Разработка и исследование нетканых полотен с антимикробными свойствами для изделий медицинского назначения

Актуальность темы

.

Из известных средств, подавляющих жизнедеятельность патогенной микрофлоры, все большее применение находят антимикробные материалы, выполненные на текстильных носителях: тканых, трикотажных и нетканых.

В качестве первых текстильных носителей для закрепления антимикробных препаратов использовались целлюлозные ткани [1]. Впервые получить и теоретически обосновать химическую реакцию присоединения бактерицидных веществ к молекуле целлюлозы удалось З. А. Роговину и А.И. Ме-осу [2]. Их исследования показали, что механизм бактерицидного действия обусловливается постепенным гидролизом солевой или химической связи между молекулами целлюлозы и присоединенными к ним группировками, обладающими бактерицидными свойствами.

Большой вклад в развитие производств текстильных материалов с антимикробными агентами и их широкое применение в медицинской практике внесли исследователи А. В. Седов, С. Ф. Гончаров, Г. Г. Онищенко, Т. И. Трегуб, И. П. Астафьева и др. из Всероссийского центра медицины катастроф ВЦМК «Защита» [3].

В Московском государственном текстильном университете (МГТУ) разработаны методы присоединения антимикробных препаратов к волокнам целлюлозных тканей, не предусматривающие образования химической связи между волокном и антимикробным веществом [4].

Установлены оптимальные технологические режимы промышленного производства биологически активных текстильных материалов, изготовленных на основе модифицированной целлюлозы (В.Н. Филатов и др.) [5].

Разработано семейство антимикробных материалов в виде перевязочных средств первой помощи «АКТИВТЕКС», представляющих собой трехслойные повязки с промежуточным слоем из трикотажного кругловязаного полотна, способных обеспечивать эффективное комплексное воздействие на рану (С.Н. Болдырев, Т. С. Васильева и др.) [6, 7, 8].

В зарубежной практике (Японии, Болгарии, Швейцарии, Канаде, США и др.) для изготовления антимикробных материалов широко применяются текстильные полотна, в том числе нетканые материалы, используемые в производстве постельного белья, санитарно-гигиенических изделий, средств личной гигиены, перевязочных материалов, одежды и др.

Нетканые полотна являются перспективными носителями антимикробных препаратов. В отличие от тканей и трикотажа изготовление нетканых медицинских материалов не требует применения сложного оборудования, их можно получать из отходов производств волокон и нитей. Нетканые полотна обладают хорошей впитываемостью, что позволяет облегчить процесс их обработки лекарственными препаратами, обеспечить легкость прохождения и удерживания потои раневых отделений [9, 10]. Они легко режутся в любых направлениях, не нарушая структуры материала, образуя неосыпаемый край, могут свободно контактировать с открытыми раневыми поверхностями. При этом использование тканых и трикотажных полотен не всегда желательно в медицинской практике из-за высокой растяжимости трикотажа, а так же ограниченной подвижности и осыпаемости краев тканей [11]. Нетканые полотна легки и удобны в носке, приятны и мягки на ощупь, характеризуются невысокой стоимостью [12,13].

Однако сегодня нетканые полотна в производстве антимикробных материалов используются ограниченно. Антимикробные материалы на нетканых носителях в основном применяют для изготовления изделий разового назначения: перевязочных средств, повязок, салфеток, санитарно-гигиенических изделий, средств личной гигиены и т. п. Причина такого положения — недостаточность сведений и слабая изученность физико-механических, гигиенических, защитных (антимикробных), других специальных свойств антимикробных нетканых полотен. Поэтому разработка антимикробных медицинских материалов на нетканых носителях, получение новых сведений о свойствах таких материалов является актуальной научной задачей, имеющей важное социальное значение.

Работа выполнялась по тематическому плану НИР МГУДТ 1996;2005 гг., гранту МГУДТ 2003 г. и по программе «ЗН» Министерства образования РФ 2002;2004 гг.

