یکی از مشکلات همیشگی بشر بیماری کودکان به دلیل آلودگی وسایل مورد استفاده آنها به ویژه اسباببازیها است. کودکان بیمار، والدین را تا بهبودی دوباره از کار بازمیدارند و کودکانی که اغلب بیمار میشوند مشکل بزرگی برای جامعه هستند. اخیراً مطالعهای انجام شده است که گزارش میکند 86 درصد از بزرگسالان معتقدند باکتریها تهدیدی برای کودکان پیش از نوجوانی هستند. 44 درصد دیگر در مورد وجود باکتری در هنگام مراقبت از کودکان ابراز نگرانی کردند. به طور خاص، اسباببازیهای کودکان، دارای میکروبهای مضر هستند، خواه کپک داخل اردک لاستیکی یا باکتری E.coli روی عروسکها باشد. تماس مکرر با دستهای آلوده همراه با تغییر شرایط محیطی و عدم تمیزکاری پیوسته، به شدت در آلودگی محصول نقش دارد. این آلودگیها برای والدینی که کنترل کمی بر اسباببازیهایی که فرزندانشان در مدرسه یا مهدکودک با آنها بازی میکنند، دارند، میتواند نگرانکننده باشد [1 و 2].
نفوذ فناوری نانو در صنایع گوناگون تحولات چشمگیری را ایجاد کرده است. در صنعت اسباببازی نیز با استفاده از این فناوری میتوان محصولاتی با خواص مختلف تولید کرد. فناوری نانو کمک میکند اسباببازیها سبکتر و در عین حال مستحکمتر شوند. همچنین عمر آنها به علت آبگریزی، ضدحریق شدن، ضدسایش شدن افزایش یابد. همچنین میتوان به اسباببازیها خواص ضدباکتری داد که موضوعی مهم در بازی کودکان است.
با نفوذ فناوری نانو در این صنعت پرطرفدار، محصولات با کیفیت بالاتری به دست مصرفکنندگان میرسند. کاهش هزینه تولید و افزایش کیفیت اسباببازیها به کمک فناوری نانو و طراحی و ساخت اسباببازیهای جدید بر پایه یکی از کاربردهای فناوری نانو، سه محور اصلی دلایل استفاده از فناوری نانو در این صنعت هستند[3].
استفاده از فناوری نانو برای آنتیباکتریال کردن اسباببازیهای کودکان امری مهم و ضروری است؛ بنابراین روزبهروز نیاز به مواد آنتیباکتریال جدید ناشی از گسترش نسبتاً بالای عفونت باکتریایی و مقاومت رو به رشد باکتریها به آنتیبیوتیکهای معمولی بیشتر حس میشود. در این موقعیت است که فناوری نانو به کمک میآید. فناوری نانو، استفاده از مواد با ابعاد نانومتری است که به طور فزایندهای برای کاربردهای گوناگون مورد استفاده قرار گرفته است. دلیل استفاده از مواد در ابعاد نانو تغییر خواص و ویژگیهای مواد است. مواد در این ابعاد به دلیل خواص سطحی، خواص متفاوتی نسبت به حالت معمولی نشان میدهند. یکی از این خواص جدید، رویکردی نو برای کشتن یا کاهش فعالیت میکروارگانیسمهای متعدد است. خواص ضدباکتریایی برخی از مواد مانند روی و نقره، با کاهش اندازه ذرات به مقیاس نانومتری افزایش مییابد. علاوه بر این افزایش خواص آنتیباکتریالی، نانوذرات به دلیل ابعاد کوچک قابلیت نفوذ به باکتریها را نیز پیدا میکنند که باعث ایجاد مکانیسمهای باکتریکشی منحصربهفردی میشود [4].
مفهوم واژه آنتیباکتریال
آنتیباکتریال یا ضدمیکروب و ضدباکتری به موادی میگویند که میکروارگانسیمها را از بین میبرند یا سرعت رشد آنها را کاهش میدهند. برای این منظور برخی داروهایی تولید شده است که به عنوان داروهای آنتیباکتریال شناخته شده و بر اساس نوع میکروارگانیسمها دستهبندی و تجویز میشوند. برای مثال آنتیبیوتیکها از جمله داروهایی هستند که به عنوان داروهای آنتیباکتریال تجویز میشوند. این داروها اگرچه عوارض جانبی زیادی برای بدن انسان دارند؛ اما میتوانند باکتریهای درون بدن را از بین برده و سلامتی را برای فرد به ارمغان بیاورند. هرچند عوارض جانبی آن برای بدن به جای خواهند ماند.
