Спосіб отримання бактерицидних хірургічних монониток

Реферат: Спосіб отримання бактерицидних хірургічних монониток, у якому на гранули полімеру наносять добавку у вигляді суспензії вуглецевих нанотрубок у водно-спиртовому розчині, отримують розплав полімеру з добавкою, формують мононитки та здійснюють їх термоорієнтаційне витягування. UA 69373 U (12) UA 69373 U UA 69373 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології хімічних волокон та одержання поліпропіленових хірургічних монониток з бактерицидними властивостями, які можуть бути використані для виробництва хірургічних шовних матеріалів та як основа для виготовлення сітчастих імплантатів, що застосовуються після хірургічних операцій, а також медичного текстилю для виготовлення виробів спеціального призначення. Відоме отримання полімерних виробів (ниток, плівок) з високими механічними властивостями, описане в способі отримання зміцнених полімерів [Патент США №6331265, МПК: С08К 7/24, 2001 р.], при якому в розплав полімеру вводять добавку, формують мононитки та здійснюють їх термоорієнтаційне витягування. При цьому як добавку використовують вуглецеві нанотрубки (ВНТ), які вводять в кількості (0,1÷50) мас. %. Нанотрубки вводять в мономер, який потім полімеризують, що забезпечує однорідний розподіл добавки в розплаві полімеру. Термоорієнтаційне витягування здійснюють у дві стадії: перша - при температурі склування полімеру, а друга - при температурі плавлення, що сприяє орієнтації ВНТ в полімерній матриці. Це забезпечує значне підвищення міцності і початкового модуля монониток. Для формування ниток використовують поліолефіни, поліаміди та поліефіри. Недоліком цього способу є те, що вказані операції значно ускладнюють технологічний процес виготовлення монониток та підвищують їх собівартість. Отримані за даним способом нитки використовуються для виготовлення технічних тканин, риболовних сіток, шин, пасків безпеки, захисного одягу. Використання їх як хірургічних монониток невідомо. Відомий також спосіб отримання мононитки хірургічної (Патент України №30783, МПК: A61L 17/00, 2006 р.), при якому наносять добавку на гранули полімеру, отримують розплав полімеру з добавкою, формують мононитки та здійснюють їх термоорієнтаційне витягування. При цьому, добавку наносять шляхом опудрення, а як добавку використовують філамід та лекалуб, які забезпечують отримання поліпропіленових монониток з високою міцністю та високим ступенем релаксації. В мононитці практично відсутні кінцеві деформації під час її натягування чи розтягування в момент зшивання країв ран. Отримані мононитки можуть використовуватися як високоякісний шовний матеріал. Недоліком даного способу є те, що хірургічні мононитки не мають бактерицидних властивостей. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий спосіб отримання бактерицидних хірургічних монониток, у якому нове виконання відомої операції та використання нової добавки забезпечить одержання біологічно інертних монониток з підвищеними міцністю і еластичністю та бактерицидними властивостями, завдяки чому розшириться асортимент шовних матеріалів, які використовують в хірургії, та зросте їх якість. