СОСТАВ ДЛЯ АНТИСЕПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ
COMPOSITION FOR ANTISEPTIC TREATMENT OF WOVEN MATERIALS

Изобретение относится к области гигиены и санитарии, а именно к составу для антисептической обработки тканых материалов.
Известен состав для антисептической обработки, например, гигиенических салфеток, содержащий, мас.ч: 0,01-0,2 сорбиновой кислоты, 0,1-0,5 лимонной кислоты, 0,1-0,9 натрия хлорида, 0,1-0,3 отдушки и до 100 воды (см. патент США №5049440, кл. A61F 13/00, 1991).
Однако известный состав обладает ограниченным спектром антимикробного действия (лишь в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий) и неэффективен в отношении различных патогенных грибов и простейших.
Известен состав для антисептической обработки изделий, который эффективен в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий (E.coli, Bacillus subtilis, Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus) и грибов (Aspergillus niger, Candida albicans) и простейших (Euglena viridis, Amoeba proteus) (см. патент RU 2088218, A61K 9/70, опубл. 1997). Данный состав содержит сорбиновую кислоту, лимонную кислоту, натрия хлорид, воду, отдушку, дополнительно гиалуроновую кислоту и яблочный пектин.
Однако технологические возможности данного состава ограничены обработкой изделий из нетканых материалов, преимущественно гигиенических салфеток одноразового пользования для обработки различных частей тела.
Возможность использования данного состава для антисептической обработки изделий из тканых материалов долговременного пользования, например для изготовления из них изделий бельевого назначения, нецелесообразно, т.к. входящие в состав компоненты (например, сорбиновая, лимонная кислота) приводят к аллергическим реакциям кожи, а наличие в составе гиалуроновой кислоты и природного высокомолекулярного соединения (яблочный пектин) требует определенных условий хранения изделий - специальная упаковка для сохранения влаги, состав не соответствует гигиеническим требованиям по сорбционной активности.
Многокомпонентность данного состава усложняет процесс его изготовления.
Технологически ограничены и возможности использования описанных выше составов для антисептической обработки тканых материалов, содержащих натуральные нити или волокна при использовании их в медицинской практике в качестве перевязочных материалов, способствующих остановке кровотечений из кровоточащих ран и порезов.
Известны составы для обработки тканых материалов, используемых в медицинской практике в качестве перевязочных материалов со свойственным им гемостатическим действием к кровоточащим раневым процессам (см. например, патенты RU №2171694, A61L 15/04, опубл. 2001; №2328312, A61L 15/18, опубл. 2008).
Так, в техническом решении по патенту №2328312 предлагается состав для обработки тканых материалов в виде минерального порошка на основе механохимически активированного природного цеолита и солевой добавки на основе морской или озерной соли или бишофита при их соотношении соответственно 5:1. Использование указанного состава для перевязочных материалов способствует сорбции высокомолекулярных соединений (продуктов белкового катаболизма), а также бактериальных токсинов и микробных клеток, находящихся в кровоточащих ранах и порезах.
Данный состав предназначен для обработки тканых материалов, используемых для изготовления перевязочных материалов местного наружного применения на ограниченных зонах поверхностей, и не может быть использован для обработки указанных материалов ежедневного длительного пользования, например для изделий бельевого назначения, т.к. наличие в составе солевой добавки, например, бишофита, приведет к аллергическим реакциям кожи.
Использование данного состава предполагает значительный его расход при нанесении на обрабатываемые поверхности изделий, изготовленных из названных материалов, при этом бактерицидная эффективность данного состава в отношении различных грамположительных и грамотрицательных бактерий в известном техническом решении не обоснована.
Вместе с тем, использование в составе природных минералогических компонентов, отвечающих требованиям экологичности и безопасности, свидетельствует о перспективности использования подобного типа продуктов как в медицинской практике, так и в практике других отраслей, осуществляющих производство товаров из тканых материалов.
При анализе известного уровня техники установлено, что известен состав для антисептической обработки материалов на основе природных минералогических компонентов, отвечающих требованиям экологичности и безопасности (см. патент RU (заявка №2008109357, приоритет от 14.03.08 г.), патентообладатель ЗАО «Институт прикладной нанотехнологии»).
