СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ ВАТЫ
METHOD FOR MAKING CELLULOSE SURGICAL COTTON

Изобретение относится к медицинской и химико-фармацевтической отраслям промышленности, а именно к способам изготовления целлюлозной хирургической ваты.
Известен способ изготовления целлюлозной хирургической ваты, включающий гидролиз целлюлозы в растворе минеральных кислот и ее отбелку при повышенной температуре, причем в качестве исходной целлюлозы используют целлюлозу белизной от 65% и выше, а гидролиз и отбелку ведут одновременно в растворе серной и пероксимоносерной кислот при концентрации кислот соответственно 2,5-10% и 0,48-3%, при атмосферном давлении и температуре 100-105°С в течение 0,5-3,0 часов (Патент РФ №2119986, МПК D21C 1/04, опубл. 1998).
Недостатком данного способа является низкая сорбционная способность получаемой в его результате ваты по отношению к различным биологическим жидкостям (крови, моче, поту и др.).
Известен способ изготовления целлюлозной хирургической ваты, включающий деструкцию исходной целлюлозы, воздействие озона посредством барботажа озоно-кислородной смеси через водно-целлюлозную суспензию и последующий размол, причем озонирование ведут до степени поглощения озона 3-4% от веса исходной целлюлозы (Патент РФ №2137779, МПК С08В 15/00, опубл. 1999).
Недостатком данного способа также является низкая сорбционная способность получаемой в его результате ваты по отношению к различным биологическим жидкостям (крови, моче, поту и др.).
Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является способ изготовления целлюлозной хирургической ваты, включающий предварительную механическую обработку хлопковых целлюлозных волокон, химическую обработку путем обработки волокон в щелочной среде, промывки водой и отбеливания, промывку водой, кислование, промывку водой, сушку и последующее разволокнение (Патент РФ №2191232, МПК D21F 11/14, опубл. 2002).
Недостатком данного способа также является относительно низкая сорбционная способность получаемой в его результате ваты по отношению к различным биологическим жидкостям.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение сорбционной емкости целлюлозной хирургической ваты по отношению к различным биологическим жидкостям.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления целлюлозной хирургической ваты, включающем предварительную механическую обработку хлопковых целлюлозных волокон, химическую обработку путем обработки волокон в щелочной среде, промывки водой и отбеливания, промывку водой, кислование, промывку водой и сушку, согласно изобретению после завершения сушки целлюлозное волокно подвергают физико-механическому воздействию вальцеванием встречным вращением валков при температуре 50-200°С и времени контакта волокон с валками в течение 0,5-2,0 сек. При этом воздействие вальцеванием осуществляют одинаковым числом оборотов валков в единицу времени при различном диаметре валков, либо воздействие вальцеванием осуществляют различным числом оборотов валков в единицу времени при одинаковом диаметре валков.
Отличительным признаком заявляемого способа является дополнительное физико-механическое воздействие после завершения сушки на целлюлозное волокно вальцеванием встречным вращением валков при температуре 50-200°С и времени контакта волокон с валками в течение 0,5-2,0 сек.
Способ осуществляют следующим образом.
Образец хлопкового целлюлозного волокна подвергают предварительной механической обработке (очистке, расчесыванию и разволокнению). Обработку осуществляют на традиционно применяемом для этого волокна оборудовании, например на агрегатах.
Химическую обработку хлопкового целлюлозного волокна проводят в растворе гипохлорита натрия с концентрацией 5,0 г/л при температуре 20°С в течение 90 минут.
Промывку целлюлозного волокна осуществляют в воде с целью удаления остатков щелочи из целлюлозы.
Отбеливание целлюлозного волокна проводят при температуре 96°С в течение 120 минут в растворе, содержащем пероксид водорода с концентрацией 1,8 г/л, метасиликат натрия - 6,0 г/л, глицин-диметиленфосфоновую кислоту - 3,0 г/л, сульфат магния - 0,3 г/л, поверхностно-активное вещество «Ивадет» - 0,3 г/л, каустическая и/или кальцинированная сода до общей щелочности 7,0 г/л.
Промывку от отбельного раствора проводят горячей (80°С) и холодной водой.
