NANOPARTÍCULA DE METAL EN SUSPENSIÓN

CAMPO TECNOLÓGICO

Esta invención se refiere al campo de la nanotecnología, particularmente a la obtención de nanopartículas metálicas, especialmente de nanopartículas de cobre. Son de particular interés las nanopartículas de cobre con propiedades biocidas para la fabricación de insumos antivirales y antibactericidas.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las nanopartículas metálicas presentan características únicas que las hacen objeto de estudio y de muchas e interesantes aplicaciones. Sin embargo, la obtención de nanopartículas metálicas y su conservación representa un desafío, por su rápida oxidación.

El artículo “Large-scale synthesis of copper nanoparticles by chemically controlled reduction for applications of inkjet-printed electronics” (Lee, Y., Choi, J., Lee, K. J., Stott, N. E., & Kim, D.; 2008) y la solicitud de patente CN1 11822696 correspondiente, por ejemplo, divulga un método de obtención de nanopartículas de cobre a partir de sulfato de cobre pentahidratado, que se reduce a cobre metálico por acción de hipofosfito de sodio monohidratado en un medio de etilenglicol. En este trabajo, el etilenglicol no sólo actúa como solvente, sino que además es un agente reductor y estabilizante que contribuye a la obtención de partículas pequeñas. Además, se utiliza polivinilpirrolidona como polímero surfactante y agente de dispersión que previene la agregación de partículas y controla el crecimiento de las partículas durante la reacción. Sin embargo, en estas condiciones, la reacción se debe llevar a cabo a altas temperaturas, del orden de 90 °C, que debe detenerse mediante el agregado de agua desionizada fría. Además, las altas concentraciones de reactivos utilizadas obligan a realizar lavados con acetona y agua para obtener las nanopartículas de cobre. Todo esto implica un proceso relativamente caro por la cantidad de reactivos y el aporte energético necesarios, que además im pacta negativamente en el medioambiente. Por otro lado, pese a que la polivinilpirrolidona ejerce un efecto protector, las nanopartículas obtenidas presentan baja resistencia a la oxidación, y el medio en el que se hallan suspendidas resulta agresivo al contacto con la piel. La presente invención subsana todos estos inconvenientes, logrando obtener nanopartículas metálicas con alta resistencia a la oxidación, en un medio de reacción de menor impacto ecológico y nula citotoxicidad en dilución adecuada, que hace innecesarias las operaciones de lavado si se desea separar las nanopartículas obtenidas, y que además se lleva a cabo a temperatura ambiente. Más aún, al aplicar el método de obtención de nanopartículas metálicas de la presente invención a la obtención de nanopartículas de cobre, las mismas presentan actividad viricida, comprobada contra coronavirus canino, lo que permitiría su empleo como viricida en una amplia variedad de aplicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es una nanopartícula de metal, preferentemente cobre metálico en suspensión acuosa de gran estabilidad con propiedades biocidas: virucidas y bactericidas, que mantiene el estado metálico del cobre hasta una temperatura de 210°C y no se oxida por un período de al menos 5 años, que comprende un tamaño de partícula menor a 80 nanometres; un núcleo de cobre recubierto por polivinilpirrolidona, hipofosfito de sodio, ácido ascórbico; y se encuentra supendida en solución acuosa, preferentemente en ausencia de eti lenglicol y cualquier solvente orgánico. En una forma preferida de la invención comprende un antisedimentante en una concentración de hasta 3% P/V.

Otro objeto de la presente invención es un método de obtención de nanopartículas de cobre que comprende los pasos de: preparar una mezcla reaccionante que comprende al menos un medio de reacción, al menos un compuesto metálico, al menos un agente reductor, al menos un agente surfactante y protector de superficie, al menos un agente regulador de pH; someter a dicha mezcla reaccionante a contacto íntimo a temperatura controlada; opcionalmente, separar las nanopartículas metálicas formadas del resto de la mezcla reaccionante.

Donde dicho medio de reacción comprende agua. Donde dicho compuesto metálico comprende una sal metálica, por ejemplo, pero sin limitarse a, sulfato de cobre, en una concentración respecto a dicho medio de reacción elegida del rango que comprende 20 a 90 g/L.

Donde dicho agente reductor es seleccionado del conjunto comprendido por ácido ascórbico, hipofosfito de sodio, y sus mezclas, en una concentración respecto a dicho medio de reacción elegida del rango que comprende 55 a 180 g/L; y en el caso de que dicho agente reductor es una mezcla, dicho ácido ascórbico comprende una concentración, respecto a dicho medio de reacción, de entre 25 y 90 g/L, y dicho hipofosfito de sodio comprende una concentración, respecto a dicho medio de reacción, de entre 30 y 90 g/L.

Donde dicho agente surfactante y protector de superficie comprende polivinilpirrolidona en una concentración respecto a dicho medio de reacción elegida del rango que comprende 2 a 213 g/L.

Donde dicho agente regulador de pH comprende hidróxido de sodio en una concentración respecto a dicho medio de reacción elegida del rango que comprende 3 a 20 g/L, de modo que el pH resulta en el rango que comprende pH 3 a pH 9.

Donde dicho contacto íntimo comprende someter a la mezcla reaccionante a agitación durante un período de tiempo elegido del rango que comprende 30 a 120 minutos.

Donde dicha temperatura ambiente se elige del rango que comprende 10 °C a 40 °C.

En una realización preferida de la presente invención, dicho medio de reacción comprende agua, dicho compuesto metálico comprende sulfato de cobre en concentración de 80 g/L respecto al agua, dichos agentes reductores comprenden ácido ascórbico en concentración de 72 g/L respecto al agua e hipofosfito de sodio en concentración de 80 g/L respecto al agua, dicho agente surfactante y protector de superficie comprende polivinilpirrolidona en concentración de 2,2 g/L respecto al agua, dicho agente acondicionador de pH comprende hidróxido de sodio en concentración de 11 ,5 g/L respecto al agua; y dicho contacto íntimo comprende someter a la mezcla reaccionante a agitación durante un período de tiempo de 1 hora. La nanopartícula de metal en suspensión, de un tamaño medio de partícula menor a 80 nm, biocida, objeto de la presente invención, comprende un núcleo de cobre recubierto por un agente reductor que comprende ácido ascórbico e hiposulfito de sodio; recubierto por al menos un agente surfactante y protector de superficie; y al menos un agente regulador de pH, en medio acuoso. Donde dicho agente surfactante y protector de superficie es seleccionado del conjunto comprendido por polivinilpirrolidona, polialilaminas y polietilaminas y sus mezclas y preferentemente es polivinilpirrolidona. Donde dicho agente regulador de pH es hidróxido de sodio. Además, opcionalmente comprende un antisedimentante en una concentración de hasta 3% P/V, seleccionado del conjunto comprendido por goma guar, úrea modificada en N-metilpirrolidona y sus mezclas.

La suspensión acuosa de nanopartículas de cobre, biocida para la elaboración de productos antivirales y antibacterianos, objeto de la presente invención, es estable a la oxidación a temperaturas mayores a los 200 °C, y comprende dichas nanopartículas en suspensión acuosa, en ausencia de solvente orgánico, con un tamaño de partículas menores a los 80 nm; un agente reductor que comprende ácido ascórbico e hiposulfito de sodio; un agente surfactante y protector de superficie; un y un agente regulador de pH. Y en una forma preferida además comprende un antisedimentante.

El método de obtención de nanopartículas de metal en suspensión acuosa de la presente invención comprende los siguientes pasos: a. disolver al menos un agente surfactante y protector de superficie en agua, mediante agitación; b. agregar a la mezcla del punto a. ácido ascórbico y disolver mediante agitación; c. agregar al menos un compuesto metálico a la mezcla del punto b. y disolver mediante agitación; d. agregar a la mezcla del punto c. hiposulfito de sodio agitando e. agregar a la mezcla del punto d. al menos un agente regulador de pH; f. someter a dicha mezcla reaccionante a contacto íntimo mediante agitación del medio de reacción a temperatura ambiente.