+
2+
В данном техническом решении предложен состав биоцида в виде водного раствора нанодисперсии порошка бентонита проинтеркалированного катионами Ag или/и Cu, в котором доля серебра или/и меди составляет 2.0-8.0 мас.%.
+
2+
Водный раствор состава на основе деионизованной воды содержит 4.0-10.0 мас.% проинтеркалированного (промодифицированного) ионами Ag или/и Cuбентонитового порошка, при этом на воздушно-сухое волокно бумажной массы используют 0.2-1.8 мас.% указанного бентонитового порошка, дисперсность наночастиц бентонитового порошка не более 150 нм.
Предпочтительно используют смесь названных бентонитовых порошков.
Известное техническое решение используется непосредственно при технологическом процессе изготовления бумажной продукции, в том числе санитарно-гигиенического назначения, для улучшения потребительских качеств полученных целлюлозосодержащих материалов по антибактериальным и антигрибковым свойствам.
Однако для тканых материалов, полученных методом прядения, и материалов, структура которых образована в результате соединения синтетических волокон (полиэфирных, полиамидных и др.) и натуральных (хлопок, вискоза, шерсть), традиционно наиболее предпочтителен процесс их обработки путем пропитки (импрегнирования) или распыления на их поверхности различных технологических препаратов, в т.ч. антисептического назначения, с целью улучшения качественных характеристик готовой продукции. Технологически обработанная соответствующими препаратами продукция подвергается в дальнейшем сушке. Названные обстоятельства значительно упрощают технологический процесс получения готовой продукции с заданными свойствами и снижают затратную часть на ее изготовление.
Использование для технологической обработки тканых материалов известного состава на водной основе по указанному выше техническому решению технологически не целесообразно, что объясняется следующими обстоятельствами: при пропитке (импрегнировании) или распылении данного состава на тканый материал нарушается стабильность взаимодействия нанодисперсной системы бентонитового порошка с волокнами и нитями этих материалов, и особенно при эксплуатации изделий из этих материалов (процесс истирания, удлинения волокон). В результате ухудшаются антисептические свойства материала;
физико-механические параметры волокон материалов с учетом их поверхностной плотности требуют разработки технологических режимов выдержки для каждого типа материалов в пропитывающем составе, что усложняет технологический процесс и увеличивает затратную часть состава.
+
2+
+
+
Описанное техническое решение создано их разработчиками на основе известного технического решения по патенту RU №2330673, опубл. 10.08.08 г. В соответствии с данным решением предложена наноструктурная композиция биоцида в виде наночастиц бентонитового порошка, проинтеркалированных ионами Agили/и ионами Cu, которые получены при модификации растворами неорганических солей нитрата серебра или сульфата меди полуфабрикатов бентонита, предварительно обогащенных катионами Naпри обработке их водным раствором неорганической соли натрия бентонита Na-формы и последующей их очистки от кислотных анионов.
+
2+
В соответствии с данным изобретением для антисептической обработки тканых материалов предпочтительно использование состава, содержащего полярный растворитель, очищенные от солей натрия нанодисперсные порошки бентонита, проинтеркалированные ионами Agили/и Cuс дисперсностью наночастиц не более 150 нм, и связующее в виде сополимера.
В качестве полярного растворителя используют спирт, а в качестве сополимера блок-сополимера полидиметилсилоксана и полиуретана, который относится к термопластичным силиконам и имеет в своем составе органические и неорганические компоненты, - жесткие и эластичные блоки. Препарат обладает высокой адгезией к различным материалам (может использоваться, как адгезив) и высокой механической прочностью, и при модификации текстильного материала образует на текстильном волокне водоотталкивающий пористый «дышащий» слой.
Однако возможность использования данного состава для обработки различных по физико-механическим, физико-химическим свойствам тканых материалов технологически ограничена, вследствие:
значительной гидрофобности, присущей названому сополимеру, что приводит к образованию на волокнах, нитях этих материалов, непрозрачной пленки и присущей гидрофобным мономерам тенденции к отслаиванию. Наличие этой тенденции повышает потери обрабатывающего состава, особенно при стирке, что ухудшает антисептические свойства обработанной продукции;
усложнения процесса изготовления состава вследствие использования в нем в качестве растворителя спирта.
