ESA

La crescente resistenza ai trattamenti superficiali antimicrobici e antifungini è un problema mondiale – e nello spazio. Gli astronauti che vivono e lavorano a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sono particolarmente vulnerabili alle infezioni a causa del loro ambiente ristretto e delle infrastrutture sanitarie di base. La variazione dei gradienti del flusso d'aria e delle temperature in un habitat chiuso favorisce facilmente lo sviluppo della crescita di funghi e microbi.

Un'attività finanziata dal TDE, insieme all'Istituto lussemburghese di scienza e tecnologia, ha studiato le possibilità alternative ai trattamenti superficiali antimicrobici. I nuovi trattamenti superficiali evitano di incorporare materiali convenzionali contenenti metalli pesanti, che hanno dimostrato di penetrare nell’acqua di condensa sulla ISS, e si basano invece su ingredienti di origine biologica. I rivestimenti a base biologica sono sostenibili e sicuri fin dalla progettazione.

Sono state testate superfici umide e asciutte, rivestite con un substrato di acciaio inossidabile o foglio di Kapton. L'attenzione si è concentrata su superfici altrimenti difficili da raggiungere, pulire e sostituire.

Tre diversi agenti antimicrobici, tutti noti nella sicurezza alimentare e nelle applicazioni biomediche, sono stati testati per uccidere virus, batteri, funghi e parassiti. L'ossido di zinco è attualmente l'ossido più biocompatibile, basato su un agente antimicrobico ad ampio spettro. Altre possibilità includono le molecole organiche di chitosano e lignina, provenienti da fonti biologiche, e i peptidi antimicrobici. I diversi agenti sono stati incorporati in tre diverse matrici di rivestimento attualmente utilizzate nei dispositivi medici e nelle impalcature e possono essere facilmente adattati per applicazioni spaziali.

Le due formulazioni più promettenti erano il rivestimento a base di PVA (alcool polivinilico) depositato a umido con nanoparticelle di lignina incorporate e il rivestimento a base di HMDSO (esametildisilossano) depositato al plasma anch'esso con particelle di lignina incorporate. La deposizione ad umido, con solvente, è la tecnologia più semplice e matura per il rivestimento superficiale. La deposizione a pressione atmosferica, senza solvente, fornisce una maggiore resistenza meccanica. Il nanopattering è una tecnologia emergente promettente: sulla superficie viene introdotto un modello specifico che uccide i batteri al contatto.

Comprendere la vulnerabilità e la diversità dei microbi è fondamentale per le future attività di volo spaziale sulla Luna, su Marte e oltre. Un’attività successiva con il finanziamento ESA ExPeRT svilupperà ulteriormente rivestimenti antimicrobici autoriparanti per la distribuzione dell’acqua potabile e in un ambiente di habitat chiuso.

Il contratto 4000126324 si è concluso nel 2022. I risultati dell'attività sono stati presentati al Technology Sharing Day dell'ESA 2023. L'attività ha portato anche due società madri a collaborare con l'Istituto di Scienza e Tecnologia del Lussemburgo, occupandosi di - rivestimenti antibatterici biocompatibili ad alte prestazioni e durevoli a base di colloidi e agenti antibatterici di origine biologica e - rivestimenti antifungini, antibatterici e biocompatibili a base di colloidi e agenti antibatterici di origine biologica agenti antibatterici di provenienza.

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