باکتریها را نمیتوان با چشم دید اما آنها همهجا وجود دارند. همین موضوع باعث شده تا انواع مواد شوینده حاوی ترکیبات آنتیباکتریال باشند. افزایش جمعیت کره زمین باعث میشود که بیماریها و باکتریها رشد سریع پیدا کنند. به همین دلیل محققان بر آن شدند تا بتوانند با استفاده از راهبردهای پیشگیرانه مانع از بروز بیماری شوند. به دلیل اینکه در صورت بروز یک بیماری کنترل و جلوگیری از شیوع آن کار بسیار سختی است و گاهی غیرممکن خواهد بود. محققان در سالیان سال در پی شناخت شناسایی موادی با خاصیت آنتیباکتریال هستند. در سالهای اخیر حتی تولید سطوح آنتیباکتریال نیز مورد توجه قرار گرفته و کاشی و سرامیکهایی با این عنوان تولید شدهاند. به نظر میرسد تحقیقات در زمینه تولید و عرضه مواد آنتیباکتریال روزبهروز رشد پیدا کند [4].
ترکیبات با خاصیت آنتیباکتریال
در حال حاضر ترکیبات آنتیباکتریال زیادی وجود دارد. برخی از این مواد طبیعی هستند و برخی دیگر توسط بشر تولید شدهاند. بسیاری از مواد طبیعی حاوی آنتیباکتریال بوده و به همین علت است که برای درمان بیماریها مورداستفاده قرار میگیرند. یکی از مهمترین مواد خوراکی حاوی آنتیباکتریال نیز عسل طبیعی است. با این حال با توجه به رشد و نمو باکتریهای بیماریزای مختلف، نیاز به تولید مواد آنتیباکتریال جدید نیز وجود دارد. این ترکیبات میتوانند از بروز بیماریهای مختلفی جلوگیری کنند. یکی از آنتیباکتریالهای ساخته بشر، ترکیبات جدید آنتیباکتریال نانوساختار هستند که باعث نابودی باکتریهای مضر قبل از ورود به بدن میشوند. از جمله مهمترین ترکیبات آنتیباکتریال نانوساختار میتوان به اکسیدروی (ZnO)، نقره (Ag)، مس (Cu) و اکسید آهن (FeO) اشاره کرد. سطح ویژه نانوذرات با کاهش اندازه ذرات افزایش مییابد که امکان تعامل بیشتر مواد با محیط اطراف را فراهم میکند [5].
با توجه به افزایش بیماریها مختلف و ناکارآمدی آنتیبیوتیکهای سنتی، نانوذرات به دلیل بهبود اثرات ضدمیکروبی بالقوه خود و همچنین مکانیسمهای جدید در تعامل با میکروبها، مورد توجه فزایندهای قرار گرفتهاند. این امر پتانسیل استفاده از نانوذرات آنتیباکتریال را بسیار جذاب میکند. جنس نانوذرات، بار سطحی و همچنین ابعاد آنها در میزان اثربخشی آنتیباکتریالی مؤثر هستند و بر اساس این عوامل غلظت نانوذرات مناسب برای مهار مؤثر باکتریها تعیین میشود. مطالعات آزمایشگاهی زیادی در زمینه غلظتهای مؤثر نانوذرات جهت مهار گونههای مختلف باکتری انجام شده است. از جمله نانوذرات بسیار پرکاربرد میتوان به نانوذرات اکسیدروی و نقره اشاره کرد که کاهش قابل توجهی در زنده ماندن باکتریها ایجاد میکنند. در مطالعات انجام شده، ابعاد کوچکتر نانوذرات مورد آزمایش، عموماً قویترین اثر باکتریکشی را دارا هستند. بار سطحی مثبت (که منجر به کشیده شدن نانوذره به سطح با بار منفی باکتری میشود) ویژگی دیگری است که اثرات باکتریکشی را افزایش میدهد. نانوذرات دیگر مانند اکسید آهن، اثرات ضدباکتریایی کمتری از خود نشان میدهند اما میتوانند با مکانیسم درمان هدفمند مورد استفاده قرار بگیرند به این صورت که با عوامل ضدمیکروبی عاملدار شوند و با یک میدان مغناطیسی به باکتری مورد نظر هدایت شوند [5].