Целью работы является разработка нового антимикробного материала, выполненного на нетканой основе, обладающего оптимальными физико-механическими свойствами, гигиеничностью, устойчивым антимикробным синергическим эффектом, обеспечивающего безопасность использования, а так же защиту больных и медперсонала от воздействия патогенной микрофлоры.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

— разработка требований и номенклатуры показателей качества нетканых полотен как носителей антимикробных материалов;

— анализ методов испытаний текстильных полотен медицинского назначения, разработка и усовершенствование методов их испытаний;

— научное обоснование и разработка состава, структуры, технологии получения нетканых носителей антимикробных материалов;

— анализ антимикробных веществ, разработка эффективного биологически активного комплекса, изучение механизма его антимикробного действия и способа присоединения к волокнам нетканого полотна;

— проведение теоретических и экспериментальных исследований текстильных полотен медицинского назначения и нетканых антимикробных материалов в условиях действия механической силы и влаги;

— исследование устойчивости антимикробных свойств нетканых антимикробных материалов к действию патогенной микрофлоры, мокрым обработкам и бытовым стиркам;

— оценка экономической эффективности получения нетканого антимикробного материала и разработка рекомендаций по его применению.

Объекты исследования. Объектами исследования в работе являлись текстильные полотна медицинского назначения и нетканые антимикробные материалы (показатели их качества, структуры, свойств), методы и средства испытаний текстильных медицинских полотен и нетканых антимикробных материалов, биологически активные агенты и их композиции.

Основные методы исследования. Исследования выполнялись на базе теоретических подходов, экспериментов и системного анализа. В работе использовались экспериментальные методы исследования механических свойств, вязкоупругости и гигиеничности текстильных медицинских полотен и нетканых антимикробных материалов, метод «зон» и фотоколориметрический метод оценки их защитной эффективности, метод социологического исследования и метод экспертных оценок, программные продукты ПК.

Научная новизна проведенных исследований.

Научная новизна результатов исследований состоит в том, что:

— развиты научные основы создания и изучения свойств нетканых полотен как носителей антимикробных материалов;

— научно обоснованы и практически подтверждены оптимальный волокнистый состав, структура и режимы изготовления нетканых текстильных носителей;

— теоретически обоснован и предложен биологически активный комплекс, раскрыт механизм его присоединения к волокнам нетканого полотна и химизм антимикробного действия;

— разработано устройство для определения вязкоупругих свойств текстильных полотен медицинского назначения и антимикробных материалов на их основе, научная новизна которого подтверждена патентом РФ № 2 251 094, 2005 г.;

— разработана установка для определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07.06.2005 г. по заявке № 2 004 118 630);

— получены новые данные о прочности, разрывном удлинении, вязко-упругих характеристиках, гигиеничности, антимикробной активности текстильных полотен и нетканых антимикробных материалов.

Значения полученных результатов для теории и практики.

Для теории существенное значение имеет:

— методика научного обоснования состава, структуры и системы получения нетканых полотен как носителей антимикробных медицинских материалов с заданными свойствамидля практики существенное значение имеют:

— разработанная технология изготовления нетканых текстильных носителей медицинского назначения;

— биологически активный комплекс на основе катамина АБ в сочетании с йодистым калием, обладающий пролонгируемым антимикробным синерги-ческим эффектом, широтой спектра действия на патогенную микрофлору;

— технология нанесения антимикробного комплекса на текстильные носители;

— предлагаемое устройство для определения вязкоупругих свойств текстильных полотен и антимикробных материалов медицинского назначения;

— разработанная установка для определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов;

— рекомендации по расширению применения антимикробных материалов для изделий медицинского назначения.

Апробация результатов работы.

Апробация результатов исследований проводилась в виде научных публикаций, выступлений на научных конференциях, выполнении исследований по тематике конкурсных научных программ Министерства образования РФ.

Основные положения работы получили положительную оценку на:

— Международных научных и научно-технических конференциях: «Роль предметов личного потребления в формировании среды жизнедеятельности человека» (г. Москва, МГУДТ, 4−5 декабря, 2002 г.) — «Достижения текстильной химии в производстве» (г. Иваново, 7−9 сентября, 2004 г.) — «Актуальные проблемы науки, техники и экономики производства изделий из кожи» (г. Витебск, 4−5 декабря, 2004 г.);

— научных конференциях студентов и аспирантов (г. Москва, МГУДТ, 10−13 апреля, 2001 г., 9−12 апреля, 2002 г.);

— в открытом конкурсе на лучшую научную работу студентов, аспирантов по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Министерства образования РФ 2002 г., в котором работа на тему «Разработка и исследование антимикробных нетканых полотен для защитных изделий персонала МЧС и медицинских служб», написанная по материалам диссертации, получила первую премию, а ее автор Н. А. Макарова награждена медалью Министерства образования РФ.

