En el marco de colaboración entre AITEX y la Asociación Industrial Textil del Proceso Algodonero – AITPA, y con el apoyo del Ministerio de Industria, se ha abordado la investigación de los textiles denominados bioactivos, más concretamente, las fibras bioactivas, considerando fibras bioactivas aquellas que poseen propiedades antibacterianas o antifúngicas, y con la salvedad de que van a ser utilizadas en el proceso de hilatura algodonera convencional para la fabricación de hilos técnicos de fibra sintética/algodón con propiedades antimicrobianas. Confección Industrial ha considerado de gran interés para sus lectores este interesante estudio firmado por Vicente Cambra Sánchez, Jefe del Grupo de investigación de Textiles Inteligentes y Funcionales, que pasamos a publicar a continuación.
Las sustancias antibacterianas y antifúngicas son desde un punto de vista bioquímico aquellas sustancias capaces de inhibir el crecimiento celular y/o destruir las células que componen las bacterias y hongos.
Los textiles que se utilizan en indumentaria, presentan cada vez más una mayor demanda de propiedades bioactivas que aporten al artículo unas características especiales de barrera frente a los problemas comunes de infecciones en contacto directo con la piel como dermatitis atópica, hiperhidrosis, lactantes, pacientes diabéticos y piel envejecida. En este sentido, es palpable el creciente interés por parte de las empresas en la mejora de sus líneas de desarrollo e innovación hacia productos más avanzados que eviten la proliferación de todo tipo de bacterias y hongos, fruto también de una mayor concienciación y exigencia por parte del consumidor.
Por lo tanto, y en líneas generales, la investigación y desarrollo que centra el presente proyecto de nuevos materiales textiles con propiedades antibacterianas y antifúngicas se ha enfocado desde varias perspectivas, que se han plasmado en diferentes estudios que se compendian en un único informe final de conclusiones como resultado del proyecto.
Estudio de Identificación.
Se han identificado las principales fibras antibacterianas y antifúngicas más comunes que podemos encontrar en el mercado.
Las siguientes opciones son viables para la fabricación de fibras sintéticas antibacterianas y/o antifúngicas:
Incorporación de sustancias antibacterianas y antifúngicas dentro del proceso de hilatura.
Aplicación y fijación de sustancias antibacterianas y antifúngicas en la superficie de la fibra mediante un tratamiento específico, que suele ser posterior al proceso de hilatura.
Modificación propia del polímero y aplicación de sustancias bioactivas.
En concreto, después de un profundo estudio del estado del arte que se ha llevado a cabo, se han podido identificar las principales fibras técnicas que presentan propiedades multifuncionales, y especialmente las que aportan propiedades bioactivas.
Estudio científico-técnico.
Se han identificado los principales hongos y bacterias responsables de las patologías del cuerpo humano asociadas a la piel. Además, se ha comprobado que el agente biocida por excelencia es la plata, aunque se están empezando a utilizar alternativas, como es el caso del cobre.
En este estudio se han descrito los principales hongos y bacterias que pueden afectar a la salud humana, así como las enfermedades que se pueden originar debido a la presencia por encima de unos límites de la cantidad de dichas bacterias y hongos. Se detalla en éste un listado de las bacterias y hongos más comunes que se pueden encontrar en el ser humano, en áreas concretas que generalmente albergan microorganismos, mencionando a su vez si pueden provocar enfermedades o no.
De esta manera también se justifica su elección para la realización del estudio de efectividad antibacteriana. Otra aspecto importante a tener en cuenta en el presente estudio es la elección del agente biocida, tanto como la justificación de esta elección. En la mayoría de los casos el agente biocida por excelencia es la plata, bien sea en estado metálico o en estado iónico, aunque actualmente se están utilizando otros agentes alternativos como es el caso del cobre. Asimismo, se explica con detalle el método de análisis empleado, ya que coexisten varias normativas de ensayo, y los resultados de antibacterianos de las muestras varían según el método seleccionado.
Estudio de proceso productivo. Adaptaciones.
Se han identificado los problemas más comunes de fabricación de este tipo de fibras técnicas y se han planteado soluciones al respecto.