مکانیسم فعالیتهای آنتیباکتریایی از نانوذرهای به نانوذره دیگر متفاوت است. برای همه انواع نانوذرات، مکانیسم ضدباکتری به طور کامل شناخته نشده است. در حالی که برخی مکانیسمهای پیشنهادی به ساختار فیزیکی نانوذرات مربوط میشوند (به عنوان مثال، سایندگی نانوذره به غشا آسیب میرساند)، برخی دیگر به آزادسازی افزایش یافته یونهای فلزی ضدباکتری از سطوح نانوذرات مربوط میشوند.
شرکتهای ایرانی
محققان و پژوهشگران ایرانی هم از سالها پیش درصدد تولید نانوذرات آنتیباکتریال برای استفاده در پارچه و اسباببازیهای کودکان بودند به طور مثال در سال 90، پژوهشگران پارک فناوری یزد با تولید نانوذرات نقره و اضافه کردن آن به مواد پلاستیکی به کار رفته در اسباببازی موفق شدند این مواد را به مدت دو سال آنتیباکتریال کنند [6]. همچنین مستربچهای آنتیباکتریال گوناگونی برای استفاده در پلیمرها تولید میشوند. انواع مستربچهای آنتیباکتریال برای پلیمرهای پلیآمید، ABS، پلیکربنات، پلیاتیلن، پلیپروپیلن و… در ایران تولید میشوند. معمولاً برای افزودن خواص آنتیباکتریال به عروسکها در نخ آنها که در واقع پلیاستر است از مستربچهای آنتیباکتریال مختص پلیاستر استفاده میشود.
شرکت نخ اسپاندکس، نخ پلیاستر آنتیباکتریالی تولید میکند که میتواند در پارچههای عروسکها استفاده شود و خواص آنتیباکتریال به آن عروسکها اضافه کند. براساس آزمونهای ضدباکتری و ضدقارچ انجام شده، نخ آنتیباکتریال این شرکت قابلیت از بین بردن باکتریهایی از جمله E.Coli و S.Aureus را دارد. میزان «فعالیت ضدباکتریایی» این محصول مطابق با استاندارد ملی «تعیین فعالیت ضدباکتریایی در کالاهای نساجی» به شماره ISIRI 11070 مورد ارزیابی قرار گرفته و تأیید شد. همچنین شرکت ایرانی صنایع نساجی لیا پود، نخ نانو پلیاستر آنتیباکتریال تولید میکند که این محصول نیز تأییدیه استاندار ملی را دریافت کرده است. از جمله شرکتهای تولیدکننده پارچه پلیاستر آنتیباکتریال میتوان به شرکت تولیدی پوشاک نانو مهیار زنجان نیز اشاره کرد. بر اساس آزمونهای ضدباکتری و ضدقارچ انجام شده، پارچه مورد استفاده در تولید پارچه این شرکت قابلیت از بین بردن باکتریهایی از جمله klebsiella pneumoniae و S.Aureus را دارد. میزان «فعالیت ضدباکتریایی» این محصول مطابق با استاندارد INSO 11070 انجام شده است.
استفاده از آمیزههای آنتیباکتریال در مواد اولیه پلیمرهای مصرفی در اسباببازیها نیز مرسوم است. به طور مثال استفاده از مستربچ پلیاتیلنی آنتیباکتریال در اسباببازیهای و وسایل پلاستیکی بر پایه پلیاتیلن است. از شرکتهای ایرانی تولیدکننده آمیزه پلیاتیلنی آنتیباکتریال، میتوان به شرکت پارسا پلیمر شریف اشاره کرد. این شرکت آمیزه پلیاتیلنی آنتیباکتریال حاوی نانوذرات اکسیدروی تولید میکند. این محصول مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره 10900 (اندازهگیری فعالیت ضدباکتریایی بر روی سطوح پلاستیکی و سایر سطوح نامتخلخل) فعالیت آنتیباکتریال قوی از خود نشان میدهد [7].
