Normy badawcze ISO umożliwiają powtarzalne i odtwarzalne badania biologiczne, w tym biobójcze (bakteriobójcze i grzybobójcze) materiałów polimerowych. Procedury zawarte w normach ISO (International Organization for Standardization) dotyczą określania właściwości bakteriobójczych (norma ISO 22196) oraz grzybobójczych (norma ISO 846) materiału polimerowego. Każda z norm proponuje inne podejście do problemu badawczego i zaleca różne możliwości przeanalizowania danego przypadku. Co tak naprawdę je różni? Norma ISO 22196 ma charakter ilościowy, z kolei norma ISO 846 - jakościowy. Zarówno pierwsza, jak i druga są rekomendowane przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO).
Wstęp
Materiały polimerowe są obecnie powszechnie wytwarzane, modyfikowane i stosowane. Spotyka się je niemal w każdej dziedzinie gospodarki i codziennego życia. Dyscyplina, która aktualnie rozwija się najszybciej, dotyczy właśnie produkcji przedmiotów codziennego użytku. Z tym jest ściśle związany rozwój nowych technologii oraz innowacyjnych materiałów. Bardzo często wynalazcze materiały dotyczą tworzyw modyfikowanych substancjami biobójczymi, dlatego należy je badać nie tylko pod kątem właściwości fizykochemicznych, ale także parametrów biologicznych.
Warto zastanowić się, dlaczego badania biologiczne (a konkretnie: biobójcze) materiałów polimerowych są ważne.
Na każdym rodzaju powierzchni, w tym na opakowaniach i foliach, mogą osiadać, osadzać się i namnażać drobnoustroje. Mikroorganizmy przylegają bardzo silnie do powierzchni i wytwarzają warstwy, nazywane błonami biologicznymi lub biofilmami. Dlaczego mikroby tak robią? Pozwala im to na łatwiejszy dostęp do składników odżywczych, a także chroni komórki przed negatywnym wpływem czynników środowiskowych. Zdolności adhezyjne mikroorganizmów mają ogromny wpływ na zdolność do wywoływania groźnych zakażeń i obszernych zanieczyszczeń. Komórki bakteryjne przylegają do siebie nawzajem oraz do powierzchni stałych, wykazują też odporność na znaczną część środków przeciwbakteryjnych i są około 1000 razy bardziej odporne na działanie tych środków niż mikroorganizmy pozostające w zwykłej zawiesinie.
Biofilm bakteryjny jest strukturą chroniącą komórki przed substancjami bakteriobójczymi. Można go ograniczyć, wprowadzając do osnowy polimerowej substancje biobójcze. Poruszając zagadnienie związane z substancjami o charakterze bakteriobójczym czy biostatycznym, należy wyjaśnić 2 pojęcia, mianowicie "aktywność antybakteryjna" i "skuteczność antybakteryjna", które nierzadko są mylnie stosowane. Aktywność antybakteryjna ma konkretną wartość liczbową. Jest to różnica w logarytmach pomiędzy żywymi komórkami bakteryjnymi zliczonymi z produktu (np. z danej folii opakowaniowej) zawierającego antybakteryjną substancję i produktu wolnego od tej substancji (kontrola). Z kolei antybakteryjna skuteczność to zdolność substancji antybakteryjnej do hamowania wzrostu bakterii na powierzchni materiału polimerowego zawierającego substancję bakteriobójczą. Zatem skuteczność antybakteryjna jest determinowana przez aktywność antybakteryjną.
Badanie materiałów polimerowych pod kątem biologicznym nie jest łatwe, ze względu na różnorodność czynników biologicznych, które dodatkowo bardzo często bywają „kapryśne”. Wyniki oznaczeń biologicznych mogą różnić się między sobą. Ma na to wpływ chociażby ilość (porcja) pobranych mikroorganizmów (tzw. inoculum mikrobiologiczne), a także warunki temperaturowe, pH, rodzaj mikroorganizmu, czy czasy trwania badania.
Najnowsze osiągnięcia naukowe opisywane w literaturze światowej jednoznacznie wskazują na rozwój biologicznych metod badawczych dotyczących materiałów polimerowych, nie stanowią one jednak konkurencji względem analiz określonych w normach międzynarodowych, które zapewniają rzetelność, jednolitość, odtwarzalność i powtarzalność wyników.
Jako pierwsza została wydana norma ISO 846, później ISO 22196. W chwili obecnej obydwie spełniają swoją rolę i mogą być stosowane równocześnie lub zamiennie, w zależności od materiału badawczego i tego, który parametr wyznaczyć: bakteriobójczość, czy grzybobójczość.
Norma ISO 846: "Tworzywa sztuczne. Ocena działania mikroorganizmów"
W normie tej zawarte są kryteria i metody prowadzące do jakościowej oceny oddziaływania mikroorganizmów na tworzywa sztuczne. Badane materiały polimerowe stanowią pożywkę dla wzrostu mikroorganizmów oraz oddziałują pośrednio, czyli mają wpływ na produkty metabolizmu mikroorganizmów, czego efektem są np. odbarwienia.
Zakres normy obejmuje metody oznaczania działania zarówno grzybów z kolekcji czystych szczepów mikroorganizmów ATTC (ang. American Type Culture Collection): Aspergillus niger (ATCC 6275), Penicillium funiculosum (ATCC 114933), Chaetomium globosum (ATCC 6205), Glioclidium virens (ATCC 9645), Paeliomyces variotii (ATCC 18502), Aspergillus pullulans (ATCC 9348), Penicillium ochrochloron (ATCC 9112), bakterii Pseudomonas aeruginosa (ATCC 13388), jak i mikroorganizmów glebowych na materiały polimerowe. Rodzaj i stopień działania określa się poprzez: zmiany wyglądu zewnętrznego, zmiany masy oraz innych właściwości fizycznych. Testy przeprowadzone zgodnie z tą normą są ważne dla wszystkich tworzyw sztucznych o płaskiej powierzchni, za wyjątkiem pianek z tworzyw sztucznych.
Czy można w takim razie zastosować w badaniu inne grzyby, niż te wskazane w normie? Odpowiedź brzmi „tak”, ponieważ można wykorzystać szczepy testowe, które zależą od przewidywanego zastosowania tworzywa sztucznego. Należy pamiętać, że w określonych warunkach - zarówno klimatycznych i środowiskowych - mikroorganizmy osadzają się na powierzchniach plastikowych i szybko się tam rozprzestrzeniają. Cała procedura opisana w normie ma charakter eksperymentalny i obejmuje praktycznie wszystkie potencjalne zastosowania.
