автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка и исследование нетканых полотен с антимикробными свойствами для изделий медицинского назначения

На правах рукописи

ЙГ

МАКАРОВА НАТАЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВНА

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕТКАНЫХ ПОЛОТЕН С АНТИМИКРОБНЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05 19 01 - «Материаловедение производств текстильной и

легкой промышленное и»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 2005

Работа выполнена в Московском государственном университете дизайна и технологи на кафедре ма!ериаловедения

Научный руководитель.

доктор технических наук, профессор

Борис Александрович Бузов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ватерий Г ригорьевич Бочаров

кандида! биологических наук Ирина Павловна Астафьева

Ведущая организация: Московский государственный

текстильный университет им А Н Косыгина

Защита сосюится «_19» окхября 2005 юда в 12 00 на заседании диссертационного совета Д 212 144 01 при Московском государственном университете дизайна и технологии

Адрес 115998, Москва, ул Садовническая, д. 33, ауд 156

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии.

Автореферат разослан « » сен гября 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета

А Г1. Жихарев

Мо96

АННОТАЦИЯ

В диссертации изложены основные положения и научно обоснованные решения по разработке и исследованию аншмикробных медицинских Мтие-риалов нм оювленных на основе ншканых носителей

Предложена классификация медицинских изделий, изготавливаемых из текстильных материалов, установлены требования и разработана номенклатура показателей основных свойств и качества текстильных полотен медицинского назначения

Разработан волокнистый состав и структура нетканых полотен как носителей антимикробных материалов, оптимизированы режимы и параметры их изготовления I идроструйным способом

Предложен биоло! ически акжвный комплекс на 01 нове ката,чина ЛЬ в сочсчании с йодистым кажем раскрыты механизмы его антимикробного действия и присоединения к волокнам немканою полотна

Разработано устройство для определения вязкоуприих свойс:в тек-с 1 и 1ьных положи и антимикробных материалов на их основе Рафабсмана установка для определения влагоемкости текстильных полотен

Получены данные о прочности, разрывном удлинении. вя?ко\пр\гих характеристиках, гигиеничности текстильных носителей и нетканых антимикробных материалов медицинскою назначения

Определена устойчивость нетканых антимикробных материалов к микроорганизмам, мокрым обработкам и бытовым стиркам

ОБЩАЯ ХАРА КТЕРИСТИКА РА БОТЫ 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 целл^лрднрте рсани Впервые получить и

гас НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА,, „ |

С.1 09

4

миотекА,

1еоретичееки обосновать химическую реакцию присоединения бактерицидных веществ к молекуте целлюлозы удалось 3 А Роговину и Л И Меосу Их исследования показами, что механизм бактерицидного действия обуславливается 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 исследора гели А В Седов, С Ф Гончаров. Г Г Онищенно ТИ Трегуб, ИГ] Астафьева и др из Всероссийски о центра медицины катастроф ВЦМК «Защита»

В Московском государственном текстильном университете (МГТУ) разработаны методы присоединения антимикробных препаратов к волокнам целлюлозных тканей не предусматривающие образования химической свяш межд\ волокном и антимикробным веществом

Установлены оптимальные техноло! ические режимы промышленного производства биолошчески активных текстильных материалов. и!Готовлен-ных на основе модифицированной целлюлозы 'В Н Филатов и тр )

¡Сработано семейство антимикробных материалов в виде перевязочных средств первой помощи «АХГИВ'ГЬКС» представчяющих собой трехслойные повязки с промежуточным слоем из трикотажного кругловязаного полотна, способных обеспечивать эффективное комплексное воздействие на ран> (С Н Болдырев, Г С Васильева и др )

В зарубежной практике (Японии, Болгарии, Швейцарии, Канаде, США и др ) для изготовления антимикробных материалов широко применяются текстильные полота в том числе нетканые материалы, используемые в произволе (ве постельного белья санитарно-гигиенических изделий, средств личной 1 игиены, 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 вотокон и ни1ей Нетканые полотна обладают хорошей впитываемоегью. что позволяет облегчить процесс их об-рабо1ки лекарственными препарагами, обеспечив легкость прохождения и удерживания пото- и раневых отделений Они легко режутся в любых направлениях, не нарушая структуры материала. образуя неосыпаемый край могут свободно контактировать с открытыми раневыми поверхностями При лом использование тканых и трикотажных полотен не всегда жела!ельно в медицинской практике из-за высокой растяжимости трикотажа, а так же 01-раниченной подвижности и осыпаемости краев тканей Нетканые полотна легки и у тонны в носке, приятны и мягки на ошупь характеризуются невысокой стоимостью