Donde dicho medio de reacción comprende agua en ausencia de solventes orgánicos y de etilenglicol; y dicho compuesto metálico comprende una sal metálica, preferentemente sulfato de cobre y se encuentra en una concentración respecto a dicho medio de reacción en el rango que comprende 20 a 90 g/L. Y donde dicho agente reductor comprende ácido ascórbico e hipofosfito de sodio en una relación en peso/peso de ácido ascórbico/hipofosfito de sodio de entre 0,85 y 1. Además dicho agente surfactante y protector de superficie comprende polivinilpirrolidona en una forma preferida de realización.

Y donde dicho agente regulador de pH comprende hidróxido de sodio, preferentemente. En una forma preferida de realización dicho agente reductor se encuentran en una concentración respecto a dicho medio de reacción en el rango que comprende 55 a 180 g/L; y dicho agente surfactante y protector de superficie se encuentra en una concentración respecto a dicho medio de reacción en el rango que comprende de 2 a 200 g/L.

En otra forma preferida dicho ácido ascórbico comprende una concentración, respecto a dicho medio de reacción, de entre 25 y 90 g/L, y porque dicho hipofosfito de sodio comprende una concentración, respecto a dicho medio de reacción, de entre 30 y 90 g/L.

Y dicho agente regulador de pH se encuentra en una concentración respecto a dicho medio de reacción en el rango que comprende 3 a 20 g/L. Así como su pH se elige del rango que comprende pH 3 a pH 9.

En otra forma de realización en dicho método dicho compuesto metálico comprende sulfato de cobre en concentración de entre 37 y 82 g/L respecto al medio de reacción, dichos agentes reductores comprenden ácido ascórbico en concentración de entre 32 y 77 g/L respecto al medio de reacción e hipofosfito de sodio en concentración de entre 37 y 85 g/L respecto al medio de reacción, dicho agente surfactante y protector de superficie comprende polivinilpirrolidona en concentración de entre 2,3 y 213 g/L respecto al medio de reacción, y dicho agente acondicionador de pH comprende hidróxido de sodio en concentración de entre 6 y 12 g/L respecto al medio de reacción.

Además, dicho contacto íntimo comprende someter a la mezcla reaccionante a agitación durante un período de tiempo elegido del rango que comprende 30 a 120 minutos, preferentemente una hora.

Otro objeto de la presente invención es una formulación para impregnación de textiles que comprende dichas nanopartículas de metal en suspensión de la presente invención, agua, agentes tensioactivos y agentes antisedimentantes. Donde dichas nanopartículas de metal en suspensión comprenden nanopartículas de cobre cuya concentración se elige del rango que comprende 900 a 1200 ppm. Y dichos agentes tensioactivos comprenden tensioactivos no-ionicos, en una concentración elegida del rango que comprende 1 g/L a 10 g/L.

En una forma de realización preferida dichos agentes antisedimentantes son seleccionados del conjunto comprendico por goma guar, úrea modificada en N- metilpirrolidona y sus mezclas, en concentración elegida del rango que comprende 5 a 30 g/L.

En una forma de realización dicha formulación para impregnación de textiles de la invención comprende agua, suspensión de nanopartículas metálicas obtenidas en concentración de 1 000 ppm, tensioactivos no-ionicos en concentración de 3 g/L y goma guar en concentración de 20 g/L.

Otro objeto de la presente invención es una formulación de suavizante antimicrobiano para telas que comprende dichas nanopartículas de metal en suspensión de la invención y al menos un suavizante para telas. Donde 8 mi de nanopartículas metálicas en suspensión obtenidas según el método de la presente invención por cada litro de dicho suavizante para telas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1 : Muestra la evolución del porcentaje de peso (curva superior) y de la derivada del porcentaje de peso respecto a la temperatura (curva inferior) de una muestra de nanopartículas metálicas de cobre obtenida según la presente invención cuando se la somete a temperaturas crecientes, durante el ensayo de termogravimetría (Ejemplo 6).

Figura 2: Muestra la evolución del porcentaje de peso (curva superior) y de la derivada del porcentaje de peso respecto a la temperatura (curva inferior) de una muestra de nanopartículas metálicas de cobre sin recubrimiento de polivinilpirrolidona cuando se la somete a temperaturas crecientes, durante el ensayo de termogravimetría (Ejemplo 6).

Figura 3: Muestra la evolución del porcentaje de peso (curva superior) y de la temperatura (curva inferior) de una muestra de nanopartículas metálicas de cobre obtenida según la presente invención con el tiempo, durante el ensayo de termogravimetría (Ejemplo 6).

Figura 4: Muestra la evolución del porcentaje de peso (curva superior) y de la temperatura (curva inferior) de una muestra de nanopartículas metálicas de cobre obtenida según la presente invención (muestra “NanoCu 210208-01 PVP”) con el tiempo, durante el ensayo de termogravimetría (Ejemplo 6).

Figura 5: Muestra el resultado del ensayo de medidas de Dispersión de Luz Dinámica (DLS) efectuado a la muestra resultante de nanopartículas metálicas de cobre obtenidas según el ejemplo 1 de la presente invención (Ejemplo 8).

Figura 6: Muestra el gráfico de absorbancia vs longitud de onda en un ensayo de espectrofotometría UV-Visible de la suspensión del ejemplo 1 , muestra la curva típica del cobre metálico (Cu°), sin presencia de óxido de cobre (Cu ⁺² ).

Figura 7: Muestra el gráfico de absorbancia vs longitud de onda en un ensayo de espectrofotometría UV-Visible de una solución de sulfato de cobre (Cu ⁺² ).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A los fines de la presente invención, se refiere como “% P/V” a una concentración expresada como porcentaje peso/volumen, “% VA/” a una concentración expresada como porcentaje volumen/volumen, y “% P/P” a una concentración expresada como porcentaje peso/peso.

En este documento se entenderá como biocida al efecto de destruir, contrarrestar, neutralizar, impedir la acción o ejercer un control de otro tipo sobre cualquier organismo considerado nocivo para el ser humano, incluyendo virus y bacterias.

Un objeto de la presente invención es un método de obtención de nanopartículas metálicas, que comprende las etapas de preparar una mezcla reaccionante y someter a dicha mezcla reaccionante a contacto íntimo a temperatura controlada. Opcionalmente, se pueden separar las nanopartículas obtenidas mediante la presente invención de la mezcla reaccionante remanente.

En la realización preferida de la presente invención, dicha mezcla reaccionante comprende al menos un medio de reacción, al menos un compuesto metálico, al menos un agente reductor, al menos un agente surfactante y protector de superficie, y al menos un agente regulador de pH.

En la realización preferida de la presente invención, dicho medio de reacción comprende agua. La utilización de agua como medio reaccionante es una ventaja innovadora de la presente invención, que implica menores costos y menor impacto medioambiental frente a los solventes orgánicos - tales como etileng licol - utilizados en los métodos conocidos para obtener nanopartículas metálicas.

Para la presente invención no se requiere de una calidad de agua especial; sin embargo, dado que la calidad del agua influye en la tonalidad del producto final, para facilitar las mediciones de control se prefiere el uso de agua destilada.

En la realización preferida de la presente invención, dicho agua es agua destilada con conductibilidad menor a 1 ,5 mS.

En una realización de la presente invención, dicho compuesto metálico comprende una sal metálica en una concentración respecto a dicho medio de reacción elegida del rango que comprende 20 a 90 g/L.

En la realización preferida de la presente invención dicha sal metálica comprende sulfato de cobre.