شکل 1- نمونههایی از نخ پلیاستر، پارچه پلیاستر و مستربچ پلیاتیلنی آنتیباکتریال [7]
در حال حاضر عروسکهای آنتیباکتریال در فروشگاههای ایرانی یافت میشوند. مانند عکس زیر که یک عروسک تک شاخ آنتیباکتریال از فروشگاه رونیشاپ است.
شکل 2- عروسک تک شاخ آنتیباکتریال از فروشگاه رونی شاپ [8]
شرکتهای خارجی
با توجه به اینکه از هر 4 نفر، 1 نفر مصرفکننده به دنبال خرید اسباببازیهایی با فناوری ضدمیکروبی هستند، شرکت Balls R Us برای پاسخگویی به این تقاضای رو به رشد با شرکت Microban شریک شده است [2]. محافظ Microban® در بلوکهای ساختمانی، توپها و طیف وسیعی از محصولات دیگر کودکان توسط BRU مهندسی شده است. این فناوری تا 7/24 درصد برای مهار رشد باکتریها در سطح محصول کار میکند و به آن کمک میکند از نظر بهداشتی تمیزتر از محصولات مشابه درمان نشده باقی بماند.
از مزایای کلیدی محصولات کودکان BRU با محافظ ضدمیکروبی داخلی میتوان به محافظت در برابر رشد باکتری تا 99.9٪، مقاوم در برابر لک و تغییر رنگ ناشی از رشد باکتری اشاره کرد. خواص آنتیباکتریال این محصول برای طول عمر مورد انتظار محصول میتواند باقی بماند.
نانوذرات نقره به دلیل خاصیت آنتیباکتریالی که دارند، استفاده فراوانی در صنایع مختلف دارند. در حال حاضر نیز بعضی از شرکتها در ساخت اسباببازیهای آنتیباکتریال از این نانومواد استفاده میکنند. از آنجایی که اسباببازیها ممکن است معمولاً توسط کودکان جویده شده یا وارد دهان آنها شوند، تمیز بودن دائمی آنها اهمیت زیادی دارد.
یکی از شرکتهایی که اقدام به استفاده از نانوذرات آنتیباکتریال در ساخت اسباببازی کرده است، شرکت Pure Plushy است که یک خرس عروسکی با نام Benny را تولید کرده است. این خرس اسباببازی دارای نانوذرات آنتیباکتریال است که هدف استفاده از آنها، مناسب کردن این خرس برای بازی بچهها است. اسباببازیهای Pure Plushy تمرکز خود را بر روی از بین بردن کپکها، باکتریهای خانگی و میکروارگانیسمها با ترکیب فناوری نانونقره با فوم میکنند. این فناوری شامل افزودن نانوذرات نقره، به عنوان یک عامل طبیعی ضدکنه، ضدکپک و ضدمیکروب که دارای اندازه 25 نانومتر، حدود یک 200 هزارم موی انسان، در داخل فوم و الیاف خرس است.
شکل 3- خرس عروسکی با نام Benny ساخت شرکت Pure Plushy [9]
شرکت Microban که در زمینه پوششهای آنتیباکتریال فعالیت دارد، با همکاری شرکت Balls R Us که در زمینه اسباببازیهای آموزشی و ورزشی فعالیت میکند، اقدام به تولید اسباببازیهای آنتیباکتریال کرده است. از این اسباببازیها میتوان به توپ بسکتبال، توپ فوتبال و بلوکهای خانهسازی اشاره کرد [9].