Однако сегодня нетканые поло[на в производстве антимикробных материалов испотьзуются ограниченно Антимикробные материалы на нетканых носителях в основном применяют для изготовление изделий разового назначения перевязочных средств, повязок, салфеток, санитарно-гигиенических и!делий, средств личной гигиены и тп Причина такого положения - недостаточность сведений и с габая 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 МГУД'Г 1996-2005 гг . гранту МГУДТ 2003 г и по программе «ЗН>> Министерства образования РФ 2002-2004 гг

Целью работы является разработка нового антимикробною 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 фебований и номенклатуры показатечей качества нетканых полотен как носителей антимикробных материалов

- анализ методов испытаний текстильных полотен медицинского назначения рачработка и усовершенствование методов их испытаний,

- научное обоснование и рафаботка состава, структуры, нгхнолотии по-тучсния нетканых носителей антимикробных материалов,

- анализ антимикробных веществ, разработка эффективного биологически активного комплекса изучение механизма его антимикробною 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,

- нее 1едование устойчивости антимикробных свойств нетканых антимикробных материалов к действию патогенной микрофлоры мокрым обработкам и бытовым стиркам,

- оценка экономической эффективности получения нетканого антимикробною материала и разработка рекомендаций по ею применению

Объекты исследования. Обьектами 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, вязкохпр\гости и тигиеничносги текстильных медицинских полотен и нетканых антимикробных материалов метод «зон» и фотоколориметриче-

ский метол оценки их защитной эффективности, метод социологическою исследования и метод экспертных оценок программные продукты ПК

Научная новизна проведенных исследований.

Научная новизна результатов исследований состоит в юм чго

- 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 вчзкоупружх свойств текстильных полотен медицинского назначения и антимикробных материалов на их основе, научная новизна которого подтверждена патентом РФ № 2251094, 2005 г ,

- разработана установка для определения влаюемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07 06 2005 I по заявке № 2004118630),

- получены новые данные о прочности, разрывном vдлинeнии вязко-упру тих 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 свойствами,

для практики существенное ¡начение имеют- разработанная технология изготовления нетканых текстильных носителей медицинского назначения,

- биологически активный комплекс на основе катамина АЬ в сочетании с йодисшм калием, обладающим пролонгируемым антимикробным синерти-ческим нффектом, широюи сиекфа действия на лаготенную микрофлору

- те\Н01К)1ия нанесения антимикробною комнпекса на текстильные носители.

- предлагаемое устройство для опредетения вязкоуприих свойств текстильных полотен и антимикробных материалов медицинскою назначения.

- разработанная установка для определения влатоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов,

- рекомендации по расширению применения антимикробных материа-юв для изделий медициьского назначения

Апробация ре>ультатое работы.

Апробация результатов исследований проводитась в виде на\чных 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 <Ро 1ь предметов личного потребления в формировании среды жизнедеятельности человека» (г Москва МГУДТ 4-*> декабря 2002 т ) «Достижения тек-стильнои химии в производстве» (т 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 МГУД [ 10-13 апреля 2001 т. 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 ! в котором работа на тему «Разработка и ис-с тедование антимикробных нетканых полотен для защитных изделии персонала МЧС и медицинских служб» написанная по материалам диссертации

получила первую премию, а ее автор НА Макарова награждена медалью Министерства обраювания РФ

Реализация результатов исследований. На б а ¡о ОАО НИИ «Нетканых материалов» («НИИНМ») г Серпухов изготовлена опытная партия разработанною нетканого антимикробного материала

Устройство (патент РФ № 2251094, 2005 I ) для определения вязкоуп-ругих свойств текстильных полотен и антимикробных материалов внедрено в утебный процесс в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна (С'ПбГУТД)

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 вязкоугтрутих свойств (патент РФ № 2251094. 2005 г) и установку для определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положит ельное решение от 07 06 2005 г по заявке № 2004118630 ),