Реализация результатов исследований. На базе ОАО НИИ «Нетканых материалов» («НИИНМ») г. Серпухов изготовлена опытная партия разработанного нетканого антимикробного материала.

Устройство (патент РФ № 2 251 094, 2005 г.) для определения вязкоуп-ругих свойств текстильных полотен и антимикробных материалов внедрено в учебный процесс в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна (СПбГУТД).

На базе Всероссийского центра медицины катастроф ВЦМК «Защита» проведена эксплуатация опытной партии нетканого антимикробного материала.

Автор защищает:

— волокнистый состав, структуру нетканых полотен как носителей антимикробных материалов и технологию их изготовления;

— биологически активный комплекс, методику и способ его нанесения на текстильные носители медицинского назначения;

— устройство для определения вязкоупругих свойств (патент РФ № 2 251 094, 2005 г.) и установку для определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07.06.2005 г. по заявке № 2 004 118 630.);

— методики оценки устойчивости антимикробных свойств нетканых антимикробных материалов к действию мокрых обработок и бытовых стирок;

— результаты комплексных исследований текстильных полотен медицинского назначения и нетканых антимикробных материалов;

— новые данные о прочности, вязкоупругих свойствах, гигиеничности, антимикробной активности текстильных полотен и нетканых антимикробных материалов.

Публикации.

Материалы, изложенные в диссертации, нашли свое отражение в 10 печатных работах, патенте РФ № 2 251 094.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из общей характеристики работы, введения, шести глав, общего заключения по работе, списка используемой литературы и приложения. Работа изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит приложения, представленные на 44 страницах, 18 рисунков и 23 таблицы.

Список литературы

включает 94 источника.

Современное состояние проблемы.

Текстильные полотна и, прежде всего ткани, трикотаж достаточно широко используются в качестве носителей антимикробных материалов.

Распространенными носителями антимикробных материалов являются ткани из целлюлозных волокон, выработанные простыми (главными) переплетениями с гладкой однородной поверхностью — хлопчатобумажные бязи, мадаполамы, миткали, льняные и полульняные полотна со следующими структурными характеристиками: поверхностной плотностью — 130−160 г/м.

О О бязи- 90−100 г/м — мадаполамы, миткали- 130−210 г/м — льняные и полульняные полотначислом нитей на 10 см — 258−278 по основе и 200−216 по уткубязи- 280−318 по основе и 190−272 по утку — ткани миткалевой группы- 160 234 по основе и 190−234 по утку — льняные и полульняные полотна. Линейное заполнение для рассмотренных тканей составляет 40−60% по основе и 40−50% по утку [14, 15, 16].

Из числа целлюлозных тканей наибольший интерес для медицины представляют ткани с присоединенными химической связью антимикробными агентами, характеризующиеся способностью сохранять устойчивый бактерицидный эффект после многократных стирок, стерилизации, автоклавиро-вания и др. Для этого целлюлозу подвергают предварительной обработке с целью введения в макромолекулу реакционноспособных функциональных групп, способных взаимодействовать с бактерицидными или фунгицидными препаратами.

Механизм присоединения бактерицидных веществ к целлюлозному волокну химической связью в общем виде было предложено представлять следующим образом [17]: где, А — группы, способные реагировать с гидроксильными груп-А ^^ пами целлюлозыВ — остаток соединения алифатического, арома.

В — С — М, тического или гетероциклического рядаС — ионогенные группы;

Д /.

М — препарат, обладающий антимикробными свойствами (ионы металлов, четвертичные аммониевые основания, антибиотики, йод, остатки ртути и оловоорганических соединений и др.).

Антимикробные ткани из целлюлозных волокон нашли применение в производстве медицинских повязок, салфеток, санитарно-гигиенических изделий, нательного и постельного белья, чулочно-носочных изделий, стелек, а так же защитной спецодежды при работе с возбудителями опасных инфекций чумой, сибирской язвой, бруцеллезом и др. [3].