Высокая гидрофобность названного сополимера ограничивает возможность его использования в составах для антисептической обработки тканых материалов медицинского и бытового назначения, применение которых предполагает наличие в них гемостатических свойств и возможности пользования материалов в условиях, свойственных гипергидрозу.
Вместе с тем состав для антисептической обработки тканых материалов по патенту RU №2330673 по своей технической сущности наиболее близок к заявляемому изобретению и выбран в качестве его ближайшего аналога.
Задача изобретения состояла в создании состава для антисептической обработки тканых материалов, основанного на природных компонентах, отвечающих требованиям экологичности и безопасности, подбор и выбор компонентов в котором, их количественное содержание, обеспечивало бы достижение технического результата по улучшению эксплуатационных характеристик состава для антисептической обработки различных тканых материалов при низкой затратной части на его изготовление.
+
2+
Для решения поставленной технической задачи предложен состав для антисептической обработки тканых материалов, содержащий полярный растворитель, очищенный от солей натрия нанодисперсный порошок бентонита, проинтеркалированный ионами Agили/и Cuс дисперсностью наночастиц не более 150 нм, связующее на основе сополимера, согласно изобретению в качестве связующего используют сополимер с молекулярным весом от 30000 до 500000 на основе модифицированного гидролизованного растительного протеина, к концевым или боковым аминогруппам которого привиты силанольные группы или поливинилпирролидон, указанный нанодисперсный порошок бентонита содержит 2-8 мас.% серебра или/и меди, а состав имеет следующее содержание компонентов в нем, мас.%:
названные сополимеры или смесь их
0.5-4.0
нанодисперсный порошок бентонита,
проинтеркалированный ионами Ag<sup>+ </sup>или/и Cu<sup>2+</sup>
на массу сухого сополимера или смеси их
2.0-8.0
вода
остальное,
+
2+
причем используемая в составе смесь нанодисперсных порошков бентонита, проинтеркалированных ионами Agи Cu, имеет соотношение, вес.ч.,: как: 1:(0,2-0,8)
Согласно изобретению нанодисперсный порошок бентонита имеет дисперсность не более 70 нм.
Согласно изобретению, предпочтительно, в качестве сополимера используют гидролизованный протеин пшеницы, к концевым или боковым аминогруппам которого привиты силанольные группы при молекулярном весе названного сополимера не более 500000.
Согласно изобретению в качестве растворителя используют деионизованную воду.
При реализации заявляемого изобретения обеспечивается создание состава для антисептической обработки тканых материалов на основе природных компонентов, отвечающих требованиям экологичности и безопасности, использование которого обеспечивает эффективную антисептическую обработку различных материалов, используемых для изготовления изделий как бытового, так и медицинского назначения.
Достигаемый изобретением технический результат объясняется:
использованием для изготовления препарата природного минерала - бентонита в Na-форме, для структурного строения кристаллической решетки которого характерно послойное расположение «пакетов» отрицательно заряженных алюмокислородных и кремнекислородных соединений, объем «межпакетного» пространства которых имеет высокую сорбционную активность к растворам и к реакции ионного замещения катионов одного металла на катионы других металлов при наличии в «межпакетном» пространстве растворов, содержащих катионы металла-заместителя;
использованием в заявляемом изобретении антисептического агента в виде дисперсионной среды наночастиц указанного бентонитового порошка, высокая удельная поверхность наночастиц которого обеспечивает большую площадь контакта с бактериальной средой и повышает эффективность антимикробного и поотивогрибкового воздействия на патогенную микрофлору;
использованием в заявляемом изобретении синергетически совместимых смесей бентонитового порошка, проинтеркалированных ионами названных металлов;
снижением затратной части на изготовление состава за счет использования в его композиции смеси антибактериальных агентов в виде наночастиц бентонитовых порошков, проинтеркалированных назваными ионами металлов;
наличием в составе сополимера на основе гидролизованного растительного протеина, преимущественно протеина пшеницы с привитыми к концевым или боковым аминным группам его силанольных групп или поливинилпирролидона или смеси их, что обеспечивает эффективность устойчивого контактного взаимодействия заявляемого состава с волокнами или нитями тканого материала с формированием на их поверхности прозрачной эластичной защитной пленки с кондиционирующим эффектом, обеспечивающим улучшение блеска и гладкости волокон ткани, сохранение влаги в волокнах ткани;
устойчивостью образованной структуры состава на основе названного сополимера с внедренными в него нанодисперными частицами бентонитового порошка, что стабилизирует пролонгирующее действие антисептических свойств (антимикробных, противогрибковых) при использовании состава для обработки тканых материалов с учетом их эксплуатации;
технологическим решением состава на основе компонентов биологически совместимых с тканями живых организмов.