Кислование целлюлозного волокна проводят раствором серной кислоты с концентрацией 1,5 г/л.
Далее проводят промывку водой.
Операцию отжима осуществляют до влажности 120% и далее целлюлозное волокно подвергают сушке.
Получившееся в результате целлюлозосодержащее волокно подвергают физико-механическому воздействию вальцеванием встречным вращением валков при температуре 50-200°С и времени контакта волокон с валками в течение 0,5-2,0 сек. При этом воздействие вальцеванием осуществляют одинаковым числом оборотов валков в единицу времени при различном диаметре валков, либо воздействие вальцеванием осуществляют различным числом оборотов валков в единицу времени при одинаковом диаметре валков. Полученное волокно далее измельчают до состояния, при котором длина волокна не превышает 50 мкм. Полученный таким образом образец порошкообразной целлюлозной хирургической ваты далее испытывают в отношении сорбционной способности к таким биологическим жидкостям, как кровь, пот и моча. С этой целью на часовое стекло наносят слой полученной ваты толщиной 2-3 мм, взвешивают его на аналитических весах, а затем с помощью шприца на слой сорбента наносят небольшое количество биологической жидкости - крови, мочи или пота. В течение 1-2 сек. все они полностью сорбируются слоем указанного порошка, образуя сгусток чечевидной (линзообразной) формы. Часовое стекло с нанесенной на порошок биологической жидкостью взвешивают и по разности весов определяют точное ее количество, поглощенное порошком, после чего сгусток аккуратно удаляют пинцетом и снова взвешивают часовое стекло. По разности весов первого и последнего взвешивания определяют массу связанного сорбента и на основании полученных данных рассчитывают емкость связывания биологической жидкости как отношение (масса поглощенной жидкости): (масса порошкообразной ваты). В результате использования данного способа сорбционная емкость получающейся порошкообразной целлюлозной хирургической ваты возрастает в 4-7 раз по сравнению с сорбционной емкостью аналогов и прототипа.
Заявляемый способ поясняется примерами, приведенными ниже.
Пример 1. Образец хлопкового целлюлозного волокна подвергают предварительной механической обработке (очистке, расчесыванию и разволокнению), химической обработке в растворе гипохлорита натрия с концентрацией 5,0 г/л при температуре 20°С в течение 90 минут, промывке водой, отбеливанию в растворе, содержащем пероксид водорода в концентрации 1,8 г/л, метасиликат натрия - 6,0 г/л, глицин-диметиленфосфоновую кислоту - 3,0 г/л, сульфат магния - 0,3 г/л, поверхностно-активное вещество «Ивадет» - 0,3 г/л, каустическую и/или кальцинированную соду до общей щелочности 7,0 г/л, при температуре 96°С в течение 120 минут, промывке горячей (80°С) и холодной водой, кислованию раствором серной кислоты с концентрацией 1,5 г/л, промывке, отжиму до влажности 120% и сушке. Получившееся в результате целлюлозосодержащее волокно подвергают физико-механическому воздействию вальцеванием встречным вращением валков, имеющих диаметры 100 и 150 мм, со скоростью 20 об/мин при температуре 100°С в течение 1,0 сек. Полученное волокно далее измельчают до состояния, при котором длина волокна не превышает 50 мкм. Полученный таким образом образец порошкообразной целлюлозной хирургической ваты имеет следующие емкости связывания: крови - 25,4, мочи - 22,5, пота - 23,0.
Пример 2. Осуществляют, как и пример 1, но диаметры валков задают равными 150 и 200 мм. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 26,5, мочи - 23,0, пота - 23,5.
Пример 3. Проводят, как и пример 1, но диаметры валков задают равными 200 и 250 мм. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 27,3, мочи - 24,0, пота - 24,5.
Пример 4. Выполняют, как и пример 1, но диаметры валков задают равными 200 и 300 мм. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 27,0, мочи - 23,8, пота- 24,3.
Пример 5. Осуществляют, как и пример 4, но скорость вращения валков задают равной 30 об/мин. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 27,5, мочи - 23,0, пота - 24,4.
Пример 6. Выполняют, как и пример 4, но скорость вращения валков задают равной 50 об/мин. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 27,0, мочи - 23,8, пота - 24,3.