Например, повязка на основе хлопчатобумажной ткани полотняного переплетения и слоем из лекарственных веществ сокращает обсемененность кожных покровов человека, прерывает механизм передачи инфекционных болезней [18].

Салфетки, выполненные из низкосортного хлопчатобумажного сырья поверхностной плотности — 120−170 г/м с содержанием антимикробного, противогрибкового или дезодорирующего состава в количестве 10−70% от массы материала, относят к санитарно-гигиеническим изделиям, их используют в быту и в производственной сфере [19].

Медицинские повязки, представляющие собой стерильную хлопковую марлю или подобный текстильный материал с фармацевтическим носителем в виде мази, пасты, аэрозоля и др., нашли применение для лечения язв прикованных к постели пациентов [20].

Чулочно-носочные изделия и стельки, полученные на основе хлопчатобумажных тканей, обладают отличительным микоцидным эффектом, устойчивым к многократным стиркам. Их применяют для лечения и предупреждения кожных заболеваний [11].

Наиболее устойчивый антимикробный эффект достигается при введении реакционных групп в молекулу целлюлозы методами алкилирования или синтеза привитых сополимеров целлюлозы [2].

Путем О-алкилирования в макромолекулу целлюлозы сначала вводят активный краситель, а затем антимикробное вещество. Такой вариант является достаточно простым и доступным.

Взаимодействие реагентов протекает по схеме с образованием ионной связи:

ЦеллО-КрS03H + H2N — [БК] -> ЦеллО-КрS03~ + H3IST — [БК], где: Кр — краситель- [БК] - молекула антимикробного вещества.

На основе модифицированной целлюлозы с реакционно активными группировками лекарственных веществ созданы раневые покрытия, предназначенные для ускоренного заживления гнойных ран и ожогов, применение которых в 2 раза сокращает срок их лечения. [21].

Эффективными носителями антимикробных препаратов являются искусственные и синтетические волокна и нити. Так, вводя в прядильный раствор или расплав полимера различные бактерицидные вещества, получены ткани из поливинилспиртовых, полиэтилентерефталатных, фторлоновых, гидратцеллюлозных и ацетатных волокон и нитей. Однако их недостатком является неустойчивость антимикробного эффекта к многократным стиркам. Поэтому такие ткани могут использоваться для изделий, рассчитанных на небольшое количество стирок, либо предназначенных для условий, в которых они не подвергаются водным обработкам [2].

Антимикробные ткани из поливинилспиртовых, полиакрилонитриль-ных, полиамидных нитей используют, например, для изготовления санитарно-гигиенических, чулочно-носочных изделий, а так же ковриков для больниц [11].

Широкое применение антимикробные синтетические нити получили в виде шовных материалов [11, 22]. Такая хирургическая нить представляет собой новую лекарственную форму химиотерапевтических препаратов, что позволяет избежать побочного воздействия на органы и ткани человека, часто возникающего при традиционных способах внедрения лекарств. По данным института хирургии им. А. В. Вишневского из всех известных антимикробных шовных материалов наиболее высоким и пролонгируемым лечебным действием обладают полипропиленовые и поликапроамидные шовные нити [11]. Так же синтетические нити с антимикробными свойствами используются как сосудистые протезы [23, 24, 25].

Помимо тканей в качестве текстильных носителей антимикробных материалов применение получили трикотажные полотна. Трикотажное полотно в отличие от тканей обладает хорошей подвижностью: гибкостью, эластичностью, растяжимостью, что позволяет получать изделия в виде трубок различных диаметров и форм [11]. Вид переплетения трикотажного материала является одной из основных характеристик, определяющих его свойства: растяжимость, распускаемость, формоустойчивость и др. Широкое распространение в медицине получили трикотажные полотна главных переплетений (гладь, ластик, трико и др.).

Трикотажные полотна на основе полиэфирных, полиамидных нитей, а так же хлопчатобумажной пряжи безверетенного прядения поверхностной плотностью 140−280 г/м [26, 27, 28] используются для получения перевязочных материалов. Они обладают высокой капиллярностью, легкостью, свободно отделяются от раневой поверхности. Высокая формоустойчивость при стирке и стойкость к стерилизации позволяет использовать изделия из трикотажных синтетических материалов многократно — до 10 раз [11].