- 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 № 2251094

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из общей характеристики работы, введения, шес-ш глав, общего заключения по работе, списка используемой литературы и приложения Работа изложена на 159 страницах машинописного текста в том числе содержит приложения, представленные на 44 страницах, 18 рисунков и 2^ таблицы Список литературы включает 94 источника

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрено современное состояние технических и техно-ло! ических решений по теме диссертации, обоснована актуальность работы, определена цель и сформулированы основные задачи исследований

В первой главе диссертации предложена классификация медицинских изделий, изготавливаемых из текстильных материалов Срис I) и сформулированы предъявляемые к ним требования Установтены требования ь тек-стипьным полотнам, используемым для производства изделий медицинского назначения, а так же к нетканым полотнам как носителям антимикробных материалов Действующие в настоящее время стандарты не удовлетворяют современным требованиям Они не дают оценку качества текстильных поло-юн с позиций безопасности использования Вместе с этим содержат сведения, которых становится недостаточно для оценки основных свойств и качества текстильных медицинских материалов Поэтому возникла необходимость в установлении значимых показателей, позволяющих оценивать свой-С1ва и качество текстильных медицинских полотен и сформировать номенклатуру показателей качества отвечающую современным требованиям

Для оптимизации номенклатуры показателей был выбран меюд экспертных оценок На основе требований к медицинским материалам определялся ряд единичных показателей, и^ которых формировались опрос-анкеты

к.)] ч( еиФмклция медицинских шделий,

hifoi авливаемыч и! текстильных материалов

Рис !

Обработка экспертных данн-ых позволила выяви!ь наиболее значимые показатели и сформировать две номенклатуры общую номенклатуру показателей качества текстильных полотен медицинского назначения и специализированную номенклатуру показателей качества нетканых полотен как носителей антимикробных материалов (табл 1)

Таблица 1

Номенклатура показателей качества текстильных медицинских материалов

Оишая номенклатура показателей качества текстильных медицинских материалов Специализированная номенклатура ' показа гелей качества нетканых полотен как носителей антимикробных материалов

Эксплуатационные Эксплуатационные

1 Усилие при разрыве ! Усилие при разрыве

2 Удлинение при разрыве 2 Удлинение при_разрыве

3 Волокнистый состав 3 Волокнистый состав

| 4 Поверхностная плотность 4 Поверхностная плотность

^ Полная деформация и ее компоненты 5 Полная деформация и ее компоненты

6 "устойчивость к многократным стиркам

Гигиенические | Гигиенические

[ 6 Гигроскопичность )) 7 Гигроскопичность

| 7 Водопот лощение | 8 Водопоглощение

Я Воздухопроницаемоегь | 9 Воздухопроницаемое^ |

9 Капиллярность ~|| 10 Капилпярносгь ]

Эстетические 1 Эстетические |

10 Цветовое решение, в т ч белизна || 11 Цветовое решение вт ч белизна

1 1 Х\ ю/кественно-эстетические (рисунок фактура и др ) 12 Художественно-зстетические (рисунок фактур? и др )

Безопасного использования ^

13 Дерматологическая приемлемость

14 Антимикробная активность к патогенной ! микрофлоре 15 «Пыление)'

Во второй &шве диссертации рассмотрены приборы и методы испытаний механических свойств, вязкохпругости, гигиеничности текстильных полотен медицинского назначения, а так же защитной эффективности (антимикробных свойств) антимикробных материалов, выполненных на их основе

Значения показатечей усилия при разрыве и удлинения при разрыве определяли по ГОСТ 38И-72 Для определения вязкоупр\гих характеристик текстильных медицинских материалов в работе использовался прибор ИД 1 5, созданный в Санкт-Петербурге (ЛИТЛП/СПбГУТД)

В целях осуществления режима рблаксации напряжения при испытаниях текстильных пологен и антимикробных материалов, получения более полной информации о свойствах тсксгильных полотен, повышения точности и технологичности, расширения номенклатуры исслед\емых материалов были выполнены исследования и предложен прибор \совершенствованной kohci-рукции для изучения вязкоупругих свойств текстильных полотен, научная новизна которого подтверждена патентом РФ № 2251094