En la presente invención, dicho sulfato de cobre puede hallarse tanto en su forma anhidra como en sus formas hidratadas, no afectando la hidratación de éste al resultado final. Por lo tanto, dado que el uso de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4'5H2O) presenta ventajas en cuanto a manipulación, almacenamiento, y costos, se lo prefiere frente a su variable anhidra.

En una realización de la presente invención, dicho agente reductor comprende ácido ascórbico.

En una realización de la presente invención, dicho agente reductor comprende hipofosfito de sodio. En la presente invención, dicho hipofosfito de sodio puede hallarse tanto en su forma anhidra como en sus formas hidratadas, no afectando la hidratación de éste al resultado final. Sin embargo, se prefiere el uso de hipofosfito de sodio monohidratado (NaH2PO2 H2O), dado que presenta ventajas en cuanto a manipulación, almacenamiento, costo, y seguridad, puesto que el hipofosfito de sodio anhidro se degrada fácilmente a gas fosfano, compuesto volátil y tóxico.

En la realización preferida de la presente invención, dicho agente reductor comprende una mezcla de hipofosfito de sodio y ácido ascórbico.

El uso de ácido ascórbico como componente del agente reductor constituye una característica técnica esencial que genera otra ventaja innovadora de la presente invención, que disminuye el impacto medioambiental respecto al uso de hipofosfito de sodio como único agente reductor, y que además resulta inocuo en contacto con la piel y no citotóxico en concentraciones inferiores a 2,5% VA/, tal como se comprueba en el ejemplo 5.

Más aún, la utilización de una mezcla de hipofosfito de sodio y ácido ascórbico como agente reductor constituye una característica técnica innovadora de la presente invención, que permite que la reacción de reducción se lleve a cabo a temperatura ambiente a la vez que disminuye significativamente la concentración de hipofosfito de sodio utilizada respecto a las técnicas conocidas, lo que resulta menos agresivo para el medioambiente.

El agente reductor constituido por la mezcla de ácido ascórbico e hipofosfito de sodio no sólo logra la reducción total del Cu++ a Cu ⁰ , sino que forman una mezcla estable que permanece en la suspensión de nanopartículas, siendo un factor importante en la estabilidad del cobre metálico a largo plazo. Se prevé que será estable en solución hasta más de 5 años, preferentemente hasta más de 10 años. Además, el efecto sinérgico del agente reductor de la presente invención se manifiesta en que no es necesario calentar la mezcla para obtener la reacción de reducción completa. Tal como se ve en la figura 6 el gráfico de absorbancia vs longitud de onda en un ensayo de espectrofotometría UV- Visible de la suspensión del ejemplo 1 , muestra la curva típica del cobre metálico (Cu°), sin presencia de óxido de cobre (Cu ⁺² ). El agente reductor de la presente invención en una versión preferida de la misma es una mezcla de ácido ascórbico e hipofosfito de sodio en una relación de ácido ascórbico/hipofosfito de sodio de entre 0,85 y 1 . Esta relación es en P/P.

Otro objeto de la presente invención es una nanopartícula de cobre en suspensión acuosa con propiedades biocidas, para ser aplicada en impregnación de telas, productos de limpieza como abrillantadores, enjuagues, etc. El hecho que uno de los objetos de la presente invención sea una suspensión acuosa de nanopartículas de cobre implica una ventaja enorme, ya que el hecho de que la solución acuosa dispersante contenga un medio reductor remanente, le otorga características de estabilidad destacadas y sorprendentes. Aunque es posible separar las nanopartículas de cobre del medio acuoso, la presente invención propone una suspensión acuosa de las mismas que genera un efecto técnico superlativo en cuanto a su estabilidad y permanencia como Cu ⁰ a la hora de envasarla, transportarla y utilizarla para los diversos usos que se proponen y tantos otros usos biocidas que puedan imaginarse.

A los fines de la presente invención, se denomina temperatura ambiente a cualquier temperatura elegida del rango que comprende 10 °C a 40 °C.

En una realización de la presente invención, dicho agente reductor se encuentra en una concentración respecto a dicho medio de reacción elegida del rango que comprende 55 a 180 g/L.

En la realización preferida de la presente invención dicho agente reductor comprende una mezcla de ácido ascórbico e hipofosfito de sodio, donde dicho ácido ascórbico comprende una concentración, respecto a dicho medio de reacción, de entre 25 y 90 g/L, y donde dicho hipofosfito de sodio comprende una concentración, respecto a dicho medio de reacción, de entre 30 y 90 g/L.

En la realización preferida de la presente invención, dicho agente surfactante y protector de superficie comprende polivini Ipirrolidona en una concentración respecto a dicho medio de reacción elegida del rango que comprende 2 a 213 g/L. También pueden utilizarse otros componentes tales como polialilaminas o polietilaminas. La concentración del agente surfactante y protector de superficie empleado en la presente invención es significativamente inferior a las conocidas en las técnicas previas, lo que constituye otra ventaja innovadora de la presente invención, que no sólo implica menores costos de agente surfactante y protector de superficie, sino que facilita el lavado posterior y la separación de las nanopartículas, e incluso hace que esta etapa de lavado y separación sea innecesaria para muchas aplicaciones, maxim izando así el efecto protector del agente surfactante y protector de superficie y disminuyendo los costos, tiempos, e impacto ambiental asociados con estas operaciones, que usualmente utilizan solventes como acetona para arrastrar el exceso de agente surfactante y protector de superficie.

En una realización de la presente invención, dicho agente acondicionador de pH se agrega para asegurar un pH elegido del rango que comprende pH 3 a 9.

En la realización preferida de la presente invención, dicho agente acondicionador de pH comprende hidróxido de sodio.

En la realización preferida de la presente invención, el pH de la mezcla reaccionante es 7.

En la realización preferida de la presente invención, dicho contacto íntimo comprende someter a la mezcla reaccionante a agitación durante un período de tiempo elegido del rango que comprende 30 a 120 minutos.

A los fines de la presente invención, se entiende por agitación a cualquier operación que tienda a homogeneizar la mezcla reaccionante, por ejemplo, pero sin limitarse a, agitación mecánica mediante turbinas, agitación mecánica mediante hélices, agitación magnética, recirculación de fluido mediante extracción y reinyección, etcétera.

En la realización preferida de la presente invención, dicha temperatura controlada se elige del rango que comprende 10 °C a 40 °C. Temperatura ambiente.

El rango de temperaturas al que se somete la mezcla reaccionante en la presente invención es otra ventaja innovadora de la presente invención, ya que no debe calentarse a dicha mezcla reaccionante como en las técnicas conocidas, ahorrando así costos y evitando los riesgos potenciales que implican elevar la temperatura de una mezcla reaccionante.

Los ejemplos 1 , 2 y 3 describen formas preferidas de llevar a cabo el método de obtención de nanopartículas metálicas de cobre en suspensión acuosa de la presente invención.

En una realización de la presente invención, las nanopartículas metálicas generadas se separan del medio reaccionante mediante operaciones que comprenden, pero que no se limitan a, centrifugación. En esta realización, cuando dichas nanopartículas se separan por centrifugación sin lavado posterior, los agentes antioxidantes que las impregnan, sumado a la acción protectora del agente surfactante y protector de superficie aumentan considerablemente la vida útil de dichas nanopartículas metálicas frente a la vida útil de nanopartículas metálicas generadas por medios de la técnica conocida previamente, lo que constituye otra ventaja innovadora de la presente invención. En este sentido, el ensayo de termogravimetría descrito en el Ejemplo 6 demuestra que mientras los agentes reductores utilizados en la presente invención tienen un efecto positivo, disminuyendo la velocidad de oxidación de las nanopartículas metálicas; el agente surfactante y protector de superficie genera una protección sobre los agentes reductores, disminuyendo las pérdidas de los mismos; y la combinación de los agentes reductores utilizados, junto con el recubrimiento provisto por el agente surfactante y protector de superficie generan una protección que evita completamente la oxidación del metal aún a temperaturas elevadas.