Пример 7. Осуществляют, как и пример 1, но диаметры валков одинаковы (по 200 мм), а скорости их вращения составляют 20 и 50 об/мин. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 26,4, мочи - 23,0, пота - 23,6.
Пример 8. Проводят, как и пример 7, но диаметры валков составляют по 100 мм. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 26,0, мочи - 22,8, пота - 23,2.
Пример 9. Выполняют, как и пример 7, но диаметры валков составляют по 300 мм. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 26,2, мочи - 22,4, пота - 23,1.
Пример 10. Осуществляют, как и пример 1, но диаметры валков одинаковы (по 200 мм), а скорости их вращения составляют 10 и 30 об/мин. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 22,9, мочи - 20,4, пота - 21,0.
Пример 11. Выполняют, как и пример 4, но время контакта волокон с валками составляет 0,5 сек. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 25,1, мочи - 22,8, пота - 23,2.
Пример 12. Проводят, как и пример 4, но время контакта волокон с валками составляет 2,0 сек. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 25,9, мочи - 23,9, пота- 24,5.
Пример 13. Выполняют, как и пример 2, но температуру при контакте волокон с валками поддерживают равной 50°С. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 26,4, мочи - 22,9, пота- 24,3.
Пример 14. Выполняют, как и пример 2, но температуру при контакте волокон с валками поддерживают равной 200°С. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 26,0, мочи - 22,0, пота- 24,0.
Пример 15 (сравнительный). Выполняют, как и пример 2, но температуру при контакте волокон с валками поддерживают равной 300°С. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 20,0, мочи - 18,9, пота - 20,2.
Пример 16 (сравнительный). Проводят, как и пример 4, но время контакта волокон с валками составляет 4,0 сек. Получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови -23,0, мочи - 21,0, пота - 19,0.
Пример 17 (по прототипу). Осуществляют по той же самой технологической схеме, что и пример 1, но указанную в нем дополнительную физико-механическую обработку целлюлозного волокна вальцеванием не производят.В результате получают целлюлозную хирургическую вату с емкостями связывания: крови - 3,8, мочи - 6,9, пота - 7,2.
Сравнительные данные по емкости связывания различных биологических жидкостей для полученной, описанным способом, целлюлозной ваты представлены в таблице 1.
Таблица 1
№примера
Емкость связывания биологических жидкостей
КРОВИ
МОЧИ
ПОТА
Пример 1
25,4
22,5
23,0
Пример 2
26,5
23,0
23,5
Пример 3
27,3
24,0
24,5
Пример 4
27,0
23,8
24,3
Пример 5
27,5
23,0
24,4
Пример 6
27,0
23,8
24,3
Пример 7
26,4
23,0
23,6
Пример 8
26,0
22,8
23,2
Пример 9
26,2
22,4
23,1
Пример 10
22,9
20,4
21,0
Пример 11
25,1
22,8
23,2
Пример 12
25,9
23,9
24,5
Пример 13
26,4
22,9
24,3
Пример 14
26,0
22,0
24,0
Пример 15 (сравнительный)
20,0
18,9
20,2
Пример 16 (сравнительный)
23,0
21,0
19,0
Пример 17 (прототип)
3,8
6,9
7,2
Заявляемый способ изготовления целлюлозной хирургической ваты является универсальным и позволяет добиться заданного эффекта - многократного увеличения сорбционной емкости при обработке любого целлюлозного волокна (ваты).
Нижеследующие примеры иллюстрируют увеличение сорбционной емкости при обработке медицинской гигиенической ваты, свойства которой соответствуют ГОСТ 5556-81.
Пример 18. Образец медицинской гигиенической ваты подвергают физико-механическому воздействию, описанному в примере 1, после чего измельчают в порошок и испытывают на емкость связывания крови, мочи и пота по процедуре, описанной выше. Получают вату с емкостями связывания: крови - 26,0, мочи - 23,0, пота - 23,7.
Пример 19. Осуществляют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 2. Получают вату с емкостями связывания: крови - 27,4, мочи - 25,2, пота - 25,5.