При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений с совокупностью признаков, соответствующих заявляемому техническому решению и реализующих вышеописанный результат пролонгирующего действия по антисептической обработке тканых материалов, используемых для изготовления изделий бытового и медицинского назначения.
Приведенный анализ известного уровня техники свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость», что подтверждается нижеприведенным описанием.
Изобретение поясняется чертежами, где на:
фиг.1 показаны волокна тканых материалов, обработанных составами по примерам 1-4, до стирки и после стирки;
фиг.2 показаны результаты антимикробной оценки исследуемых образцов тканых материалов, обработанных составами по примерам 1-4.
Для реализации изобретения используют готовые к применению медицинское и лабораторное оборудование, товарные продукты, а также известные технологические процессы:
бентонит (монтмориллонит) Na-формы, например, Саригюхского месторождения (Армения), относящийся к щелочным бентонитам, в которых содержание монтмориллонита (бентонит Na-формы) 75-85 мас.%;
3
4
нитрат серебра (AgNO); сульфат меди (CuSO); натрий хлористый (NaCl);
деионизованная вода;
+
3
4
антисептический препарат, обладающий антимикробными и противогрибковыми свойствами (см. патент RU №2330673, приоритет от 22.11.2006 г., патентообладатель - ЗАО «Институт прикладной нанотехнологии»), в соответствии с которым минералогическое сырье (бентонит Na-формы) активируют (обогащают) ионами Na путем обработки его водным раствором хлористого натрия с последующей промывкой и фильтрованием полученного полуфабриката для удаления кислотных анионов. Полученные полуфабрикаты модифицируют раствором неорганических солей металла, в качестве которых используют нитрат серебра (AgNO), сульфат меди (CuSO), производят выдержку модифицируемого бентонита в указанных солевых растворах и очистку промодифицированного бентонита от солей натрия путем его промывки и фильтрации, и после сушки полученный препарат измельчают. Для осуществления заявляемого изобретения был осуществлен титриметрический анализ препарата, полученного по данному известному техническому решению. Установлено, что количества серебра и меди в полученных препаратах в зависимости от исходного сырьевого продукта, количества активирующих и модифицирующих реагентов соответствует 2-8 мас.% серебра или меди. Указанное мас.% содержание серебра или меди оптимально. При увеличении количества серебра или меди в проинтеркалированном порошке бентонита возрастает затратная часть на его изготовление, а при уменьшении мас.% содержания названных компонентов снижается антибактериальная активность получаемой по заявляемому изобретению продукции. Предпочтительно для снижения затратной части на изготовление заявляемого состава по изобретению использование смеси названных нанодисперсий порошков бентонита при их соотношении:
+
2+
+
нанодисперсия порошка бентонита, проинтеркалированного ионами Ag: нанодисперсия порошка бентонита, проинтеркалированного ионами Cu, предпочтительно, как 1:0,5. Использование смеси названных нанодисперсий, предпочтительно, для тканых материалов с антисептическим эффектом (антимикробное и противогрибковое действие), предназначенных для изготовления из них изделий, предпочтительно, бытового назначения (белье, различные покрытия, в том числе технического назначения). Для изделий медицинского назначения, изготовленных из тканых материалов и предназначенных непосредственно для контактного взаимодействия с тканью человека (повязки, прокладки и др), предпочтительно, использование нанодисперсий порошка бентонита, проинтеркалированного ионами Ag, как наиболее эффективного по антимикробной защите в отношении широкого спектра микроорганизмов. Механизм действия серебра на микробную клетку заключается в том, что ионы серебра сорбируются клеточной оболочкой, которая выполняет защитную функцию. Клетка остается жизнеспособной, но при этом нарушаются некоторые ее функции, например деление (бактериостатический эффект). Как только на поверхности микробной клетки сорбируется серебро, оно проникает внутрь клетки и ингибирует ферменты дыхательной цепи, а также разобщает процессы окисления и окислительного фосфорилирования в микробных клетках, в результате чего клетка гибнет. Серебро реагирует с клеточной мембраной бактерии, которая представляет собой структуру из особых белков (пептидогликанов), соединенных с аминокислотами для обеспечения механической прочности и стабильности. Серебро взаимодействует с внешними пептидогликанами, блокируя их способность передавать кислород внутрь клетки бактерии;