En la realización preferida de la presente invención, las nanopartículas metálicas generadas no se separan del medio reaccionante. Esto representa otra ventaja innovadora de la presente invención respecto al estado del arte, ya que evita las operaciones extra y el uso de sustancias para lavar las nanopartículas, y al mismo tiempo prolongan su vida útil, pues al hallarse inmersas en el medio de reacción, el exceso de agentes reductores que dicho medio de reacción contiene proporciona una protección contra la oxidación, a la par que dicho medio de reacción evita la formación de complejos.

A los fines de la presente invención, se entiende por vida útil al tiempo durante el cual dichas nanopartículas metálicas se mantienen sin oxidarse. A fines de referencia, la vida útil de nanopartículas de cobre producidas mediante la presente invención según se describe en el Ejemplo 1 , se estima en al menos 5 años, de acuerdo con las conclusiones de los ensayos de Ejemplo 6.

En una realización de la presente invención, las nanopartículas metálicas generadas se mantienen en suspensión con el agregado de sustancias antisedimentantes, como por ejemplo, pero sin limitarse a, goma guar o disolución de úrea modificada en N- metilpirrolidona. En esta realización, el medio que contiene a dichas nanopartículas metálicas generadas al que se agrega dichas sustancias antisedimentantes se elige del conjunto que comprende a dicho medio de reacción, agua, otros solventes, o sus mezclas. El ejemplo 7 demuestra que es posible conseguir estabilidad de suspensiones acuosas de nanopartículas metálicas obtenidas mediante la presente invención por lapsos de tiempo que dependen de la concentración de un antisedimentante agregado, lo que representa otra ventaja de la presente invención.

Además, las nanopartículas metálicas generadas mediante la presente invención presentan un tamaño medio de 61 nm, con un tamaño menor a 80 nm, según se demuestra en el Ejemplo 8, lo que representa otra ventaja de la presente invención.

Otro objeto de la presente invención es una formulación para impregnación de textiles que le confieren propiedades antivirales y bactericidas.

La formulación para impregnación de textiles preferida de la presente invención comprende nanopartículas metálicas en suspensión obtenidas según la presente invención, agua desionizada, agentes tensioactivos y agentes antisedimentantes.

En una realización preferida de la formulación para impregnación de textiles de la presente invención, dichas nanopartículas metálicas en suspensión se agregan en una cantidad tal que el valor de concentración medido con un electro conductímetro esté comprendido en el rango de 900 a 1200 ppm.

En la realización preferida de la formulación para impregnación de textiles de la presente invención, dichos agentes tensioactivos comprenden tensioactivos no-ionicos, tales como alcoholes y fenoles etoxilados, tales como el nonil fenol etoxilado 10 M, lauril éter etoxilado, ácido láurico etoxilado con 7 Moles de Óxido de Etileno, entre tantos otros conocidos en el estado de la técnica como tensioactivos no-ionicos. En una realización preferida de la formulación para impregnación de textiles de la presente invención, dichos agentes tensioactivos se encuentran en una concentración que comprende 1 g/L a 10 g/L.

En la realización preferida de la formulación para impregnación de textiles de la presente invención, dichos agentes antisedimentantes comprenden goma guar.

En una realización preferida de la formulación para impregnación de textiles de la presente invención, dichos agentes antisedimentantes se encuentran en concentración comprendida en el rango de 5 a 30 g/L.

Los ejemplos 9, 10, 11 , y 12, ¡lustran formulaciones para impregnación de textiles según la presente invención.

El ensayo del ejemplo 14 demuestra que las telas tratadas con las formulaciones para impregnación de textiles según la presente invención poseen actividad bactericida mayor al 99,9997%.

Por otro lado, el ejemplo 15 demuestra que las telas tratadas las formulaciones para impregnación de textiles según la presente invención presentan actividad virucida, siendo efectivas para producir un 99% de inactivación (2 unidades logarítmicas) en el título infeccioso de un stock de coronavirus canino (ATCC® VR-2068).

El ejemplo 16 demuestra que las telas tratadas las formulaciones para impregnación de textiles según la presente invención no resultan irritantes en contacto con la piel, y el ejemplo 17 demuestra que las telas tratadas las formulaciones para impregnación de textiles según la presente invención no producen reacciones de sensibilización.

Otro objeto de la presente invención es la preparación de una formulación de suavizante para telas antimicrobiano, que comprende al menos un suavizante para telas comercial y nanopartículas metálicas en suspensión obtenidas según la presente invención.

El ejemplo 13 ¡lustra una formulación preferida de suavizante para telas antimicrobiano según la presente invención. El ejemplo 18 demuestra que las telas tratadas con la formulación de suavizante para telas antimicrobiano de la presente invención poseen actividad bactericida.

Ejemplos

A fines de describir con mayor detalle la presente invención, se exponen a continuación algunos ejemplos, sin que estos impliquen limitación alguna a los alcances de la presente invención.

Ejemplo 1: Obtención de nanopartículas metálicas de cobre.

Se aplicó una realización preferida del método de obtención de nanopartículas metálicas de la presente invención a la obtención de nanopartículas de cobre. Para las determinaciones de pesos se utilizó una balanza granataria con 2 decimales de precisión. En un recipiente de 20 litros de capacidad se colocaron 9,5 L de agua destilada (medio de reacción) a 10 °C. A esa temperatura la densidad de dicha agua destilada es 0,99977 g/cm ³ por lo que se pesó 9497,81 g de agua destilada.

Luego se agregaron 22,00 g de polivinilpirrolidona, y con un agitador mecánico se agitó durante 5 minutos para disolver completamente dicho polímero.

Una vez disuelto el agente surfactante y protector de superficie, se agregó 720,00 g de ácido ascórbico (agente reductor) y se continuó la agitación durante 5 minutos más para disolver todo este reactivo.

A continuación, se agregó lentamente a la solución anterior 800,00 g de sulfato de cobre pentahidratado (compuesto metálico), mientras se continuaba con la agitación.

Inmediatamente se observó un cambio de color en la solución de traslucido a verde, cambio que indica el inicio de la reducción del Cu ⁺² .

Luego se agregó a dicha mezcla 800,00 g de hipofosfito de sodio (agente reductor), continuando con la agitación.

Por último, se agregaron 500 mi de solución 5 M de hidróxido de sodio.

Al completar el agregado de la solución de hidróxido de sodio se observó el cambio de color de verde a marrón rojizo.

Se continuó con la agitación de la mezcla reaccionante hasta completar 1 hora desde el comienzo de la agitación.

Se observó la presencia de nanopartículas de cobre depositadas en el fondo del recipiente, con un color rojizo propio del cobre metálico. Ejemplo 2: Obtención de nanopartículas metálicas de cobre.

Se aplicó una realización preferida del método de obtención de nanopartículas metálicas de la presente invención a la obtención de nanopartículas de cobre. Para las determinaciones de pesos se utilizó una balanza granataha con 2 decimales de precisión. En un recipiente de 20 litros de capacidad se colocaron 9,4 L de agua destilada (medio de reacción) a 25 °C. A esa temperatura la densidad de dicha agua destilada es 0,99713 g/cm ³ por lo que se pesó 9 373,02 g de agua destilada.

Luego se agregaron 220,00 g de polivinilpirrolidona, y con un agitador mecánico se agitó durante 5 minutos para disolver completamente dicho polímero.

Una vez disuelto el agente surfactante y protector de superficie, se agregó 500,00 g de ácido ascórbico (agente reductor) y se continuó la agitación durante 5 minutos más para disolver todo este reactivo.

