HIGIENIZACIÓN 8 FUNCIONALIZACIÓN DE SUPERFICIES POLIMÉRICAS DE PP Y PU Sustratos y tecnologías de fabricación Se ha trabajado con polipropileno y poliuretano como materiales poliméricos, utilizando en ambos casos tecnologías 3D para su fabricación. Se ha seleccionado el polipropileno (PP) por ser uno de los materiales más versátiles, debido a su bajo coste, por ser inerte químicamente y por sus buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, su naturaleza hidrofóbica restringe su aplicación en una serie de áreas tecnológicamente importantes haciendo necesario su modificación superficial para funcionalizarlo mediante técnicas de activación mediante plasma u ozono. Por otra parte, también se estudió el poliuretano (PU), por ser uno de los materiales más utilizados en biomateriales principalmente en el sector médico, recubrimientos y adhesivos debido a sus excelentes propiedades mecánicas, resistencia a la abrasión, durabilidad, flexibilidad, bajo peso y por su biocompatibilidad [12]. Sin embargo, su alta hidrofobicidad y la facilidad de proliferación de las bacterias sobre su superficie hacen que sea necesaria su modificación superficial para evitarlo [13]. Para fabricar los sustratos de polipropileno se ha empleado la tecnología de lecho de polvo de polímeros, comúnmente conocida como Multi Jet Fusion (MJF) con una impresora 3D de HP 5200. Esta tecnología utiliza materiales termoplásticos en forma de polvo fino para crear piezas en tres dimensiones. Y en el caso del poliuretano se ha utilizado la tecnología de fotopolimerización en tanque con curado por exposición a luces de diodos emisores de luz, VPP-LED, en concreto la tecnología 3D Liquid Crystal Display, figura 4. Ésta trabaja con resiFigura 6. Espectros de infrarrojos de las superficies de a) PP y b) PU tras su funcionalización por activación y anclaje directo sin y con SiQAc y su comparación con el agente bactericida como reactivo; c) espectros de infrarrojos de los recubrimientos sol-gel funcionalizados con SiQAc y SiQAc+Ag y su comparación con el agente bactericida como reactivo. nas fotosensibles que se curan capa a capa de forma invertida creando piezas en tres dimensiones. La fuente de curado está formada por un panel LCD de alta resolución y de longitud de onda en torno a los 405 nm. Bactericida por contacto Las superficies bactericidas pueden actuar mediante tres mecanismos: repulsión, liberación de agente bactericida y contacto. De los tres sistemas se ha seleccionado el de contacto por sus ventajas más destacables: larga duración, no liberar productos químicos y matar al patógeno. La incorporación de componentes de amonio cuaternario con silanos es una de las vías más prometedoras para sistemas de desinfección por contacto sobre superficies, fundamentalmente por su fácil incorporación, compatibilidad, durabilidad, eficacia y seguridad [14]. En este sentido, se ha seleccionado un agente bactericida por contacto de silano de amonio cuaternario, SiQAc, con una cadena C-18. El mecanismo bactericida es por atracción y rotura de las enzimas y membrana celular de las bacterias [15]. Las bacterias quedan adheridas e inmovilizadas a la molécula que actúa como una espada rompiendo su pared celular. El reto de la técnica de funcionalización de superficies por bactericidas por contacto es realizar un enlace fuerte entre las superficies y los compuestos de silano de amonio cuaternario para evitar su migración y que queden formando parte de su superficie, modificándola y funcionalizándola. Este enlace consigue que el agente bactericida este contenido en el sustrato original sin que se pierda con el tiempo, como es el caso de los bactericidas por liberación. Modificación superficial La modif icación superf icial se ha llevado a cabo a través de dos metodologías: • Funcionalización directa por enlace covalente previa activación superficial.
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