Трикотажные полотна из синтетических нитей, например полиэфирных, могут применяться в перевязочных изделиях в качестве атравматиче-ского слоя [29].

Хлопчатобумажные трикотажные материалы с комплексом лечебных и антимикробных веществ применяются в медицинских повязках и салфетках. Они хорошо сорбируют раневые отделяемые, обладают выраженными антимикробными свойствами, характеризуются повышенным лечебным эффектом, обеспечивают динамическое очищение инфицированных ран, пролонгируемое лечебное действие и менее частую смену повязок при практически полной атравматичности [29, 30].

Например, антимикробные повязки и салфетки из хлопчатобумажного трикотажа — «АКТИВТЕКС» предназначены для лечения трофических язв и язвенных дефектов при синдроме диабетической стопы. Они содержат лекарственные средства местноанастезирующего, антисептического и ранозажив-ляющего действия в комплексе с биосовместимым полимером-полисахаридом, который при смачивании водой набухает, образуя гель, обеспечивая пролонгированный выход лекарственных препаратов в рану [31, 32]. Применение салфеток «АКТИВТЕКС» повышает эффективность лечения трофичеких язв за счет того, что на первой стадии сочетание антиокси-дантного и антимикробного действия приводит к улучшению результата лечения, а на второй — сочетание антимикробного и ранозаживляющего действия природного происхождения — к сокращению срока заживления [33].

В качестве медицинских тампонов и хирургических повязок используют хлопколавсановые трикотажные полотна с антимикробными свойствами. Они эластичны, легко укладываются на раневые рельефные поверхности, вводятся в щелевидные раны, а так же легко и относительно безболезненно выводятся из них, обладают высокой гигроскопичностью и капиллярностью, обеспечивают дренаж — важнейший фактор лечебного воздействия на рану, при этом не уступают по основным свойствам тампонам и повязкам из медицинской марли. Конструкция изделий (трикотажное плетение, гладкая кромка) упрощает эксплуатацию хлопколавсановых тампонов, исключает возможность оставлять мельчайшие нити перевязочного материала в ране, что нередко происходит при использовании тампонов из марли [34].

В восстановительной хирургии уже много лет с успехом используются плоские вязаные сетчатые полотна из антимикробных полипропиленовых нитей [11, 34], а сетчатые трикотажные полотна из полипропиленовых нитей в сочетании с полиамидными применяются вместо марлевых салфеток как антимикробные покрытия ожоговых ран [11,35].

Нетканые полотна являются перспективными носителями антимикробных препаратов. Наиболее распространенными в нашей стране и за рубежом оказались нетканые материалы, получаемые иглопробивным и холсто-прошивным, термоскрепленным способами, склеиванием и их комбинациями [36].

Иглопробивные нетканые материалы из полипропиленовых волокон с поверхностной плотностью от 100 г/м, а так же на основе поливинилспирто-вых волокон с химически связанными антимикробными агентами нашли применение в качестве биологически активных тампонов [37]. Наличие у полипропиленовых волокон катионои анионообменных групп, а у лекарственных препаратов основных или кислотных групп с различной ионной силой позволяет управлять прочностью связи между теми и другими, что соответственно дает возможность получать биологически активные нетканые материалы с варьируемыми сроками терапевтического действия. В опытах по определению антимикробной активности таких полотен по методу инфицированного агара было показано, что средний диаметр зоны подавления роста культуры Вас. Subkilis составляет от 27 до 45 мм в зависимости от вида антибиотиков [37].

Медицинский нетканый материал в виде холстопрошивного безниточного полотна из отбеленной модифицированной вискозы применяют в качестве повязок [11, 38, 39]. Он обладает высокой гигроскопичностью, хорошо впитывает и эффективно отсасывает раневое отделяемое. Воздухопроницаемость повязки из такого нетканого полотна по сравнению с ватно-марлевой повязкой увеличивается в 4 раза [11].