A continuación, se agregó lentamente a la solución anterior 500,00 g de sulfato de cobre pentahidratado (compuesto metálico), mientras se continuaba con la agitación.

Inmediatamente se observó un cambio de color en la solución de traslucido a verde, cambio que indica el inicio de la reducción del Cu ⁺² .

Luego se agregó a dicha mezcla 500,00 g de hipofosfito de sodio (agente reductor), continuando con la agitación.

Por último, se agregaron 600 mi de solución 5 M de hidróxido de sodio.

Se continuó con la agitación de la mezcla reaccionante hasta completar 1 hora desde el comienzo de la agitación.

Ejemplo 3: Obtención de nanopartículas metálicas de cobre.

Se aplicó una realización preferida del método de obtención de nanopartículas metálicas de la presente invención a la obtención de nanopartículas de cobre. Para las determinaciones de pesos se utilizó una balanza granataha con 2 decimales de precisión. En un recipiente de 20 litros de capacidad se colocaron 9,4 L de agua destilada (medio de reacción) a 25 °C. A esa temperatura la densidad de dicha agua destilada es 0,99713 g/cm ³ por lo que se pesó 9 373,02 g de agua destilada.

Luego se agregaron 2000,00 g de polivinilpirrolidona (agente surfactante y protector de superficie), y con un agitador mecánico se agitó durante 15 minutos para disolver completamente dicho polímero.

Una vez disuelto el agente surfactante y protector de superficie, se agregó 300,00 g de ácido ascórbico (agente reductor) y se continuó la agitación durante 5 minutos más para disolver todo este reactivo. A continuación, se agregó lentamente a la solución anterior 350,00 g de sulfato de cobre pentahidratado (compuesto metálico), mientras se continuaba con la agitación.

Inmediatamente se observó un cambio de color en la solución de traslucido a verde, cambio que indica el inicio de la reducción del Cu ⁺² .

Luego se agregó a dicha mezcla 350,00 g de hipofosfito de sodio (agente reductor), continuando con la agitación.

Por último, se agregaron 300 mi de solución 5 M de hidróxido de sodio.

Se continuó con la agitación de la mezcla reaccionante hasta completar 1 hora desde el comienzo de la agitación.

Ejemplo 4: Evaluación cuantitativa de actividad viricida.

Se midió la capacidad viricida de una muestra de nanopartículas metálicas de cobre producidas según el Ejemplo 1 , suspendidas en el medio reaccionante de la presente invención, por contacto directo con el coronavirus canino CCV (ATCC® VR-2068), determinándose luego de un tiempo de contacto la cantidad de virus infectivo sobreviviente respecto a un control de virus mantenido en las mismas condiciones en medio de cultivo, sin contacto con la muestra.

Para esto, se prepararon 2 tubos tipo Eppendorf de 1 ,5 mi de capacidad con 0,2 mi de una suspensión de viral. A un tubo, se agregaron 0,2 mi de la muestra pura, y se dejó en contacto durante 5 min a temperatura ambiente. Se agregaron 0,2 mi de medio de cultivo al otro tubo con virus como control, y se incubó en las mismas condiciones.

Se tomó una alícuota de 0,1 mi de la muestra de virus tratado y sin tratar con el producto e inmediatamente se realizaron diluciones decimales en medio de cultivo. Todas las diluciones se mantuvieron a temperatura ambiente hasta el momento de inocular las células.

Se cuantificó la infectividad remanente en cada caso por el método de Reed-Muench, calculando la dosis infectiva en cultivo tejido 50 (TCID 50) en células de riñón felino CRFK (ATCC® CCL-94™). Para ello, cultivos celulares crecidos en microplacas de 96 pocilios fueron inoculados con las diluciones decimales de las muestras sometidas a cada tratamiento, 40 pl por pocilio, por cuadriplicado. Luego de 1 hora de adsorción a 37 °C, se eliminaron los inóculos y se agregó medio de cultivo DMEM adicionado de 0,25% tripsina. Se incubaron los cultivos a 37 °C en estufa de CO2.

Los pocilios fueron observados diariamente durante 3 días post-infección para registrar el avance del efecto citopático en cada pocilio. Se calcularon los títulos de ¡Afectividad remanente, se expresaron en TCID50, y en base a los resultados se determinó la actividad viricida de la muestra como % de reducción de ¡Afectividad respecto del control no tratado con la muestra.

Para cada ensayo se realizaron tres determinaciones independientes.

Porcentaje de inactivación: 100 - (título de virus tratado con la muestra / título de virus control) x 100.

La muestra de nanopartículas metálicas de cobre producidas según la presente invención fue efectiva para producir un 99,99% de inactivación (4 unidades logarítmicas) en el título infeccioso de un stock de coronavirus canino (ATCC® VR-2068), luego de 5 minutos de contacto.

Ejemplo 5: Ensayo de citotoxicidad MTT según ISO 10993-5:2009.

Se realizó la valoración del carácter citotóxico una muestra de nanopartículas metálicas de cobre producidas según el Ejemplo 1 , suspendidas en el medio reaccionante de la presente invención, mediante el ensayo cuantitativo de citotoxicidad (MTT) in vitro descrito en la norma ISO 10993-5 (3 ^a edición, 2009).

El ensayo se realizó utilizando células L-929 cultivadas en la fase exponencial del crecimiento.

Se realizaron diluciones de la muestra y se agregaron a un cultivo de células L-929. La muestra y los controles se prepararon según norma ISO 10993-12 (4 ^a edición, corregida 2012) y se agregaron a un cultivo de células L-929. Luego de 24hs a 37 °C y 5% CO2 se evaluó citotoxicidad.

Por las características físicas de la muestra (a temperatura ambiente: una fase acuosa con partículas en suspensión), se prepararon siete diluciones en medio control.

La muestra y los extractos se prepararon en base a la norma ISO 10993-12 (4 ^a edición, corregida 2012).

Todo el procedimiento se realizó en condiciones asépticas.

Como vehículo de extracción se utilizó medio de cultivo suplementado con 5% de suero fetal bovino (SFB).

Las condiciones de extracción fueron: recipientes cerrados, estériles y químicamente inertes; 24 hs a 37±2 °C con agitación. Debido a la presencia de partículas en suspensión en la mayor concentración ensayada (20% V/V), la misma se centrifugó antes de diluirla y ponerla en contacto con la monocapa celular.

Se determinó el pH de los extractos realizados: el blanco resultó con pH 8,0 y sin modificación de color o turbidez; el extracto de la muestra resultó con pH 8,0 sin modificación de color y con partículas en suspensión; el control negativo resultó con pH 8,0 y sin modificación de color o turbidez; el control positivo resultó con pH 7,5 y sin modificación de color o turbidez.

Los controles positivo y negativo se eligieron en base a las sugerencias de la norma ISO 10993-12.

Control positivo de citotoxicidad: látex estéril, y DMSO.

Control negativo de citotoxicidad: polipropileno estéril testeado.

Para el control positivo y negativo se utilizaron las mismas condiciones de extracción que para la muestra en estudio.

Para el blanco, se utilizó medio de cultivo suplementado con 5% de SFB incubado durante 24 hs a 37±2 °C con agitación.

La línea celular utilizada, L-929, es una línea derivada de tejido normal conectivo subcutáneo areolar y adiposo de ratón (Mus musculus). Esta es una línea celular establecida y bien caracterizada, que ha demostrado resultados reproducidles. Es comúnmente utilizada para ensayos de toxicidad.

Proviene de ABAC- Asociación Banco Argentino de Células, certificada como libre de micoplasmas.

Se descongeló 1 criotubo y se realizaron repiques antes de comenzar el ensayo (según ISO 10993-5).

Las células L-929, fueron cultivadas en Minimum Essential Medium, GIBCO, estéril.