сополимер на основе модифицированного гидролизованного растительного протеина, к концевым или боковым аминогруппам которого привиты силанольные группы или поливинилпирролидон. Предпочтительно, по заявляемому изобретению использование сополимера гидролизованного белка пшеницы с привитыми силанольными группами - препараты компании Croda (GB), соответственно:
Coltide HSi или Crodasone W с молекулярным весом их не более 500000 Mw, или Keravis с с молекулярным весом не более 18000 Mw, или смесь названных препаратов, что предпочтительно по затратной части изготовления заявляемого состава. Названные препараты фирмы Croda (GB) объединяют в себе уникальные функциональные возможности обеих молекул в одном компоненте благодаря комплексной полимерной структуре белковых и кремниевых компонентов. Данные препараты используются в качестве добавки к аэрозолям для облегчения глажения, моющим средствам для стирки тканых изделий, они оказывают благоприятное кондиционирующее и защитное воздействие на волокна и нити изделий, изготовленных из тканых материалов, в частности:
обеспечивают защиту от теплового повреждения, потенциально вызываемого термической обработкой, например сушка с переворачиванием, глажение с паром; восстанавливают поврежденные волоконные кутикулы; улучшают блеск и гладкость волокна с образованием смазочной прозрачной пленки поверх волокна; уменьшают замятие ткани, сохраняют влагу.
Указанные функциональные возможности названного препарата определили и выбор последнего в составе для антисептической обработки тканых материалов, наличие которого обеспечивает создание устойчивой к агломерации микроэмульсионной системы состава, реализующего заданный по изобретению технический результат.
Заявляемое по изобретению (мас.%) содержание названного сополимера оптимально. При уменьшении его количества в составе ухудшается устойчивость взаимодействия нанодисперсной системы бентонита с волокнами или нитями тканого материала, а увеличение его количества приводит к повышению затратной части на изготовление состава.
В качестве сополимера на основе модифицированного гидролизованного растительного протеина, к концевым или боковым аминогруппам которого привиты силанольные группы, могут быть использованы и аналогичные по своим функциональным возможностям сополимеры, например сополимер на основе модифицированного гидролизованного протеина сои с привитыми силанольными группами, молекулярный вес данного препарата не менее 3000 Mw. Однако низкий молекулярный вес препарата снижает эффективность его контактного взаимодействия с волокнами обрабатываемых тканых материалов, поэтому предпочтительно названный препарат использовать в смеси с препаратом Coltide HSi при молекулярном весе этой смеси не менее 250000 Mw. В качестве сополимера возможно использование и препарата на основе модифицированного гидролизованного протеина пшеницы, к концевым или боковым аминогруппам которого присоединен поливинилпирролидон, например препарат Hydrotriticum PVP (молекулярный вес 40000 Mw) - производитель компания Croda (GB). Предпочтительно, использовать в смеси с препаратом Coltide HSi при молекулярном весе смеси не менее 250000 Mw.
Реализация изобретения при изменении состава используемых компонентов, заданного их соотношения приведет к ухудшению эксплуатационных свойств изготавливаемых по изобретению композиций составов или к удорожанию процесса его получения.
Реализации изобретения поясняется следующими этапами и конкретными примерами его выполнения.
1 этап - изготовление нанодисперсий порошка бентонита в соответствии с изобретением по патенту RU №2330673.
+
Бентонит (монтмориллонит) Na-формы в количестве 5 г заливают, предпочтительно, 5% водным раствором NaCl, выдерживают в данном растворе, осуществляя дополнительное обогащение бентонита ионами натрия, затем производят многократную промывку для удаления анионов хлора, последующую фильтрацию через фильтр «белая лента» и сушку. Очищенные от кислотных анионов полуфабрикаты высушивали и модифицировали 10-20% водным раствором нитрата серебра (при красном освещении). Предпочтительно используют 15% водный раствор нитрата серебра. Процесс модификации осуществляют при выдержке в указанном растворе и при температуре, соответствующей его растворимости в воде. Полученный модифицированный полуфабрикат многократно промывали для удаления солей натрия, фильтровали и сушили, предпочтительно, при температуре выше 20°C и не более 80°C. Расход водных растворов на обработку 5 г полуфабриката составил: бентонит: водный раствор, как 1:20. После сушки продукт подвергали механическому измельчению. Получен не содержащий солей натрия проинтеркалированный ионами Agбентонитовый порошок. Полезный выход продукта 4,8 г.