Термоскрепленные нетканые материалы из полиуретановых нитей применяются для изготовления эластичных повязок. Наряду с высокой эластичностью они обладают хорошей воздухопроницаемостью [11].

В целях улучшения потребительских свойств перевязочных изделий разработаны клееные фиксирующие нетканые материалы, функциональной особенностью которых являются водоупорные свойства. Их волокнистой основой является вискозное волокно [40].

Долгое время одной из важных проблем в операционных и послеоперационных являлась проблема предотвращения «пыления» текстильных материалов. Частицы волокон, попадая в открытую рану, часто являются причинами гранулем. Использование полипропиленовых нетканых материалов на латексных связующих снижает количество крупных частиц в ране (более 3 мкм) на 90% по сравнению с хлопковыми тканями. Их используют для производства салфеток, санитарно-гигиенических изделий [11].

За рубежом разработке антимикробных медицинских материалов на текстильных носителях так же уделяется большое внимание [11,41].

Для лечения ран, ожогов, язв, пролежней и оказания первой медицинской помощи в США используют повязки из хлопкового, вискозного или хлопковискозного нетканого материала, скомпонованного с дренирующим слоем из текстильного полотна или полотна на основе искусственных волокон с распределением в них лекарственных средств [42].

Болгарские исследователи предложили антимикробную хлопчатобумажную ткань, используемую в качестве постельного белья, способную сохранять свои свойства после 30 стирок.

Швейцарской фирмой «Санитизед» на основе трикотажных полотен разработаны перевязочные материалы и чулочно-носочные изделия, используемые в качестве профилактики микозных заболеваний.

Канадские ученые предложили ткани, войлоки, трикотажные полотна, применяемые для гигиенической отделки изделий бытового назначения.

Таким образом, ткани, трикотаж и нетканые полотна являются основными текстильными носителями антимикробных материалов, используемыми в медицинской практике в нашей стране и за рубежом. Ткани и трикотаж достаточно широко применяют в производстве одежды, белья, перевязочных средств, санитарно-гигиенических и др. изделий. Нетканые полотна пока не получили такого широкого распространения и вошли в употребление в основном как перевязочные средства. Однако нетканые антимикробные материалы начинают использоваться для изготовления спецодежды и постельных принадлежностей, но чаще всего такие изделия являются разового назначения.

С целью создания биологически активных текстильных материалов, обладающих широким спектром антимикробного действия, устойчивостью к различным обработкам применяют разнообразные группы антимикробных веществ, принадлежащих к классам органических и неорганических соединений. Наиболее распространенными из них являются металлы и их соли, соли четвертичных аммониевых оснований, производные фенола, различные гетероциклические соединения, в том числе нитрофуранового ряда, антибиотики, антимикробные красители и др. [3, 41, 43, 44].

Из металлов наиболее активным антисептиком является серебро. Материалы, пропитанные растворами солей серебра (посеребренная вода, лимон-ноили молочнокислое, а так же хлористое серебро), способствуют заживлению ран и предупреждают их нагноение. Однако практическое применение серебра нецелесообразно ввиду его высокой стоимости, а так же под действием солнечного света происходит разложение серебряных солей, вызывающее изменение цвета материала [41, 43].

Хороший антимикробный эффект достигается при обработке волокнистых материалов соединениями ртути, производными олова с общей формулой R3SnX или [R3Sn]20, где (R — алкил, циклоалкил, фенил и др., X — остаток любой кислоты), которые характеризуются значительной антимикробной активностью. Однако они обладают высокой токсичностью, но считается [41, 43], что оловоорганические соединения менее токсичны, чем соединения ртути. Помимо высокой токсичности соли ртути хорошо всасываются через кожу и поэтому опасны не только при обработках, но и при эксплуатации. Тем не менее, за рубежом рекомендуется использовать соли фенилртути: ацетат, олеат, стеарат и др. [41].

Широкое применение для придания антимикробных свойств текстильным материалам получили соединения меди благодаря невысокой стоимости, незначительной токсичности и достаточно высокой биологической активности. Материалы, обработанные солями меди, проявляют устойчивый антимикробный эффект, сохраняющийся после многократных стирок, обладают вирулицидным действием [41, 44, 45].