La muestra se ensayó en 6 concentraciones distintas: 20%, 10%, 5%, 2.5%, 1 ,25% y 0,625%. Como diluyente se utilizó medio de cultivo estéril suplementado con 5% de SFB extraído 24 horas a 37±2 °C con agitación.

Los controles positivos, negativo, y el blanco se usaron al 100% de concentración. Los extractos y diluciones descritas se aplicaron por cuadruplicado a una monocapa celular reemplazando el medio de cultivo de crecimiento.

Pasadas las 24 h de incubación con los extractos en las distintas concentraciones y los controles, se reemplazó el medio por MTT (3-(4, 5-dimethylthiazolyl-2)-2, 5- diphenyltetrazolium bromide), y se incubó con las células por 2 h más (37 °C y 5% CO2). Posteriormente se cuantificó la densidad óptica a 570 nm (ref 650 nm) como medida de actividad metabólica y viabilidad celular.

El porcentaje de viabilidad se calculó según la fórmula:

% Viabilidad= (OD test/OD blanco) x 100

% Viabilidad menor a 70% es considerado potencialmente citotóxico. La tabla 1 resume los resultados obtenidos. Como se puede observar, la viabilidad celular de los cultivos que estuvieron en contacto con las diferentes diluciones de la muestra es mayor al 70% (no citotóxico) a partir de la dilución 1/40 (concentración 2,5% V/V).

Tanto el control positivo como el negativo se comportaron acorde a lo esperado.

El ensayo supero todos los controles: promedio OD 570 de los blancos > 0,2; promedio OD 570 blancos izquierda = 1 ,2534; promedio OD 570 blancos derecha = 1 ,35375; promedio OD 570 todos los blancos = 1 ,3036.

Por lo tanto, se concluyó que la muestra de nanopartículas metálicas de cobre producidas según la presente invención como se describe en el Ejemplo 1 , cumplió con los requerimientos del ensayo, y se clasificó como un producto NO CITOTOXICO a partir de la dilución 1/40 (concentración 2,5% V/V).

Tabla 1: Evaluación cuantitativa de citotoxicidad de la muestra

OD 570 nm SD % viabilidad promedio

Control positivo 0,007 0,00276 0,5

Control negativo 1 ,309 0,03293 100,4

Test 20% = dilución 1/5 0,009 0,0022 0,7

Test 10% = dilución 1/10 0,049 0,00741 3,8

Test 5% = dilución 1/20 0,085 0,00404 6,55

Test 2,5% = dilución 1/40 1 ,1049 0,03041 80,49

Test 1 ,25% = dilución 1/80 1 , 149 0,04661 88,13

Test 0,625% = dilución 1/160 1 , 190 0,0363 91 ,26

Blanco 1 ,304 0,05948 100

Ejemplo 6: Ensayo de termogravimetría.

Se realizaron ensayos de termogravimetría de dos muestras de nanopartículas de cobre en suspensión acuosa, y se utilizó un equipo TA Q500. La muestra del ejemplo 1 contaba con recubrimiento de pol ivinilpirrolidona (agente surfactante y protector de superficie que proporciona una capa protectora polimérica a las nanopartículas), mientras que la muestra nombrada como BETA fue preparada de acuerdo a como se describe en el Ejemplo 1 pero sin utilizar polivinilpirrolidona. Ambas muestras con la protección de los agentes reductores (hipofosfito de sodio y ácido ascórbico). En una primera etapa las muestras fueron mantenidas bajo un flujo de nitrógeno de 30 ml/min (atmósfera inerte), calentadas a 10 °C/min hasta 90 °C, manteniendo esta temperatura durante 60 minutos para eliminar completamente el agua contenida en las mismas.

En una segunda etapa, la atmósfera fue cambiada a atmósfera de aire (oxidativa), manteniendo un flujo de 30 ml/min, y se aplicó una rampa de calentamiento a 10 °C/min hasta 500 °C (Figuras 1 a 4). Se mantuvo esta temperatura durante 1 hora.

Examinando los resultados (Figuras 1 a 4) se puede observar que las muestras pierden masa durante el ensayo. Se identificaron picos de pérdida de masa correspondientes a la degradación del hipofosfito de sodio en gas (en el entorno de 140 °C), evaporación del ácido ascórbico (por encima de 190 °C) y pérdidas de masa por degradación del recubrimiento (polivinilpirrolidona) por encima de 240 °C. Sin embargo, el comportamiento de ambas muestras es diferente: en la muestra con polivinilpirrolidona (figuras 1 y 3) la degradación del hipofosfito de sodio se ve disminuida y retrasada por el efecto del recubrimiento, pasando de un pico a 144 °C con una pérdida masa de 6,0% en la muestra sin polivinilpirrolidona (figura 2), a un doble pico con hombro en 180 °C con una pérdida de masa de 1 ,5% en la muestra con polivinilpirrolidona (figura 1 ). También se nota una reducción en la pérdida de peso del ácido ascórbico, 3,0% en la muestra sin polivinilpirrolidona y 0,3% en las muestras con polivinilpirrolidona. Esto demuestra que la polivinilpirrolidona (agente surfactante y protector de superficie) es funcional para evitar las pérdidas de los agentes antioxidantes.

Por otro lado, en la muestra sin polivinilpirrolidona (figuras 2 y 4) se ve un incremento en el peso de 1 ,7% a partir de 350 °C y no se ve ningún incremento de peso en las muestras con polivinilpirrolidona (figuras 1 y 3). Este incremento es debido a la oxidación del cobre, absorbiendo oxígeno durante el proceso. En la muestra con polivinilpirrolidona no se observa ningún incremento de peso, y por ende no está ocurriendo la oxidación del cobre.

Comparando con resultados experimentales de [Noemi Jardón-Maximino, et al, 2018], donde encuentran que las nanopartículas de cobre sin protección se oxidan de manera instantánea cuando se las somete a atmósfera oxidativa, se concluyó que: el agente reductor de la presente invención (ácido ascórbico/hipofosfito de sodio) tienen un efecto positivo, disminuyendo la velocidad de oxidación del cobre; y se nota un efecto sinérgico entre dicho agente reductor con la polivinilpirrolidona que genera una protección sobre los agentes reductores, disminuyendo las pérdidas de los mismos y aumentando la resistencia a la oxidación, logrando una estabilidad inusitada a la temperatura y una protección que evita completamente la oxidación del cobre hasta temperaturas cercanas a los 200 °C. Con lo que queda demostrada la sinergia entre la polivinilpirrolidona y el agente reductor de la presente invención constituido por la mezcla de ácido ascórbico e hipofosfito de sodio.

Se efectuó un análisis teórico que se corroboró con un análisis termo graviméthco (TGA). Se compararon las gráficas obtenidas con las gráficas de [Noemi Jardón-Maximino, et al, 2018] y, dado que ambas gráficas resultaron equivalentes y comparables, se concluyó que las nanopartículas desarrolladas mediante la presente invención poseen una estabilidad o duración mayor a 60 meses.

Ejemplo 7: Estabilidad en suspensión.

Para la realización de este ensayo se tomó una alícuota de una suspensión de nanopartículas de cobre preparadas de acuerdo con el Ejemplo 1 de la presente invención, y se prepararon 8 muestras de suspensiones de la misma en diversos medios. Se tomó como tiempo de estabilidad al tiempo que transcurrió hasta que se comenzó a notar una separación de fases. Los resultados en el tiempo y la descripción de los medios se detallan en la tabla 2.

La concentración de cobre en todas las muestras fue de 0,1 % peso en volumen.

El medio empleado para la muestra 1 (blanco) fue agua destilada.

El medio empleado para la muestra 2 fue una solución de etilenglicol en agua destilada al 50% volumen en volumen.

