz base (2) se impregna en un substrato base para preparar laminas o tejidos con propiedades auto desinfectantes. El resultado pueden ser láminas rígidas o tejidos en función de la formulación.
La característica de esta realización es la ubicación de la matriz en un substrato base (11) como por ejemplo papel celulósico, tejido natural o tejidos sintéticos. Preferentemente se usan substratos base (11) que presenten buena afinidad con la matriz base (2) Preferentemente, la matriz incluye colágeno como base del gel (10), agua como componente mayoritario del fluido del gel (7), glicerina como agente plastificante (6) y iodo como principio activo (4).
En esta formulación, preferentemente la relación de masa glicerina/colágeno seco se encuentra entre 0.5/100 y 15/100. Aún más preferentemente, la relación de masa glicerina/colágeno seco es 7/100. Ejemplos específicos
Ejemplo 1. Preparación de una solución precursora (5)
En una realización preferente 21 g de gelatina de colágeno se hidratan en agua destilada fría hasta obtener un peso hidratado aproximado de 60 g. La masa gel escurrida se calienta hasta una temperatura de 80 °C hasta una fusión homogénea. Se reduce la temperatura a 60 °C y con agitación se añaden 6 g de etanol 96° para obtener una solución de colágeno con etanol.
En otro recipiente se mezclan 6 g de glicerina, que actúa como plastifi cante (6), 2 g de dióxido de titanio y 0.15 g de tinte universal concentrado 403 azul hasta obtener una pasta azul sin presencia de aglomeraciones. La pasta azul se adiciona sobre la solución de colágeno con etanol manteniendo los 60 °C con agitación constante. Finalmente se añaden 0.05 g de Acticide MBR 1 para obtener una solución precursora (5) viscosa de color azul.
Ejemplo 2. Preparación de una solución de carga (3)
Se disuelve 1 g de iodo elemental, el agente activo (4) en esta realización, en 99 g de etanol/agua en una relación de volúmenes 96/4, el disolvente (7), mediante agitación a temperatura ambiente. Esto produce una solución con un marcado color amarillo ocre. Esta solución de carga basada en iodo elemental se puede preparar más concentrada, llegando hasta 20 g en 80 g de etanol.
Ejemplo 3. Preparación de un recubrimiento inactivo (2) Se usa la solución preparada en el ejemplo 1 para recubrir una superficie blanca de PVC. La solución liquida viscosa de este ejemplo a 60 °C se aplica sobre la superficie mediante un pincel. Después de un periodo de enfriamiento y evaporación de 10 minutos, se forma un recubrimiento seco al tacto de color azul. Ejemplo 4. Preparación de un recubrimiento activo (1) Se prepara un recubrimiento (1) activo mediante la aplicación de una solución de carga (3) en un recubrimiento (1) inactivo. Sobre el recubrimiento (1) inactivo de color azul preparado en el ejemplo 3, se realiza una dispersión mediante aerosol de la solución de carga (3) amarillenta preparada en el ejemplo 2. La correcta difusión del principio activo (4) es observable por la coloración verde del recubrimiento (1) activo obtenido. Pasados 5 minutos desde la aplicación, el tacto del recubrimiento es seco.
Transcurridas 24 h de la aplicación de una solución de carga (3), el color del recubrimiento (1) es verde azulado. Punto adecuado para realizar una nueva aplicación de una solución de carga (3). Si no se realiza la carga, el color del recubrimiento revierte al color azul original transcurridas 72 h indicando que el recubrimiento (1) está inactivo. En este punto, una aplicación de la solución de carga del ejemplo (3) reactiva el recubrimiento (1) y le otorga un color verde.
Sobre este film reactivado se realizan pruebas de eficacia desinfectante. Una muestra con contaminación microbiana cotidiana, se aplica sobre la superficie de PVC blanco y sobre el recubrimiento activo (1). Ejemplo 5. Preparación de una solución de carga (3)
Se disuelve 20 g de iodo elemental, el agente activo (4) en esta realización, en 80 g de etanol/agua en una relación de volúmenes 96/4, el disolvente (7), mediante agitación a temperatura ambiente. Esto produce una solución con un marrón ocre y notable olor a iodo.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies caracterizado porque comprende una matriz base (2) que comprende o una base de gei (10), y o un fluido de gei (7), y una solución de carga (3) que comprende o un principio activo (4) desinfectante, de tal manera que la matriz base (2) es capaz de absorber y retener el principio activo (4) a la vez que mantener en la superficie libre del recubrimiento (1) una concentración suficiente de principio activo (4) manteniendo así la superficie desinfectada.
2. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación 1 caracterizado porque base de gei (10) comprende una proteína escogida entre colágeno, albúmina o elastina.
3. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación 1 caracterizado porque base de gei (10) comprende un polímero o copolímero basado en monómeros de alcohol vinílico o de ácido acrílico y sus derivados.
4. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación
1 caracterizado porque base de gei (10) comprende un polisacárido.
5. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la matriz base (2) comprende un agente plastifi cante (6).
6. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación 5 caracterizado porque el agente plastifi cante (6) comprende glicerina.
7. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según las reivindicaciones 5 y 6 caracterizado porque la relación de masa entre el agente plastifi cante (6) y la base de ge! (10) y se encuentra entre el 5/100 y el 30/100
8. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el principio activo desinfectante (4) es un oxidante
9. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación
8 caracterizado porque el principio activo (4) comprende un peróxido escogido entre las categorías de peróxido de hidrógeno, peróxidos orgánico o perácidos orgánicos.
10. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación
9 caracterizado porque el principio activo (4) comprende un halógeno o un derivado de halógeno.
11. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación
10 caracterizado porque que el halógeno o derivado de halógeno del principio activo (4) está escogido entre cloro, hipoclorito, bromo, hipobromito.
12. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación 9 caracterizado porque el principio activo (4) comprende iodo elemental.
13. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según reivindicación 1 caracterizado porque la solución de carga (3) comprende etanol como disolvente de carga (8).
14. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación 13 caracterizado porque la solución de carga (3) comprende una solución entre el 0.5 y el 20 % en masa de iodo elemental en etanol.
15. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el principio activo (4) tiene un color diferente a la base de gel (10) que permite identificar visualmente concentraciones altas de principio activo en la superficie del recubrimiento.
16. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación
15 caracterizado porque la base de gel (10) comprende un colorante que mejora la diferenciación visual de las concentraciones altas de principio activo de las concentraciones bajas de principio activo en la superficie del recubrimiento.
17. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación
16 caracterizado porque el colorante de la base de gel (10) es de color azul.
18. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un substrato base(11) que comprende en su interior una matriz base (2) que comprende o una base de gel (10), y o un fluido de gel (7), y una solución de carga (3) que comprende o un principio activo (4) desinfectante, de tal manera que la base de gel (2) del substrato base (11) es capaz de absorber y retener el principio activo (4) a la vez que mantener en la superficie libre del recubrimiento (1) una concentración suficiente de principio activo (4) manteniendo así la superficie desinfectada.
19. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según cualquiera de las reivindicaciones 1-18 caracterizado porque al menos la matriz base (2) tiene forma de solución precursora (5) en estado líquido que comprende la base del gel (10) y un disolvente de la solución precursora (9) de tal manera que el recubrimiento puede ser aplicado sobre una superficie mediante un aerosol y cuando el disolvente de la solución precursora (9) desaparece, el recubrimiento (1) adopta el estado sólido.
20. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación 19 caracterizado porque el disolvente de la solución precursora (9) es una mezcla de etanol en agua en una proporción entre el 2 y el 20 % en peso.
21. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según cualquiera de las reivindicaciones 19-20 caracterizado porque que la relación de masa entre disolvente de la solución precursora (9) y la base del gel (10) se encuentra entre el 30/100 y el 70/100.
22. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según cualquiera de las reivindicaciones 19-21 caracterizado por que la relación de masa entre agente plastifi cante (6) y la base de gel (10) se encuentra entre el 0.5/100 y 15/100.
23. Recubrimiento auto desinfectante (1) para superficies según la reivindicación 1 caracterizado por que comprende colágeno como base de gel (10), glicerina como agente plastifi cante (6) y iodo elemental como principio activo (4).
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