شکل 4- محصولات آنتیباکتریال تولید شده از طریق همکاری شرکتMicroban و Balls R Us
نتیجهگیری
سلامتی کودکان یکی از دغدغههای مهم هر کشور و دولتی است. اصلیترین وسایلی که کودکان در سالهای اولیه خود با آنها سروکار دارند اسباببازیها هستند. به همین دلیل آنتیباکتریال بودن این لوازم یکی از نکات اصلی خریداری آنها است که این سالها به آن توجه ویژهای شده است. به همین منظور از فناوری نانو برای آنتیباکتریال کردن استفاده میشود تا مقدار باکتریها در این لوازم به صفر برسد. با افزایش تولید مستربچهای آنتیباکتریال ایرانی کمکم استفاده از این مستربچها در صنایع اسباببازی ایرانی نیز در حال رونق گرفتن است.
———————————————
منابع:
- Toys contaminated with harmful bacteria, KristianSjøgren, 2012, SCIENCE NORDIC https://sciencenordic.com/children-denmark-diseases/toys-contaminated-with-harmful bacteria/1463728
- Antimicrobial Children’s Toys from Balls R Us and Microban® https://www.microban .com/balls-r-us
- نوآوریهای نانو دنیای اسباببازیها را متحول میکند (1399), https://isti.ir/%D9%84%DB%8 C%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D8%AE%D8%A8%D8%A7%D8%B1-%D9%81%D8%B1%D9%87%D9%86%DA%AF%DB%8C/%D9%86%D9%88%D8%A2%D9%88%D8%B1%DB%8C%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%8 6%D8%A7%D9%86%D9%88-%D8%AF%D9%86%DB%8C%D8%A7%DB %8C-%D8%A7%D8%B3%D8%A8%D8%A7%D8%A8-%D8%A8%D8% A7%D8% B2% DB%8C%E2%80%8C%D9%87%D8%A7-%D8%B1%D8%A7-%D9%85%D8%A A%D8%AD%D9%88%D9%84-%D9%85%DB%8C%E2%80%8C%DA% A9%D9 %86%D8%AF
- Thomas J Webster, Antimicrobial applications of nanotechnology: methods and literature, International Journal of Nanomedicine 2012:7 2767–2781, doi: 10.2147/IJN.S24805
- آنتی باکتریال به چه معناست؟ (1399), https://www.asalna.ir/fa/news/37288/ %D8%A2 %D9 %86%D8%AA%DB%8C-%D8%A8%D8%A7%DA%A9%D 8%AA%D8%B1 %DB% 8C%D8%A7%D9%84-%DA%86%DB%8C%D8 %B3%D8%AA
- ضدباکتری کردن مواد پلاستیکی اسباببازی (1390), https://www.hamshahrionline.ir/news /157392/%D8%B6%D8%AF-%D8%A8%D8%A7%DA%A9%D8%AA%D8%B1% DB %8C-%DA%A9%D8%B1%D8%AF%D9%86-%D9%85%D9%88%D8%A7% D8%AF-%D9%BE%D9%84%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%DA%A9%DB%8C-%D8 %A7%D8%B3%D8%A8%D8%A7%D8%A8-%D8%A8%D8%A7%D8%B 2%DB%8C
- آمیزه پلیمری, https://nanoproduct.ir/product/category
- عروسک آنتیباکتریال تک شاخ (1399), https://www.ronyshop.com/product/%D8%B9%D 8%B1%D9%88%D8%B3%DA%A9-%D8%A2%D9%86%D8%AA%DB%8C-%D8%A 8%D8%A7%DA%A9%D8%AA%D8%B1%DB%8C%D8%A7%D9%84-%D8%AA% DA%A9-%D8%B4%D8%A7%D8%AE/
- Microban®, “Antimicrobial Children’s Toys from Balls R Us and Microban®.” https://www.microban.com/balls-r-us (accessed Oct. 13, 2021).
—————————————————
تهیه کنندگان
- سیده سمانه قاسمی
- شرکت توسعه مهندسی الماسواره دانش
بخش ترویج صنعتی فناوری های نانو و میکرو
====================================================================================
(توجه: جهت دسترسی به گزارش نهایی محصولات و شرکتهای دارای گواهی نانومقیاس ستاد توسعه فناوریهای نانو و میکرو به «کتب مرجع محصولات و تجهیزات نانو و صنعت» به نشانی (INDnano.ir/category/book) مراجعه کنید)
همچنین برای دسترسی به فایل PDF کلیه گزارشات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی رسانه تخصصی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید.
====================================================================================