El medio empleado para las muestras 3, 4, 5, y 6, fue una solución de un antisedimentante en agua destilada, con distintas concentraciones. Como antisedimentante fue utilizado una disolución de úrea modificada en N-metilpirrolidona con nombre comercial Rheobyk-420, en distintas concentraciones mostradas en la Tabla 2.

Se concluye que mediante agregado de antisedimentante es posible mantener la estabilidad de una suspensión acuosa de nanopartículas metálicas obtenida por el método de la presente invención, durante un tiempo que depende de la concentración del antisedimentante agregado.

Tabla 2: Ensayo de estabilidad en suspensión

Muestra Medio Estabilidad [minutos]

1 Agua (Blanco) 2 2 Etilenglicol 50% P/V en agua 5

3 Antisedimentante 0,1 % P/V en agua +1440

4 Antisedimentante 0,3% P/V en agua +4320

5 Antisedimentante 0,5% P/V en agua +5760

6 Antisedimentante 3% P/V en agua Infinito (formación de gel)

Ejemplo 8: Medición del tamaño de partícula.

Las medidas de Dispersión de Luz Dinámica (DLS) fueron realizadas en un equipo marca Malvern, modelo Zetasicer, por triplicado. Para la realización de este ensayo se tomó una alícuota de una muestra de nanopartículas de cobre preparadas de acuerdo con el Ejemplo 1 de la presente invención y se procedió a realizar la medición. El resultado obtenido (Fig. 5), muestra que las partículas recubiertas con polivini Ipirrolidona presentan un tamaño medio de 61 nm. Se observa que el tamaño de las partículas es menos a 80 nm.

Ejemplo 9: Formulación para impregnación de textiles no tejidos.

Se preparó una formulación para impregnación de textiles no tejidos.

En un recipiente de 20 L de capacidad se colocaron 15 L de agua desionizada. Se agregó una suspensión de nanopartículas metálicas obtenidas según el ejemplo 1 de la presente invención, en cantidad tal que el valor de concentración medido con un electro conductímetro fue de aproximadamente 1000 ppm. Luego se agregó tensioactivo no- iónico (Nonil fenol etoxilado 10 M) hasta una concentración final de 3 g/L. Finalmente se agregó goma guar (agente antisedimentante), hasta una concentración final de 20 g/L.

Ejemplo 10: Formulación para impregnación de textiles de algodón.

Se preparó una formulación para impregnación de textiles de algodón.

En un recipiente de 20 L de capacidad se colocaron 15 L de agua desionizada. Se agregó 200 mi de una suspensión de nanopartículas metálicas obtenidas según el ejemplo 2 de la presente invención. Luego se agregó tensioactivo no-ionico (Nonil fenol etoxilado 10M) hasta una concentración final de 2 g/L. Finalmente se agregó goma guar, hasta una concentración final de 15 g/L.

Ejemplo 11: Formulación para impregnación de textiles.

Se preparó una formulación para impregnación de textiles. En un recipiente de 20 L de capacidad se colocaron 15 L de agua desionizada. Se agregó 100 mi de una suspensión de nanopartículas metálicas obtenidas según el ejemplo 3 de la presente invención. Luego se agregó tensioactivo no-ionico (Nonil fenol etoxilado 10 M) hasta una concentración final de 6 g/L, hasta una concentración final de 10 g/L. Finalmente se agregó goma guar (agente antisedimentante), hasta una concentración final de 5 g/L.

Ejemplo 12: Formulación para impregnación de textiles.

Se preparó una formulación para impregnación de textiles.

En un recipiente de 20 L de capacidad se colocaron 15 L de agua desionizada. Se agregó 200 mi de una suspensión de nanopartículas metálicas obtenidas según el ejemplo 1 de la presente invención. Luego se agregó tensioactivo no-ionico (Nonil fenol etoxilado 10 M) hasta una concentración final de 8 g/L. Finalmente se agregó goma guar (agente antisedimentante), hasta una concentración final de 20 g/L.

Ejemplo 13: Formulación de suavizante antimicrobiano para telas.

Se preparó una formulación de suavizante para telas con capacidades antimicrobianas. A 1 L de suavizante para telas comercial se agregó 8 mi de una suspensión de nanopartículas de cobre obtenida según el ejemplo 2 de la presente invención.

Ejemplo 14: Ensayo de actividad antimicrobiana de telas no tejidas.

Se ensayaron 3 muestras textiles de tela no tejida utilizada para la confección de barbijos tratadas con la formulación del ejemplo 9 (muestras A, B, y C) de la presente invención, y una muestra no tratada del mismo textil (muestra Blanco).

Se siguió la metodología deschpta en la norma J IS Z 2801 :2000 (Antimicrobial products- Test for antimicrobial activity and efficacy).

Para los ensayos se utilizó la bacteria gram-negativa Escherichia coli (K12 cepa RP437), crecida y mantenida en medio de cultivo Luha-Bertani (LB).

Se observó un efecto bactericida en las muestras textiles A. B, y C (tratadas con la formulación del ejemplo 9 de la presente invención) analizadas, obteniendo un efecto bactericida sobre E. coli mayor al 99,9997% luego de 24 horas de incubación.

La tabla 3 resume los resultados del ensayo. Tabla 3: Ensayo de actividad antimicrobiana de telas no tejidas

Muestra UFC/ml promedio Log UFC Actividad % muerte

(se indica el valor <20 promedio antimicro celular cuando hay ausencia de biana

Blanco 5x10 ⁴ 4,70

(T = 0 h)

Blanco 9x10 ⁶ 5,845

(T = 24 h) 5x10 ⁶

A <20 1 ,3 4,54 99,9997

(T = 24 h) <20

B <20 1 ,3 4,54 99,9997

(T = 24 h) <20

C <20 1 ,3 4,54 99,9997

(T = 24 h) <20

(*) Calculada según norma JIS Z 2801 , como la diferencia logarítmica entre las muestras tratadas y la muestra control luego de 24 horas de incubación.

Ejemplo 15: Ensayo de evaluación cuantitativa de actividad virucida en telas.

Se ensayaron 2 muestras de tela, una Tela SBA_Cu (tratada con la formulación del ejemplo 12 de la presente invención, y una Tela testigo sin tratar para comprobar su actividad virucida contra el coronavirus canino (CCV) ATCC® VR-2068.

Una vez recibidas, la tela testigo (sin tratar) y la tela impregnada con la formulación del ejemplo 12 de la presente invención se cortaron en esterilidad en piezas de 20 mm x 20 mm.

La capacidad virucida de cada muestra de tela se midió por contacto directo durante 30 minutos con 200 pl del stock viral (1x10 ⁸ TCID50/ml), determinándose la cantidad de virus infectivo remanente luego de un lavado de 20 minutos con 2 mi de solución fisiológica.

Para ello, se tomó una alícuota de 0, 1 mi de cada muestra de virus recuperado, tanto de la tela tratada o de la tela sin tratar, y se realizaron diluciones decimales en medio de cultivo. Todas las diluciones se mantuvieron a temperatura ambiente hasta el momento de inocular las células.

Se cuantificó la infectividad remanente en cada caso por el método cuantal de punto final y transformación de Reed-Muench, calculando la dosis infectiva en cultivo tejido 50 (TCID 50) en células de riñón felino CRFK (ATCC® CCL-94™). Para ello, cultivos celulares crecidos en microplacas de 96 pocilios fueron inoculados con las diluciones decimales de las muestras sometidas a cada tratamiento, 40 pl por pocilio, por cuadriplicado. Luego de 1 h de adsorción a 37 °C, se eliminaron los inóculos y se agregó medio de cultivo DMEM adicionado de 0,25% tripsina. Se incubaron los cultivos a 37 °C en estufa de CO2. Los pocilios fueron observados diariamente durante 3 días post-infección (p.i.) para registrar el avance del efecto citopático en cada pocilio.