Наряду с солями металлов для получения биологически активных текстильных материалов применяют четвертичные аммониевые основания, наиболее широким спектром из которых обладает катамин АБ —.

СН3 I.

CH3-(CH2)2n+1-N±CH2C6H5] С/ I.

СН3 алкилдиметилбензиламмония хлорид, катионный поверхностно-активный антисептик, характеризующийся детергентными свойствами [3,41, 45,46].

Катамин АБ представляет собой четвертичную аммониевую соль ал-килдиметилбензиламмоний хлоридов, где алкил — смесь нормальных алкиль-ных радикалов п = 10−18 или п = 12−14 со средней молекулярной массой — 357 + 10. Его рекомендуется использовать для обработки рук хирурга, операционного поля и раневых поверхностей, а так же дезинфекции хирургических инструментов, предметов ухода за больными и помещений [3, 46, 47]. При этом достаточные антимикробные свойства катамин АБ проявляет в концентрации, не превышающей 1,5 масс % [3, 48].

Материалы, содержащие катамин АБ, можно использовать для изготовления нательного и постельного белья, спецодежды для медперсонала, одежды для работы в спецусловиях, для изготовления предметов больничного обихода.

Помимо перечисленных соединений для получения биологически активных текстильных материалов так же используются производные фенола, из которых наибольшее практическое применение нашел гексахлорофен —.

ОН ОН с/ Ct.

Гексахлорофен проявляет высокую активность в отношении грамполо-жительных бактерий, а так же обладает фунгицидным действием. Например, продукт взаимодействия привитого сополимера целлюлозы с гексахлорофе-ном имеет достаточно устойчивую к гидролизу связь, поэтому текстильные материалы из этого волокна выдерживают без заметного ухудшения антимикробных свойств до 30 стирок. При этом они снижают микробную обсеме-ненность кожных покровов больных в 3−6 раз.

Такие полотна применяют при изготовлении нательного и постельного белья для больных, находящихся в клиниках после операций, в результате которых ослаблено сопротивление организма к действию микроорганизмов [2]. Однако гексахлорофен слабо влияет на грамотрицательную флору и в некоторой степени ухудшает гигиенические свойства целлюлозных полотен, поскольку к волокну прививается большое количество (4−10%) препарата [3, 49].

Наряду с гексахлорофеном практическое применение находит пента-хлорофен, но этот препарат и его водорастворимые соли обладают высокой токсичностью и неприятным запахом [41,43].

Широким спектром антимикробного действия, высокой антимикробной активностью и относительно низкой токсичностью обладает соединение нитрофуранового ряда — l-[b-(5 нитрофурил-2)-акрилиденамино]-гидантоинфурагин.

В молекуле фурагина содержится имидный водород, способный замещаться металлами. В связи с этим подобные соединения фурагина с некоторыми металлами малорастворимы в воде, что позволяет придавать текстильным полотнам антимикробные свойства, устойчивые при эксплуатации [3, 41, 43, 49]. Фурагин активен в отношении грамположительных (стафилококки, стрептококки), грамотрицательных микроорганизмов (кишечная палочка) за исключением синегнойной палочки [3].

Для придания бактерицидных свойств текстильным материалам так же используют антибиотики [41, 43, 47, 50]: О о = с с = о N н S.

— цефалоспорин.

R*.

О = С — ОН.

СН СН.

V 3.

СН ОН N.

— тетрациклин.

ОН О ОН он о о.

И др.

Клинические исследования антибиотиков показали, что к ним чувствительна грамположительная и грамотрицательная микрофлора, в том числе кишечная группа бактерий, протей, синегнойная палочка [41, 50].

Так же применяют антимикробные анилиновые красители [41, 43, 47,51]:

— бриллиантовый зеленый.

СН.

С н о о" О он.

— метиленовыи синии н. с ^ ^.

6^N ^.

Нf N.

N+ ^.

CI — зн о 2.

— этакридина лактат оснг он т.

СН — СН — с он.

Антимикробные красители обладают невысокой токсичностью, однако чувствительность микроорганизмов к ним неодинакова [41, 43]. Особенно чувствительны к анилиновым красителям грамположительные бактерии и кокки. Вместе с этим следует иметь в виду то, что в белковой среде (гной, кровь) антимикробное действие красителей резко снижается [43].