Отличительной особенностью разработанного прибора, по сравнению с прибором (ЛИТЛП'СПбГУТД). является введенный в него механизм измерения релаксации усилия, состоящий из датчика 23 и рычага 22, которые через жесткую тягу 24 и гибкую тягу 12 включены в основную конструкцию прибора (рис 2)

Механизм измерения релаксации усилия начинает работать с момента контакта груза 7 с грузовой площадкой 25 Сшнал датчика 23 увеличивав юя пропорционально перемещению контрольной точки т е увеличению деформации растяжения образца По достижении заданной величины деформации растяжения по сигналу от датчика 23 происходит остановка двигателя 6 После остановки имеет мест условие деформация рас1яжения е = const, а усилие (напряжение) начинает релаксировать По окончании заданного времени релаксации производится включение двигателя 6 в обратном направлении, после чего усилие (груз 7) путем поднятия площадки 4 полностью снимается, и происходит восстанови тельный деформационный процесс, который измеряется датчиком 8

Рис 2 Схема \сгрсйства для определения показателей вязко>пруги\ свойств текстильных по потен и антимикробных материалов на их основе 1 - подвижный зажим 2 - неподвижный (¿жим 3 - образец исследуемого материала, 4 - площадка со штырями ^ - штыри, 6 привод перемещения птошадки 7 груз 8 - сельсин-датчик и>меренич гсфермации растяжения 9 - основной дв\птечнй рычат ¡0 - пв\ппений рычаг I] 22 рычаги 1? ! гибкие ТЯ1 и 14, 24 - жесткие тяг и 1 ^ рамка, 16 - противовес 17- фиксатоц 18 - при под 19 - пектроконтактная скоба 2Г> 21 контакты 2"! - сельсин-датчик измерения релаксации усилия, 25 - грузовая площадка

Предлагаемое устройство позволяет изучать вязкоупругие свойства текстильных полотен при осуществлении режимов релаксации деформации и релаксации усилия в широком диапазоне нагружения (0-1500 (), эластическое восстановление после полной разгрузки испытываемою образца Наличие в устройстве (патент РФ № 2251094) двух датчиков позволяет повышав точность. гечно югичность и обеспечивать контроль большего числа параметров вязкоупругих свойств исследуемых полотен

Значения показателен г и!иенических свойств (гигроскопичности воздухопроницаемости. капиллярности) ткем ильных материалов определяли по ГОСТ 3816-81 (ИСО 811-81), ГОСТ 12088-7"7

Для определения вдатоемкоети текститьных пепотен и антимикробных материалов на ил основе было разработано устройство, схема которого .представлена на рисунке 3 (по тожите 1ьное решение от 07 06 2005 г по заявке № 2004118630)

4

Рис 3 Схема устройства ля опре течения в тагтрмкости текстильных почотен и антимик-робньк материалов на их основе I - измерите :ьное чстройство. 2 - татформа, 3 - Г-образный штатив. 4 - ьрючек, *>,(> - четалтичгекзя сетка с лержатстями 7 - испытываемый образец, 8 емкость. 9 мембрана 10 - тошадки по тьемноюустройства II подъемное услройство, 12, 13 - б юки управления иольемом и опуханием мембраны 14 - регулятор весов (блок 13 на рисунке не показан!

Отличительной особенностью устройства является содержащаяся в нем пористая мембрана 9. имитирующая мокнущую поверхность кожи человека, которая расположена в емкости 8 в виде сообщающихся сосудов с жидкостью. Емкость с мембраной расположена на площадке подъемною устройства 10, способного совершать возвратно-поступательные движения. Высота подъема мокнущей поверхности мембраны автоматически фиксируется моментом ее контакта с поверхностью образца, а образец посредством элемента крепления 4-6 и штатива 3 связан с измерительным устройством 1

Предлатаемое устройство позволяет изучать кинетику впитывания и оиреде тять количество удерживаемой материалом влаги, повышать точность

и технологичность измерений за счет использования прибора в виде весов неразрывно связанных с испытываемым образцом приближая при лом \с-товия испытаний к эксплуатационным условиям Расчет впитываемой материалом влаги Виж в процентах осуществляется по формуле 1

(1)