Se calcularon los títulos de infectividad remanente, se expresaron en TCID50, y en base a los resultados se determinó la actividad virucida de la muestra como % de reducción de infectividad respecto del control (tela testigo).

Para cada ensayo se realizaron tres determinaciones independientes.

100 - (titulo de virus recuperado de la tela con biocida/ título de virus recuperado de la tela testigo) x 100

La Tela SBA_Cu (tratada con la formulación del ejemplo 12 de la presente invención) fue efectiva para producir un 99% de inactivación (2 unidades logarítmicas) en el título infeccioso de un stock de coronavirus canino (ATCC® VR-2068).

Ejemplo 16: Determinación del índice de Irritación Primeria Dérmica.

Se ensayó una muestra de tela tratada con la formulación del ejemplo 12 de la presente invención.

El ensayo fue realizado según norma ISO 10993-10 y Test del parche en conejos según Draize J.H Resolución N° 288 / 90, para muestras que no alteran el color de la piel.

De acuerdo al método de H.J. Draize, se usaron 6 conejos albinos, machos o hembras, de peso corpóreo de 2 a 3 kg. 24 horas antes del ensayo se rasura una superficie en el lomo de 2,5 x 2,5 cm. Se aplica 0,5 g de la muestra el primer día del ensayo a cada conejo en la zona rasurada.

24 hs. más tarde se limpia la zona y se procede a las lecturas de las lesiones dérmicas. A las 72 horas de iniciado el ensayo se realiza una nueva lectura.

Los animales fueron mantenidos durante todo el período de prueba en jaula individuales a temperatura de 22° C + / - 2 ^o C y humedad relativa entre 30 % y 70 %.

La muestra obtuvo un índice de 0,00 (se considera como satisfactorio si su índice se encuentra entre 0,0 y 0.9), por lo que se lo clasifica como no irritante.

De acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que el producto SI es satisfactorio. Ejemplo 17: Ensayo de Sensibilización Tópica.

Se ensayó una muestra de tela tratada con la formulación del ejemplo 12 de la presente invención, con metodología según norma ISO 10993-10.

Se usaron 20 cobayos albinos (10 hembras y 10 machos) de pesos entre 300 y 400 g.

Se aplicó la muestra en estudio 10 veces, día por medio (fase inductiva) y luego se suspendió el tratamiento. 12 días más tarde se aplica nuevamente la muestra (fase desencadenante) y se realizaron lecturas de las reacciones cutáneas a las 1 , 6, 24 y 48 horas de retirada la muestra. La muestra se retira cada 48 horas después de su aplicación.

Los animales tratados con la muestra en estudio NO tuvieron reacciones en la piel.

Los animales controles, NO tuvieron reacciones en la piel.

De acuerdo con los resultados obtenidos en la experiencia detallada, NO se pudo demostrar que las formulaciones para impregnación de textiles según la presente invención producen reacciones de sensibilización.

Ejemplo 18: Determinación de las propiedades antimicrobianas de telas tratadas con Formulación de suavizante para telas antimicrobiano.

Se utilizó la Formulación de suavizante antimicrobiano para telas del ejemplo 13 en un lavado en lavarropas automático con 3 muestras de telas: una de algodón (muestra Alg- TP-Suav), una de acetato (muestra Acet-Suav), y una de poliester (muestra Polies- Suav). Se ensayaron estas 3 muestras junto con otras 3 muestras sin tratar usadas como blanco, una de algodón (muestra Alg-TP-Blanco), una de acetato (muestra Acet-Blanco), y una de poliester (muestra Polies-Blanco).

Se siguió el método de absorción deschpto en la norma JIS L 1902:2008 (Testing Antibacterial Activity and Efficacy on Textile Products).

Para determinar la efectividad de la prueba, se calculó el valor de crecimiento bacteriano de acuerdo con la siguiente ecuación:

F = Mb -Ma donde F es el valor de crecimiento, Ma es el promedio del logaritmo del número de bacterias vivas en la tela control a tiempo 0. Mb es el promedio del logaritmo del número de bacterias vivas en la tela control después de 24h de incubación.

Cuando el valor de crecimiento es superior a 1 ,5, la prueba se considera eficaz, y cuando el valor de crecimiento es 1 ,5 o menos, la prueba se considera ineficaz.

Cuando la prueba cuantitativa ha sido eficaz, el valor de la actividad antimicrobiana debe calcularse según: R = Ma -Me,

Me es el promedio del logaritmo del número de bacterias vivas en las telas después de 24 h de incubación en una muestra tratada con antimicrobiano.

Para los ensayos se utilizó la bacteria gram-negativa Escherichia coli (K12 cepa RP437), crecida y mantenida en medio de cultivo Luha-Bertani (LB).

Se obtuvieron valores de crecimiento bacteriano mayores a 1 ,5 por lo que el ensayo se considera eficaz según norma JIS L 1902.

Se observó un efecto bactericida en todas las muestras textiles analizadas, obteniendo un efecto bactericida sobre E. coli mayor al 99,99 % luego de 24 horas de incubación. La tabla 4 resume los resultados del ensayo.

Tabla 4: Determinación de las propiedades antimicrobianas de telas tratadas con Formulación de suavizante para telas antimicrobiano

Muestra UFC/ml promedio Log UFC Crecimi Activida %

(se indica el valor <20 promedio ento d muerte cuando hay ausencia bacteria antimicr celular de UFCs) no (F)* obiana

(R)

Alg-TP- 6,5x10 ⁵ 5,81

Blanco

(T = 0 h)

Acet- 8x10 ⁵ 5,90

Blanco

(T = 0 h)

Poliest- 4,5x10 ⁵ 5,65 -

Blanco

(T = 0 h)

Alg-TP- 1 ,1x10 ⁸ 7,98 2,17

Blanco 8x10 ⁷

Acet- 4x10 ⁸ 8,48 2,58

Blanco 2x10 ⁸

Poliest- 3,5x10 ⁸ 8,60 2,95

Blanco 4,5x10 ⁸

Alg-TP- <20 2,13 - 5,85 99,9998

Suav 250 Acet- 800 2,61 - 5,87 99,999,

Suav <20

Poliest- <20 1 ,3 - 7,3 99,9999

Suav <20

(*) F (crecimiento bacteriano) >1 ,5 la prueba se considera eficaz.

Ejemplo 19

Espectrofotometría UV-Visible

Se realizaron análisis por espectrofotometría en todo el rango del espectro UV-Visible para determinar el estado de oxidación de las partículas de cobre de la formulación del ejemplo 9, tal como se ve en la figura 6 , que muestra la absorbencia vs longitud de onda. Como testigo se analizó una solución de Cu+2 (sulfato de cobre como control comparativo).

Los resultados obtenidos muestran la curva típica del cobre metálico (Cu°) para la figura 6 correspondiente a la muestra del ejemplo 9, sin presencia de óxido de cobre (Cu ⁺² ).

REFERENCIAS

Lista de citas

Literatura de patentes

CN111822696 A (SHENZHEN INSTITUTES OF ADVANCED TECHNOLOGY - CHINESE ACADEMY OF SCIENCES) 2020.10.27.

Literatura no relacionada con patentes

Lee, Y., Choi, J., Lee, K. J., Stott, N. E., & Kim, D. (2008). Large-scale synthesis of copper nanoparticles by chemically controlled reduction for applications of inkjet-printed electronics. Nanotechnology, 79(41 ), 415604. doi:10.1088/0957-4484/19/41/415604 Noemi Jardón-Maximino, et al. (2018). Oxidation of copper nanoparticles protected with different coating and stored under ambient conditions. Journal of Nanomaterials, Vol 2018, article ID 9512768, 8 pages.