2+,
2+
Для получения нанодисперсий порошка бентонита, проинтеркалированного ионами Cuиспользовали проактивированные ионами натрия полуфабрикаты бентонита с последующей их модификацией 15% водным раствором сульфата меди. Получен не содержащий солей натрия интеркалированный ионами Cu, бентонитовый порошок. Полезный выход продукта 4,8 г.
Процесс механического измельчения до заданной по заявляемому изобретению дисперсности наночастиц производили следующим образом:
полученные продукты после интеркалирования (модификации) ионами металлов, их очистки от солей натрия и сушки диспергируют (интенсивно перемешивают) в большом количестве деионизованной воды, дают отстояться в течение некоторого времени и декантируют надосадочную жидкость. После добавления воды снова диспергируют осадок, отстаивают, декантируют. Этот процесс проводится многократно. Фильтрацией выделяют нанодисперсный продукт, сушат его и размалывают в планетарных мельницах. При таком способе получения нанопорошков расходуется большое количество деионизованной воды, процесс достаточно длителен;
для снижения трудоемкости полученные продукты вводили в деионизованную воду при соотношении вес.ч.: продукт:растворитель (вода), как 1:10 и осуществляли диспергирование бентонитового порошка до размерности его наночастиц не более 70 нм с использованием ультразвукового диспергатора.
Ультразвуковые диспергаторы широко используются в различных отраслях промышленности (химической, фармацевтической, пищевой и др.). В качестве источника ультразвука используют либо гидродинамические излучатели, либо излучатели на основе электромеханически активных материалов, например магнитострикционные преобразователи. Использование ультразвукового диспергатора значительно ускорят процесс получения бентонитовых порошков до заданной дисперсности.
Процесс осуществляли с использованием диспергатора Bandelin Sonoplus HD2070 при мощности 40 Вт в течение 10-20 мин. Полученные коллоидные системы наносились на подложку и после испарения воды исследовались на микроскопе.
Контроль за размерностью полученных бентонитовых порошков производили с использованием электронного микроскопа. В результате осуществленных технологических приемов получена дисперсность наночастиц не более 70 нм при соотношении: 30% от общего количества структурированного продукта имело дисперсность не более - 20 нм, остальное - 70 нм.
Полученные нанодисперсии порошков бентонита, проинтекалированные ионами серебра и меди, оценивались по количественному содержанию в них названных металлов с использованием титриметрического анализа, который показал, что при описанных выше технологических режимах полученные продукты содержат не более 6 мас.% серебра или меди.
2 этап - изготовление составов для антисептической обработки тканых материалов.
Составы для обработки названных материалов в соответствии с заявляемым изобретением были изготовлены по примерам 1-3.
Состав для антисептической обработки названных материалов (пример 4 - контрольный) был изготовлен с использованием в его композиции блок-сополимера полидиметилсилоксана и полиуретана (препарат Пента-1009) - патент RU №2330673
по примерам 1-4 использовали композиции составов со следующей затратной частью в них компонентов:
пример 1-3 - связующее на основе сополимера - 7,5 г, нанодисперсия порошка бентонита - 0,375 г, деионизованная вода - остальное до объема полученного состава, равного 250 мл, при этом в соответствии с примерами 1-3 были использованы:
+
пример 1 - связующее - препарат Coltide HSi; нанодисперсия порошка бентонита проинтеркалированного ионами Agпри дисперсности 70 нм;
+
2+
пример 2 - связующее - препарат Coltide HSi; смесь нанодисперсных порошков бентонита, проинтеркалированных ионами Agи Cuпри соотношении их 1:0,5 и при дисперсности порошков 70 нм;
+
пример 3 - смесь препаратов Crodasone W и Keravis, предпочтительно, при соотношении их 1:2 и с молекулярной массой полученной смеси не менее 250000 Mw; нанодисперсия порошка бентонита, проинтеркалированного ионами Agпри дисперсности 70 нм;
+
пример 4 (контрольный состав), связующее Пента-1009 - 7,5 г, нанодисперсия порошка бентонита проинтеркалированного ионами Ag- 0,375 г при дисперсности 70 нм, спирт (изопропанол) до 250 мл полученного состава. Указанное количественное содержание компонентов состава по данному примеру выбрано с учетом сопоставимости результатов исследований при расходной части компонентов по примерам 1-3.