т,

где - масса образца после контакта с жидкостью через заданные проуеж>тки времени г, то - первоначальная масса образца, г

Для оценки защитной эффективности антимикробных материаюв к действию патогенной микрофлоры в работе использовался метод «зон». Сущность метода заключается в том, что образцы текстильных полотен, обладающих антимикробными свойствами, засеивают патогенными микробами, которые затем выращивают при температуре 37°С в течение суток (24 часов) Показателем антимикробной активности служит величина задержки юны роста тест-микроорганитов вокруг образца размером 1/1 см При этом известно, что ярко выраженные антимикробные свойства материалы проявляют при величине задержки зоны роста, равной не менее 4 мм В качестве тест-микроорганизмов иснолвзовались культуры золотистого стафилококка (S aureus или грамположительный микроорганизм) кишечной папочки (Ь coli или грамотркаатепьный микроорганизм) и дрожжевые грибки (С albicans)

Для определения устойчивости антимикробных свойств текстильных материалов к мокрым обработкам и бытовым стиркам применялись методики, основанные на спектрофотометрических принципах Исходными препаратами и растворами для определения антимикробных веществ являлись Na^CO-» -0,5Н раствор, НС/ - 0,111 раствор, краситель бромфеноловый синий -0,05 % раствор, дихлорэтан Моделирование процессов мокрых обработок проводили путем шестикратной обработки образцов антимикробных материалов в двух средах - нейтральной (дистиллированная вода) и щелочной (1М раствор бикарбоната натрия №2СОз) при модуле ванны 1 2, температуре 85°С в течение 30 минут Количество антимикробною агента q в растворе

после мокрых обработок рассчитывали по формуле 2

где q - количество антимикробного вещества в растворе, mi С„- концентрация ашимик-робных веществ в лнатизир\емом растворе мг'мл Vv- количество окрашенною ^кырак-та, мл, V„f>ul - общий объем анализируемого раствора мл, V. - объем pací вора вчятый для приготовления рабочею (окрашенного) раствора, мч

Проверку устойчивости антимикробных свойств текстильных антимикробных полотен способом быювых стирок проводили в нейтральной (дистиллированная вода) среде и в растворе синтетическою моющего средства (СМС) при модуле ванны 1 2, ¡емпературе 50°С и длительности каждой обработки И минут Количество антимикробного агента ф в анализирчемом растворе рассчитывали по формуле 3

Ч С)

пе q, - юличество антимикробного агента в образце, мг С\- концентрация антимикробно! о агента в анализируемом растворе мг/мл У^,,, - обьем анализируемого раствора мл

В третьей главе сформулированы теоретические основы создания нетканых полотен как ностелей антимикробных материалов Научно обоснованы и практически подтверждены волокнисшй состав стрмспра нетканых полотен медицинскою назначения, предложены режимы и параметры их изготовления гидроструйной технодотией Первоначально было разработано три варианта нетканых полотен H¡, Н2, Н3, получаемых гидроаруйным способом (габл 2) Вариант нетканого полотна Н? по структуре волокнисючу составу и уровню безопасного использования оказался материалом наиболее соответствующим медицинскому назначению Изготовление нетканых полотен Hi НП, осуществлялось совместно с ОАО «IMHIíM» г Серпухов На основе нетканых полотен Hi, Н2, Н-, так же совместно с ОАО «Н11ИНМ» изготавливались антимикробные материалы А.-. <\5, А^ А\ (1аблица2) Антимикробный материал As изготавливался на основе фильерного нетканою полоша R, на базе ОАО «НИИПМ»

Таким образом, далее по тексту материалы, обозначенные Н, г, б>д\т называться неткаными полотнами, а материалы с обозначением А.(, - антимикробными материалами

Для придания биологической активности нетканым полотнам использовался антимикробный агент катамин АБ Установлено, чго наиболее устойчивый антимикробный синертический эффект к действию патогенной микрофлоры катамин АБ проявляет в сочетании с йодистым калием при их суммарном соотношении 0,8 + 0,5 =1,3 масс % в нетканом полотне. В этом случае по реакции ионного обмена