Таким образом, анализ литературных источников, посвященных антимикробным материалам медицинского назначения, выполненных на основе текстильных носителей, показал, что такие материалы необходимы для современных условий существования человека: в быту и промышленности, в борьбе с опасными вирусами и бактериями, в условиях эпидемий и чрезвычайных ситуаций.

Антимикробные материалы успешно применяются для лечения и профилактики гнойной инфекции в кожно-венерологических диспансерах, гинекологических и родовспомогательных учреждениях, в различных областях народного хозяйства.

Они представляют интерес для отраслей промышленности, которые нуждаются в повышенной чистоте производства (радиоэлектронной, космической, авиационной), при лечении злокачественных опухолей в качестве радиационных аппликаторов.

Важное место занимают антимикробные материалы, из которых изготавливают медицинскую одежду, в том числе и специальную одежду для хирургов. Она не только обеспечит снижение послеоперационных патологий, но и защитит самого хирурга от инфекции, что очень актуально в связи с распространением такого заболевания, как «СПИД».

Сегодня в ассортименте медицинских изделий на основе текстильных антимикробных материалов преобладают изделия, получаемые из тканых и трикотажных текстильных полотен. Нетканые полотна в производстве антимикробных материалов используются ограниченно. Антимикробные материалы на нетканых носителях в основном применяют для изготовления перевязочных средств, повязок, салфеток, санитарно-гигиенических изделий, средств личной гигиены, медицинской спецодежды и белья (постельного, нательного, операционного) разового назначения. Причиной является отсутствие четких требований, недостаточность сведений о показателях качества и слабая изученность свойств нетканых полотен.

Задачами работы являются:

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. На основании данных литературных источников, практики работы научных и медицинских учреждений, МЧС разработана и предложена классификация медицинских изделий, изготавливаемых из текстильных материалов, сформулированы предъявляемые к ним требования. Установлены требования к текстильным полотнам, используемым в производстве медицинских изделий, и нетканым полотнам как носителям антимикробных материалов.

2. Определены наиболее значимые показатели, характеризующие основные свойства и качество текстильных полотен и нетканых антимикробных материалов медицинского назначенияразработана номенклатура показателей их качества.

3. Предложен волокнистый состав и способ производства нетканых носителей антимикробных материалов, режимы и параметры их изготовления гидроструйной технологией. Разработаны технические условия на нетканое антимикробное гидроскрепленное полотно (ТУ 8397−260−302 327−2004).

4. Для придания антимикробной активности текстильным полотнам, в том числе нетканым носителям, предложен биологически активный комплекс, обладающий антимикробной устойчивостью к патогенной микрофлоре, состоящий из катамина АБ в сочетании с йодистым калием. Раскрыты химизм его антимикробного действия и механизм присоединения к волокнам нетканого полотна.

5. Разработано устройство для нанесения антимикробного комплекса катамин АБ + йодистый калий на текстильные полотна и нетканые носители методом обрызгивания и указаны режимы его нанесения.

6. Определение показателей вязкоупругих свойств текстильных полотен и антимикробных материалов проводилось на приборе ИД-15 (ЛИТЛП/СПбГУДТ), на базе которого разработано устройство, научная новизна которого подтверждена патентом РФ № 2 251 094.

7. Разработан прибор и методика определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07.06.2005 г. по заявке № 2 004 118 630).

8. Механическая прочность разработанного нетканого антимикробного материала As удовлетворяет предъявляемым требованиям и превышает прочностные характеристики нетканых полотен отечественного и зарубежного производства. Упругие свойства антимикробного материала А5 схожи с упругостью хлопчатобумажной ткани Ть.

9. Гигроскопичность предлагаемого антимикробного материала As составляет 16−17%, воздухопроницаемость 640−650 дм3/м2с, капиллярность не менее 300 мм/ч и влагоемкость не менее 10 г/г.

10. Полученный антимикробный материал А5 проявляет ярко выраженную антимикробную активность и широту спектра действия на патогенную микрофлору (золотистый стафилококк, кишечную палочку, дрожжеподоб-ный грибок), обладает пролонгируемым лечебным действием и сохраняет антимикробные свойства при шести мокрых обработках.