+
Пример 5 (контрольный состав) связующее - смесь препаратов Crodasone W и Keravis, предпочтительно, при соотношении их 1:2 и с молекулярной массой полученной смеси не менее 250000 Mw, нанодисперсия порошка бентонита, проинтеркалированного ионами Agпри размерности наночастиц 100-150 нм.
Учитывая, что большинство технологий жидкостной обработки тканых материалов (промывка, расшлихтовка, отварка, крашение, заключительная химическая отделка и др.) предусматривают погружение их в обрабатывающую жидкость, образцы материалов размером 5×5 (см), предварительно простерилизованные, погружались в полученные по примерам 1-5 микроэмульсионные системы составов, выдерживались в них в течение 10 мин, отжимались и высушивались. Для исследования использовались следующие гладкоокрашенные образцы материалов:
2
образец 1 - шерстяная ткань, плотность 500 г/м,
2
образец 2 - льняная ткань бельевой группы, поверхностная плотность 240 г/м,
2
образец 3 - махровая ткань из 100% хлопка, поверхностная плотность 470 г/м.
После обработки исследуемых образцов осуществляли их диагностирование и тестирование по следующим показателям:
органолептическим (цвет, запах);
антипиллинговым свойствам (пиллинг тканей, таких как шерсть, происходит, когда группы коротких или оборванных волокон на поверхности переплетаются вместе в крошечном шарике-катыше, пиллинг вызывается протиранием или истиранием ткани во время обычной носки и использования);
биотестирование по антимикробным и противогрибковым свойствам, в основном, после их последующих стирок.
Результаты исследования показывают:
при использовании составов по примерам 1-3 (заявляемое изобретение) обработанные образцы 1-3 не имеют запаха, образцы приобрели более выраженную цветовую тональность, что в частности, свидетельствует о благоприятном кондиционирующем влиянии на волокна тканых образцов полимерной структуры белковых компонентов, входящих в составы;
при использовании состава по примеру 4 (контрольный) обработанные образцы имели резкий запах спирта и более тусклую цветовую тональность, что, свидетельствует об образовании на волокнах ткани непрозрачной полимерной пленки;
антипиллинговые свойства оценивались при истирании в результате стирки образцов №1 после обработки их составами по примерам 1-4. Образование катышков на волокнах ткани наблюдалось при обработке образца составом по примеру 4, что свидетельствует о неблагоприятном механическом воздействии на волокна материала, используемого в составе сополимера, указанного в патенте RU №2330673. Результаты данной оценки подтверждаются анализом волокон исследуемых образцов №1 под электронным микроскопом:
поз.1 - волокна исследуемого образца №1, обработанного составом по примеру 1, после 5 (пяти) стирок;
поз.2 - волокна исследуемого образца №1, обработанного составом по примеру 1, до стирки;
поз.3 - волокна исследуемого образца №1, обработанного составом по примеру 4, после 2-х (двух) стирок
Биотестирование антисептических свойств исследуемых образцов оценивалось по их антимикробным и противогрибковым свойствам.