/Г„//2„ ¡^(СН^гСНгСбН^а + К1 > /СиН1й-,*Г(СН})2-СН:СлН5/Г + КС1

образуется малодиссониирующий иодид катаминя АБ (1СпН2П+1^'+<СНз)2-ГНт С(Ну|1, который обеспечивает нетканым полотнам не тотько устойчивость антимикробных свойств и широту спектра действия на патогенную микрофлору (золотистый стафилококк кишечную палочку и дрожжеподоб-ный грибок), но и пролонгированный выход лечебного препарата к поверхности кожи человека

Для нанесения антимикробного комплекса катамин АБ + йодистый калий на негканьге носители был выбран наименее трудоемкий производи-тетьный и более безопасный для человека и окружающей среды метод обрызгивания и указаны режимы его нанесения на специатьно разработанной установке При нанесении антимикробных веществ на нетканые полотна методом обрызгивания ускоряется сушка обработанных материалов, экономится электроэнергия и антимикробный препарат достигается постоянство нанесения антимикробных веществ, расширяются возможности более точного их нанесения, а так же не загрязняются атмосферные слои и сточные воды

Помимо нетканых полотен Нь Н2, 1Ь, Нд и антимикробных материалов Ад. А3, А^, А7, А* в эксперименте использовались хлопчатобумажная ткань Т,. а так же нетканое полотно Н- применяемое в производстве медицинской

одежды за рубежом В таблице 2 представлены свечения об объектах иссте-дований. участвующих в эксперименте

Габлица 2

Обшая характеристика испотыуемых в эксперименте образцов

текстильных полотен и материалов

Уст I Вил обо ш материала Вотокнисши состав стоев матерка.и масс % 1 поверх тот г/м' Антимикробный агент Мае |КГИМ»'К ^роЪ в-в

| гидростр\й-Н | иос нетканое , 1 полотно ! ..Л _] вотокнистыи - юи отчоды приготовите т1»но-пради.1ьного производства тьна(ОПЛ)-100(ГОС1 12285-77) 60-80 -

армирующий стой х/б мартя 32 г/м' 1 (ГОСТ 1119-70)

1 г идростр\ и Н 1 нос нетканое \ I пототно вотокнистыи стой ОПТ (ГОСТ 12285-77) - 80 ПП вотокна - 20 (1 ^ 2272-007-5-166624-9*) 90-100 - 1 0 „. 0 X 1 1 0 5

армирующии слои ч/б мартя 32 г/м* (ГОСТ 1 И 9-70)

| гндрострчй-1!, | нос нетканое ! пототно 5гидростр\Й-1 нос нетканое А | пототно И, с 1 || антимикроб | агентом волокнист ый слои ОПЛ (ГОСТ 12285-77) - 50-60 бикомпонентные сопотиэфирные (БСПЭ) волокна ОН текс 65 мм 40-50 армирующий стой мартя 40 т/м* (ОСТ 17362-85) 90-100

волокнистый стол ОПЛ - 100 (ГОСТ -,2285-77) армирующии стой \'о марля ^2 г м" (ГОС1 1119-70) 90-10» катамин АБ а У 6-06-816-75,

| гидростр'>и- [! НОС ЛСНКаНОС А 0 по ютне Н, с | антимиьроб-у ным агентом вотокнистьш стой ОПЛ тьна - м)-6и (ГОСТ 12285-77) БСПЭвотокра 0,3 ! тгке 65 мм - 40-511 армирующий с юи мартт 40 г/чГ (ОСТ 17362-85) '1 1-1011 катамин АБ (1 V (>.()(,-К 16-71) иотистыи калии (К1) (ГОСТ 4232-74)

й фильерное | негканое по А, 1 тотно с акги-| | микробным ¡1 | агентом ПП вотокна -10(1 (ТУ 2272-007-5766624-931 40-50 катамин АБ П У 6 06-816-75) К1 (ГОСТ 1232-74) 08 0 -

|Г | волокнистым слои ОП-П - 80 (ГОСТ 1 гидростр\й- I 12285-7 I) ПП вотокна - 20 (ТУ 1 ное нетканое 2272-007-5766624-93) А | ПОТОТНО Н;С 1 1 антимикроб- В армирующий слой ч/б мартя 32 г/м' ним агентом 1 (I ОП 1119-70; 90-100 катамин АЬ (ТУ 6-06-816-75, (ГОСТ 4232-74) динатрииметилен бис (ДМЬ) 1 0 0 2 0 3

¡1 гидройтруй- | 1 | | ное нетканое | Ач 1 полотно Нг с | то же | | антимикроб- | || | ным агентом | | катамин АБ I П У 6-06-816-'"*) '90-100 | к, I (1 ОСТ 4232-74) | (ДМБ) 11 о •> 1 1)3

| т ! тьлнъ (ГОСТ I хлопок — 100 1 29298-92) | до 100 | ---е.