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення мононитки хірургічної, при якому наносять добавку на гранули поліпропілену, отримують розплав полімеру з добавкою, формують мононитки та здійснюють їх термоорієнтаційне витягування, згідно з корисною моделлю, наносять добавку у вигляді суспензії вуглецевих нанотрубок (ВНТ) у водноспиртовому розчині. Доцільно, щоб вводили ВНТ в кількості (1,0÷3,0) мас. %, при цьому ВНТ вибирали тришаровими. При введенні ВНТ менше 1,0 мас. % бактерицидні властивості слабко виражені через низьку концентрацію добавки на поверхні монониток та складність рівномірного змішування малих кількостей добавок з розплавом полімеру. Підвищення вмісту добавки більше 3,0 мас. % супроводжується незначним ростом бактерицидних властивостей монониток. При цьому ускладнюються процеси змішування та диспергування нанотрубок в розплаві. Обирають ВНТ тришаровими, оскільки вони краще змішуються з розплавом полімеру: менше агрегуються та рівномірніше розподіляються в розплаві полімеру, ніж одношарові. Для формування монониток доцільно використовувати поліпропілен, який має дозвіл для застосування в медичних виробах. Нанесення добавки на гранули полімеру у вигляді суспензії вуглецевих нанотрубок у водноспиртовому розчині запропонованим способом дає можливість рівномірно розподілити ВНТ в структурі монониток та одержати однорідні по всій довжині полімерні мононитки з бактерицидними властивостями відносно хвороботворних бактерій і збудників гнійно-запальних процесів та з підвищеними у (1,1÷1,9) рази міцністю і у (1,6÷4,1) рази початковим модулем, що дозволяє покращити якість хірургічних ниток і розширити асортимент ниток медичного призначення. Такі мононитки можуть використовуватися як хірургічні шовні матеріали та при виготовленні хірургічних сітчастих імплантатів. Суспензію вуглецевих нанотрубок у водно-спиртовому розчині наносять на гранули полімеру, отримують розплав полімеру з добавкою, формують мононитки та здійснюють їх 1 UA 69373 U 5 10 15 20 25 30 35 40 термоорієнтаційне витягування. Змішування компонентів здійснюють за допомогою комбінованого черв'ячно-дискового екструдера, у якому між рухомим та нерухомими дисками виникають значні розтягувальні напруження, що покращує рівномірність змішування розплаву полімеру та добавки. Формування монониток проводять за допомогою прядильної машини екструзійного типу, що забезпечую додаткове змішування полімеру і добавки. Вибір нової добавки та нового способу її введення в розплав полімеру забезпечує отримання бактерицидних хірургічних монониток з високими міцністю, еластичністю та гладенькою монолітною поверхнею, на якій не адсорбуються та не розмножуються мікроорганізми. З літератури невідомо введення вуглецевих нанотрубок у розплав поліпропілену з метою виготовлення хірургічних монониток з бактерицидними властивостями та підвищеними міцністю і еластичністю. Таким чином, за способом, що пропонується, отримують хірургічні мононитки з підвищеними міцністю і еластичністю, що мають бактерицидні властивості в порівнянні з виготовленими за способом з найближчого аналогу. Корисна модель пояснюється наступним прикладом. Для формування монониток використовували ізотактичний поліпропілен марки 21030 (медичного призначення) з показником текучості розплаву (7÷10) г/10 хв., вмістом атактичної фракції - 5 мас. % та температурою плавлення - 169 °C. Вибір ПП обумовлений тим, що серед шовних матеріалів, які не розсмоктуються, поліпропіленові мононитки є найбільш раціональними, оскільки вони характеризуються високою біологічною сумісністю, стійкістю до бактерій, не мають капілярно-фітильних властивостей. Як антимікробну добавку використовували тришарові вуглецеві нанотрубки. Формування монониток здійснювали на прядильній машині екструзїйного типу при температурі (Т) (190÷210) °С, а термоорієнтаційне витягування - при Т=150 °C, з кратністю (4÷8) раз. Механічні властивості монониток визначали за допомогою розривної машини РМ-3. З метою визначення бактерицидних властивостей модифікованих 1111 монониток, відрізки ниток довжиною 3 см витримували в 0,5 мл фізіологічного розчину на протязі 24 годин при температурі 37 °C, потім отриману модельну рідину заливали у лунки живильного середовища (м'ясопептонний кров'яний агар), розміщеного в чашці Петрі. Живильне середовище було попередньо засіяне зависсю однієї з мікробних культур, що досліджувались. Кількість мікроорганізмів здатних давати ріст в 1 мл зависі 9 складала 10 КУО/мл. Після цього чашки Петрі з посівами інкубували в термостаті при температурі 37 °C протягом 24 годин. Бактерицидні властивості модифікованих 1111 монониток визначали за діаметром зони затримки росту мікроорганізмів, в міліметрах [Вивчення специфічної активності протимікробних лікарських засобів: Методичні рекомендації / Ю.Л. Волянський, І.С. Гриценко, В.П. Широбоков та ін. - К.: Державний фармакологічний центр, 2004. - 39 с.]. Результати дослідження бактерицидних та механічних властивостей модифікованих ПП монониток наведені в табл.1, 2. Аналіз даних підтверджує високу бактерицидну дію поліпропіленових монотиток з добавками ВНТ до ряду мікроорганізмів (табл.1). Таблиця 1 Вплив добавок ВНТ на бактерицидні властивості ПП монониток Вміст ВНТ, мас. % 0 0,5 1,0 1,5 3,0 3,1 St. aureus АТСС 25923 ріст 2,2±0,3 8,7±0,4 12,3±0,6 14,2±0,7 14,6±0,6 Діаметри затримки росту мікроорганізмів, мм St. aureus Е. соlі P. vulgaris Ps. aeurog. АТСС АТСС АТСС АТСС 6538 225922 4636 27853 ріст ріст ріст ріст 2,1±0,3 2,3±0,5 ріст ріст 8,5±0,7 7,2±0,4 ріст ріст 13,5±0,5 10,2±0,5 9,1±0,6 8,4±0,4 14,9±0,4 13,0±07 12,1±0,7 11,4±0,7 14,3±0,5 13,3±0,9 12,4±0,5 11,2±0,8 Ps. aeurog. АТСС 9027 ріст ріст ріст 7,6±0,3 11,8±0,5 10,9±0,7 При цьому найбільший ефект досягається щодо культури St. aureus (стафілококи). 2 UA 69373 U 5 Проведені дослідження механічних властивостей поліпропіленових монониток, наповнених добавками вуглецевих нанотрубок, показали, що добавки ВНТ підвищують їх міцність при розриві в (1,1÷1,9) разу, а початковий модуль в (1,6÷4,1) разу (табл.2). Дані табл.1, 2 свідчать, що в результаті використання запропонованої корисної моделі отримують монолітні поліпропіленові мононитки з гладенькою поверхнею, які характеризуються підвищеними міцністю та еластичністю, а також бактерицидною дією до ряду мікроорганізмів. Таблиця 2 Вплив добавок вуглецевих нанотрубок на механічні властивості ПП монониток Вміст ВНТ, мас. % 0 0,5 1,0 3,0 10 15 Текс 5,6 6,0 7,2 7,5 Міцність при розриві, МПа 370 700 430 390 Початковий модуль, МПа 2600 10600 6700 4100 Видовження при розриві, % 15,4 12,9 17,6 22,7 Використання ПП забезпечує хірургічним ниткам стійкість до впливу продуктів життєдіяльності організму та не викликає змін в його тканинах навіть при їх довгостроковому перебуванні в ранах. Вони проявляють мінімальну травматичну дію при проходженні через тканини, забезпечують хороший косметичний ефект та зменшують ступінь больових відчуттів при видаленні швів. Таким чином, створені модифіковані поліпропіленові мононитки характеризуються бактерицидною дією до ряду мікроорганізмів, а також підвищеними міцністю та еластичністю, завдяки чому покращуються властивості хірургічних шовних матеріалів та розширюються можливості їх застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Спосіб отримання бактерицидних хірургічних монониток, у якому наносять добавку на гранули полімеру, отримують розплав полімеру з добавкою, формують мононитки та здійснюють їх термоорієнтаційне витягування, який відрізняються тим, що наносять добавку у вигляді суспензії вуглецевих нанотрубок у водно-спиртовому розчині. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вводять вуглецеві нанотрубки в кількості (1,0÷3,0) мас. %, при цьому вуглецеві нанотрубки вибирають тришаровими. Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3