Оценку антимикробных свойств осуществляли по стандартной методике с использованием культуры Staphylococcus aureas. Культура была выращена на среде мясопептонного агара (МПА) при температуре 37°С в течение 24 часов. Затем готовили однородную суспензию клеток в деионизованной воде таким образом, чтобы в 1 мл суспензии содержалось 2 млрд клеток. Приготовленную структуру вносили по 1 мл суспензии в чашки Петри с подсушенной средой МПА и равномерно распределяли по поверхности среды стерильным шпателем так, чтобы культура прорастала сплошным газоном. Затем стерильным пинцетом на поверхность агара плотно накладывали кусочки исследуемых образцов (1×1 см), обработанные различными антисептическими составами по примерам 1-4. Кусочки исследуемых образцов размещали на расстоянии 2 см друг от друга и на расстоянии около 2,5 см от центра чашки. Засеянные чашки с образцами термостатировали при 37°C. Антимикробные свойства каждого кусочка исследуемого образца оценивали по образованию зон угнетения (зон ингибирования) роста штамма микроорганизма, которые четко выделялись на фоне сплошного газона роста тестируемой культуры, причем оценку антимикробных свойств исследуемых образцов производили после их многократной стирки. Среднестатистические результаты исследований представлены на диаграмме - фиг.2. Из данной диаграммы следует, что рост штамма Staphylococcus aureas при обработке образцов №1-3 составами по примерам 1-3 значительно ниже при большем количестве стирок - зона ингибирования «B», в отличие от зоны ингибирования «A», которая соответствует обработке образцов №1-3 составом по примеру 4.
Оценку противогрибковых свойств исследуемых составов осуществляли по той же методике с использованием плотной питательной среды (Czapek Dox Agar, производство фирмы Himedia, Индия), предварительно засеянной одним из тест-микроорганизмов, в качестве которых использовали культуры грибов видов Aspergillus sydowii, Aspergillus niger. Для приготовления взвеси (суспензии) спор грибов использовали тест-культуры грибов, выращенные на среде Чапека при 28°C, имеющие возраст от 14 до 28 суток, считая с момента пересева.
Суспензию спор в концентрации 1 млн/мл готовили отдельно для каждого вида тест-культур грибов. Для этого в колбу (пробирку), содержащую 15±5 мл стерильного физиологического раствора, переносили споры грибов из пробирки с чистой культурой. Перенос спор из пробирок в колбу (пробирку) осуществлялся путем захвата спор бактериологической петлей.
Суспензию каждого вида гриба заданной концентрацией наносили на поверхность питательной среды (газон культуры). На полученный газон грибной культуры накладывали образцы тканей №1-3, пропитанные исследуемыми составами (примеры 1-5). Исследования осуществляли в течение 5-7 суток при температуре 28°C. После истечения указанного срока производили стирку исследуемых образцов №1-3, сушку, последующее помещение их на поверхность питательной среды с выдержкой при указанных технологических параметрах испытаний, а затем осуществляли измерение диаметров зон задержки роста тест-микроорганизмов в мм вокруг вышеуказанных образцов. В результате исследований установлено, что зона роста тест-культур значительно падает при использовании для обработки тканых материалов составов по примерам 1-3.
Установлено также, что противогрибковые свойства у образцов №1-3 при обработке их составом по примеру 5, в котором использованы наночастицы бентонитовых порошков с дисперсностью более 70 нм, несколько хуже, чем у образцов, обработанных составами по примерам 1-3, и значительно лучше, чем у образцов при обработке их составом по примеру 4.
+
При проведении исследований установлено, что антисептические (антимикробные, противогрибковые) свойства заявляемого по изобретению состава, содержащего нанодисперсию бентонитового порошка, проинтеркалированного ионами Ag, более эффективны относительно аналогичных свойств состава, содержащего смесь нанодисперсий бентонитовых порошков, что подтверждает известные данные об эффективности серебросодержащих препаратов, что традиционно для данного вида металла, обладающего широким спектром антимикробной активности. Вместе с тем, затратная часть на производство данного продукта значительно повышается, что нецелесообразно.
Таким образом, проведенные исследования в целом свидетельствуют о высокой эффективности заявляемого по изобретению состава для антисептической обработки тканых материалов, о его пролонгирующем действии по отношению к различным колониям микроорганизмов.
Состав по изобретению целесообразно использовать для обработки различных тканых материалов, в том числе предназначенных для изготовления изделий со свойственным им гемостатическим действием к кровоточащим раневым процессам в виду наличия в составе компонентов (указанного сополимера и наночастицам бентонитового порошка) с заложенными в них свойствами по сохранению влаги и сорбции.
Заявляемый состав для антисептической обработки тканых материалов может быть использован для производства изделий медицинского и бытового назначения, в том числе для изготовления белья, носков, стелек для обуви, полотенец, гигиенических прокладок для женщин, одежды для медицинского персонала, защитной одежды для работы в центрах с повышенной инфекционной опасностью и пр.