Uno de los factores cruciales a tener en cuenta es conocer la viabilidad industrial de fabricación de este tipo de hilos técnicos. Antes de pasar a la producción en planta, se plantearon todos los posibles problemas que se pudieran tener a la hora de producir industrialmente este tipo de hilado.
Por ello, en este estudio, se plantean una serie de problemas que se han analizado en varias hilaturas con experiencia en este campo, y en cada uno de los puntos críticos del proceso de fabricación (apertura, limpieza y mezcla, carda, manuares e hilatura propiamente dicha), así como las soluciones a estos problemas, sin que éstas supongan un gasto adicional para las empresas, ya que de lo que se trata es de adaptar los procesos existentes y no realizar inversiones en maquinaria.
Estudio de fibras con propiedades bioactivas. Catálogo de fibras.
Se ha identificado el comportamiento de distintos hilos bioactivos frente a estos hongos y bacterias seleccionados. De igual manera, se ha analizado el distinto comportamiento que experimentan cuando el hilo está activado con plata en estado iónico o plata en estado metálico.
En este apartado, se ha realizado la parte experimental propiamente dicha, analizando según la normas establecidas como la ASTM E 2149-01, EN ISO 20645, JISL 1902-2002 VARIANTE HOHENSTEIN, AATCC 100 y ASTM G21-96 (2002), el porcentaje de reducción del cultivo cuando es sometido a la acción de este tipo de textiles antibacterias y antifúngicos. En este estudio se detalla la ficha técnica de estas fibras e hilos comerciales, proceso de fabricación y resultados alcanzados. Además, en algunos casos concretos donde las propiedades bioactivas han sido relevantes tanto para bacterias como para hongos, se ha realizado un análisis más profundo considerando otra serie de variables que podrían ser influyentes y afectar a la efectividad de los hilos analizados, tales como, lavados y tintura especialmente.
Estos resultados se representan con gráficas donde se compara el porcentaje de reducción microbiano frente a las distintas bacterias y hongos analizados para distintos tipos de hilos bioactivos diferenciando si están activados con plata iónica o plata metálica.
Estudio de aplicaciones.
Se ha evaluado el comportamiento de estos hilos en función del tipo de aplicación de uso, y se ha definido una clasificación de los hilos óptimos para cada una de las aplicaciones, en función de los resultados encontrados. Las aplicaciones que se han analizado son calcetines, menaje hospitalario, ropa interior y ropa de bebé. A esta última parte se ha tratado de darle un enfoque de utilidad y mercado, analizando los distintos artículos textiles a los que se podrían destinar este tipo de hilados bioactivos. Desde un punto de vista de efectividad antimicrobiana, se han relacionado, para cada tipo de aplicación, las bacterias y hongos responsables de enfermedades e infecciones, y se han ligado con los hilos bioactivos que mejor comportamiento tienen frente a éstas. En cada aplicación, dependiendo de la parte del cuerpo que cubra o la función que se le asigne (caso del menaje hospitalario), se encuentran unas bacterias y hongos u otros, y los que mejor actúen contra éstos serán los que se deban elegir para cada caso. De esta forma nos encontramos hilos que se encuentran en el mercado que son aptos para una aplicación y no recomendables para otras
En base a esto, además se ha definido un modelo teórico para la optimización del porcentaje de hilo en tejido a utilizar en cada una de las aplicaciones estudiadas y además en función de la zona de contacto con el cuerpo humano.
Estudio hipoalergénico.
Finalmente se ha realizado un estudio hipoalergénico con el que se ha confirmado la compatibilidad de la piel y la ausencia de potenciales riesgos alérgicos de varios hilos bioactivos seleccionados después de una aplicación repetida en la piel bajo condiciones experimentales exageradas.
Los hilos bioactivos analizados y las condiciones de uso están adaptados a los tipos de ensayos, en relación con el correspondiente procedimiento normalizado descrito por Marzulli y Maibach en: “MArzuli F.N., Maibach H.I., Contact allergy: Predictive test in man , contact dermatitis 1976, 2, pp.1-17”. Las aplicaciones y el examen clínico son realizados por dermatólogos ayudados por los técnicos encargados de llevar a cabo el estudio.