Пример 20. Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 3. Получают вату с емкостями связывания: крови - 28,3, мочи - 24,9, пота - 25,8.
Пример 21. Проводят с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 4. Получают вату с емкостями связывания: крови - 27,9, мочи - 24,5, пота - 25,5.
Пример 22. Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 5. Получают вату с емкостями связывания: крови - 28,4, мочи - 24,8, пота - 26,0.
Пример 23. Осуществляют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 6. Получают вату с емкостями связывания: крови - 28,0, мочи - 24,4, пота - 25,7.
Пример 24. Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 7. Получают вату с емкостями связывания: крови - 27,5, мочи - 25,1, пота - 25,8.
Пример 25. Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 8. Получают вату с емкостями связывания: крови - 26,8, мочи - 24,7, пота - 25,1.
Пример 26. Проводят с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 9. Получают вату с емкостями связывания: крови - 27,3, мочи - 24,8, пота - 25,6.
Пример 27. Осуществляют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 10. Получают вату с емкостями связывания: крови - 23,5, мочи - 21,9, пота- 22,2.
Пример 28. Проводят с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 11. Получают вату с емкостями связывания: крови - 26,3, мочи - 24,0, пота - 24,4.
Пример 29. Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 12. Получают вату с емкостями связывания: крови - 26,8, мочи - 24,9, пота - 25,8.
Пример 30. Осуществляют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 13. Получают вату с емкостями связывания: крови - 27,5, мочи - 25,0, пота - 26,1.
Пример 31. Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 14. Получают вату с емкостями связывания: крови - 27,5, мочи - 24,8, пота - 25,6.
Пример 32 (сравнительный). Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 15. Получают вату с емкостями связывания: крови - 21,1, мочи - 20,3, пота - 21,3.
Пример 33 (сравнительный). Выполняют с использованием гигиенической ваты и технологии физико-механической обработки, указанной в примере 16. Получают вату с емкостями связывания: крови - 24,2, мочи - 22,1, пота - 20,5.
Данные по емкости связывания различных биологических жидкостей для указанных в примерах 18-33 вариантов представлены в таблице 2.
Таблица 2
№примера
Емкость связывания биологических жидкостей
КРОВИ
МОЧИ
ПОТА
Пример 18
26,0
23,0
23,7
Пример 19
27,4
25,2
25,5
Пример 20
28,3
24,9
25,8
Пример 21
27,9
24,5
25,5
Пример 22
28,4
24,8
26,0
Пример 23
28,0
24,4
25,7
Пример 24
27,5
25,1
25,8
Пример 25
26,8
24,7
25,1
Пример 26
27,3
24,8
25,6
Пример 27
23,5
21,9
22,2
Пример 28
26,3
24,0
24,4
Пример 29
26,8
24,9
25,8
Пример 30
27,5
25,0
26,1
Пример 31
27,5
24,8
25,6
Пример 32 (сравнительный)
21,1
20,3
21,3
Пример 33 (сравнительный)
24,2
22,1
20,5
Вата по ГОСТ 5561-81
4,2
7,2
7,6
Анализ экспериментальных данных таблиц 1 и 2 подтверждает, что емкость связывания биологических жидкостей в случае использования ваты, приготовленной с использованием заявляемого способа, значительно превосходит емкость связывания биологических жидкостей в случае использования ваты, приготовленной по способу-прототипу, в котором не предусмотрено физико-механическое воздействие на целлюлозное волокно.
Существенными являются заявляемые температурно-временные интервалы 50-200°С и время контакта целлюлозного волокна с валками 0,5-2,0 сек. Температура 50°С - нижний предел температуры, полученной в результате контакта волокна с валками, температура выше 200°С - верхний предел температуры, выше которого наблюдается снижение емкости связывания биологических жидкостей.
В силу технических особенностей процесса обрабатывания волокон валками минимальное время контакта валков с обрабатываемым целлюлозным волокном составляет 0,5 сек. При времени контакта валков с обрабатываемым целлюлозным волокном более 2,0 сек наблюдается снижение емкости связывания биологических жидкостей.
Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить сорбционную емкость целлюлозной хирургической ваты по отношению к различным биологическим жидкостям, что имеет большое значение в медицинской практике.