Usando Diferentes Modelos de Energía Superficial para Evaluar las Interacciones entre Películas de Recubrimiento Antiviral y el Virus Modelo phi6
Autores: Perin Fratnik, Zdenka; Plohl, Olivija; Kokol, Vanja; Fras Zemlji, Lidija
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
El quitosano de alto peso molecular (HMWCh), las nanofibras de celulosa cuaternizadas (qCNF) y su mezcla mostraron potencial antiviral en fase líquida, mientras que este efecto disminuyó al aplicarse en mascarillas faciales, como se estudió en nuestro trabajo reciente. Para obtener más información sobre la actividad antiviral del material, se prepararon películas delgadas recubiertas por centrifugación a partir de cada suspensión (HMWCh, qCNF) y su mezcla en una proporción de 1:1. Para entender su mecanismo de acción, se estudiaron las interacciones entre estas películas modelo con varios líquidos polares y no polares y el bacteriófago phi6 (en fase líquida) como un sustituto viral. Se utilizaron estimaciones de energía libre de superficie (SFE) como herramienta para evaluar la posible adhesión de diferentes fases líquidas polares a estas películas mediante mediciones de ángulo de contacto (CA) utilizando el método de gota sessile. Se utilizaron los modelos matemáticos de Fowkes, Owens-Wendt-Rabel-Kealble (OWRK), Wu y van Oss-Chaudhury-Good (vOGC) para estimar la energía libre de superficie y sus contribuciones polares y dispersivas, así como las contribuciones de ácido de Lewis y base de Lewis. Además, también se determinó la tensión superficial (SFT) de los líquidos. También se observaron las fuerzas de adhesión y cohesión en los procesos de humectación. La SFE estimada de las películas recubiertas por centrifugación varió entre los modelos matemáticos (26-31 mJ/m) dependiendo de la polaridad de los disolventes probados, pero la correlación entre los modelos indicó claramente un dominio significativo de los componentes de dispersión que obstaculizan la humectabilidad. La mala humectabilidad también fue respaldada por el hecho de que las fuerzas cohesivas en la fase líquida eran más fuertes que la adhesión a la superficie de contacto. Además, el componente dispersivo (hidrofóbico) dominó en la dispersión de phi6, y dado que este también fue el caso en las películas recubiertas por centrifugación, se puede suponer que ocurrieron fuerzas físicas débiles de van der Waals (fuerzas de dispersión) e interacciones hidrofóbicas entre phi6 y las películas de polisacáridos, lo que resultó en que el virus no estuviera en suficiente contacto con el material probado durante la evaluación antiviral del material para ser inactivado por los recubrimientos activos de los polisacáridos utilizados. En cuanto al mecanismo de muerte por contacto, esta es una desventaja que se puede superar cambiando la superficie del material anterior (activación). De esta manera, HMWCh, qCNF y su mezcla pueden adherirse a la superficie del material con mejor adhesión, grosor y diferente forma y orientación, resultando en una fracción polar más dominante de SFE y, por lo tanto, habilitando las interacciones dentro de la parte polar de la dispersión de phi6.
Descripción
El quitosano de alto peso molecular (HMWCh), las nanofibras de celulosa cuaternizadas (qCNF) y su mezcla mostraron potencial antiviral en fase líquida, mientras que este efecto disminuyó al aplicarse en mascarillas faciales, como se estudió en nuestro trabajo reciente. Para obtener más información sobre la actividad antiviral del material, se prepararon películas delgadas recubiertas por centrifugación a partir de cada suspensión (HMWCh, qCNF) y su mezcla en una proporción de 1:1. Para entender su mecanismo de acción, se estudiaron las interacciones entre estas películas modelo con varios líquidos polares y no polares y el bacteriófago phi6 (en fase líquida) como un sustituto viral. Se utilizaron estimaciones de energía libre de superficie (SFE) como herramienta para evaluar la posible adhesión de diferentes fases líquidas polares a estas películas mediante mediciones de ángulo de contacto (CA) utilizando el método de gota sessile. Se utilizaron los modelos matemáticos de Fowkes, Owens-Wendt-Rabel-Kealble (OWRK), Wu y van Oss-Chaudhury-Good (vOGC) para estimar la energía libre de superficie y sus contribuciones polares y dispersivas, así como las contribuciones de ácido de Lewis y base de Lewis. Además, también se determinó la tensión superficial (SFT) de los líquidos. También se observaron las fuerzas de adhesión y cohesión en los procesos de humectación. La SFE estimada de las películas recubiertas por centrifugación varió entre los modelos matemáticos (26-31 mJ/m) dependiendo de la polaridad de los disolventes probados, pero la correlación entre los modelos indicó claramente un dominio significativo de los componentes de dispersión que obstaculizan la humectabilidad. La mala humectabilidad también fue respaldada por el hecho de que las fuerzas cohesivas en la fase líquida eran más fuertes que la adhesión a la superficie de contacto. Además, el componente dispersivo (hidrofóbico) dominó en la dispersión de phi6, y dado que este también fue el caso en las películas recubiertas por centrifugación, se puede suponer que ocurrieron fuerzas físicas débiles de van der Waals (fuerzas de dispersión) e interacciones hidrofóbicas entre phi6 y las películas de polisacáridos, lo que resultó en que el virus no estuviera en suficiente contacto con el material probado durante la evaluación antiviral del material para ser inactivado por los recubrimientos activos de los polisacáridos utilizados. En cuanto al mecanismo de muerte por contacto, esta es una desventaja que se puede superar cambiando la superficie del material anterior (activación). De esta manera, HMWCh, qCNF y su mezcla pueden adherirse a la superficie del material con mejor adhesión, grosor y diferente forma y orientación, resultando en una fracción polar más dominante de SFE y, por lo tanto, habilitando las interacciones dentro de la parte polar de la dispersión de phi6.