El área experimental es la espalda en diferentes zonas, las cuales presentan diferentes sensibilidades. El espacio de control (sin producto a ensayar) sirve como patrón para evitar los posibles efectos que se puedan solapar y que no estén directamente relacionados con los productos objeto de estudio. De acuerdo con los requerimientos, el número de voluntarios cuyos datos han sido analizados ha sido de 50. Los criterios específicos de no inclusión son aquellos definidos por esta metodología de acuerdo con el procedimiento correspondiente.
En base a esto, las conclusiones del estudio confirman la compatibilidad cutánea de estos hilos analizados en contacto prolongado con la piel.
Conclusiones.
El proyecto que ha desarrollado conjuntamente AITEX y AITPA ha generado una serie de resultados y conclusiones de un alto valor para la empresa textil que esté pensando en abrir su cartera de productos hacia el mercado de los textiles antibactericidas y antifúngicos. Las principales conclusiones que se derivan de estos estudios son:
Los textiles antibactericidas y antifúngicos representan un mercado potencial con grandes expectativas a corto-medio plazo, fruto de la mayor concienciación por parte del consumidor final, así como del resultado de las investigaciones realizadas que ponen de manifiesto las propiedades de algunos de estos agentes bioactivos.
Asimismo, también es cierto que los resultados alcanzados muestran que no todos los hilos que existen en el mercado que se destinan a este fin presentan estas propiedades bioactivas. Es por ello que se hace primordial el definir en primer lugar el nivel de exigencia que queremos que cumpla el producto, y además, es fundamental relacionar esta variable con la aplicación que se desee dar al artículo textil. De esta forma, un producto textil que por ejemplo quiera ser utilizado para menaje hospitalario necesitará ser efectivo para una serie de bacterias y hongos determinados en comparación por ejemplo de un calcetín que en principio debería ser efectivo únicamente para los hongos responsables del pié del atleta. Y a su vez, el nivel de exigencia también será distinto en función de la aplicación, el porcentaje de reducción microbiana deberá ser siempre mayor para productos destinados por ejemplo a menajes hospitalarios que si se orientan a ropa interior u otros menos exigentes.
En definitiva, se ha conseguido establecer la bases para la selección y evaluación de un hilo técnico con propiedades antibacterianas y antifúngicas, relacionándolo fundamentalmente con la enfermedad patógena o principio activo por una parte, y por otra, con la aplicación o uso que se le vaya a conferir a ese artículo textil.
De esta forma, con estos estudios la empresa que fabrique o comercialice producto acabado dispone de una potente herramienta que le permita conocer con precisión la efectividad y posibilidades de aplicación de estos hilos que encuentran en el mercado. Además, para empresas hiladoras se han plasmado una serie de recomendaciones con el fin de poder hilar este tipo de hilos técnicos sin problemas.
Desde un punto de vista científico, nos encontramos que la plata es el agente bioactivo por excelencia y que mejores propiedades antibacterianas y antifúngicas presenta, independientemente de su estado de oxidación, aunque la plata iónica presente un mejor comportamiento debido a su mayor reactividad, y por ello, mayor capacidad de penetración celular y efectividad. Aún así, la plata metálica nos permite utilizar este tipo de hilos para otras aplicaciones como es el caso de antiestáticos. Así y todo, existe una serie de alternativas que están surgiendo ahora y que presentan también muy buenos resultados, basados principalmente en el cobre como agente bioactivo.
Se ha comprobado una importante diferencia en cuanto a efectividad entre hilos donde el agente bioactivo se encuentra formando parte de la superficie del hilo, independientemente de si es metal o ión, con respecto a los hilos que presentan el alma de filamento continuo del metal bioactivo y recubiertos por hilos convencionales. En éste último caso la efectividad se reduce significativamente debido a que el agente bioactivo, al estar en el interior del hilo, se encuentra enmascarado y por ello tiene más complicada su actuación frente a bacterias. Con esta construcción las principales aplicaciones se están orientando como hilo textil conductor para eliminar la carga estática.
Por último, la compatibilidad cutánea es adecuada para el uso en aplicaciones que presenten un contacto directo y prolongado con la piel, y para los hilos analizados es independiente del estado químico de la plata, iónico y metálico.
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