продолжение таблицы 2

н фщьсрнос нетканое nolo ThO фнтьерное НП и? ПЛ нитей (ГУ 22*'2-00~о7о6624-93) д\б жров \oiciom иП1П вотокон 1) "Л тскс 65 мм 8(1-1'!')

н тсрмоскрсп- чсннос нггкз- ное по ют но фирмы «Кимбер1и К ъарк» ПП воюкна - НЮ 40-М) - -

В четвертой главе приводятся результаты исследований механических свойств, вязкоупругости, гигиеничности и влагоемкости текстильных полотен медицинского назначения и антимикробных материалов на их основе Экспериментально определено, что механическая прочность разрабошн-ного антимикробного материала удовлетворяет предъявляемым требованиям и превышает прочностные характеристики нетканых полотен естественного Н4 и зарубежного Н< производства При этом материал А, имеет близкие значения показателей механических свойств к значениям показателей механических свойств хлопчатобумажной ткани Т| На рисунке 5 представлены зависимости нагрузка-чдлинение для образцов исследуемых поло-ген и материалов

удлинение при разрыве, %

Рис 5 Зависимости нагрузка-удлинение для текстильных полотен и материалов 1 2 хлопчатобумажная ткань Г] 3 4 - анпзмикробное полотно 5 6 - нетканое полотно ЬЦ. 7 8 - нетканое полотно Н< (нечетными цифрами обозначены кривые \ длинения материатов по основе или длине четными - по утку или ширине)

В \оде проведения испытаний по определению показателей вязкоупру-гих свойств текстильных нолотен и антимикробных материалов установлено что антимикробный материал А3 и хлопчатобумажная гкаш> Г, практически одинаково сопротивляются растягивающим нагрузкам по сравнению с неткаными полотнами отечественною Н4 и зарубежною Н<; производства, что видно из данных таблицы 3 н на диаграммах изменения составных частей деформации (рис 6) Ошибка эксперимента составляла не более 5 %

Таблица }

к ' "" ' Значения полной деформации и долей ее компонент для текстильных

полотен и материалов медицинского назначения

Уел обознач образцов Усилие Н Полная деформация Е % Доли компонент полной деформации

быстро- 1 медленно-Дбратнчой. Дс,-х | обратимом, Дс„, остаюч- \ ной Дь,к, |

1,3 0 48 0,31 0,22 0 27

3 4 1,9 ~2 1 0 42

0 34 1 0,33 0 33

5 3,9 0,27 | 0,33 0 40

2 1,2 0,56 | 0,28 0,16

! т' 1 1 3 1 X 0,44 | 0 29 0 22

4 2,9 0,41 | 0 29 0,30

5 3 7 0,32 | /0,32 0,36

н, I.4 0,52 1 0,27 0 21 |

2,2 0,49 _ 0,23 0,28

^ 3,2 0,31 0,33 0,3о

^ 5,2 0 23 0,33 0 40 0 44

! 3,5 0,30 I 0.37

2 3~ 5,6 0,21 0,33 | 0,46 |

0 11 0,36 1 0,53

4 - - 1 ~

*> - -

Разработанный нетканый антимикробный материал А< обладает высокими гигиеническими показателями (табл 4) гигроскопичностью 15-16 %. воздухопроницаемостью 640-650 дм3/м2сек, что является выше показателей гигроскопичности и воздухопроницаемости хлопчатобумажной ткани Т] на 18 % и 25 %, а так же значительно выше показателей гигроскопичности и воздухопроницаемости нетканого полотна Н-

А,

2 Н 3 н с» 4 Н О 5 Н

2 Н зн 3 4 Н с» 5Н

2 Н э 3 н С» 4 Н О 5 Н

э 2 Н э зн

Н<

Рис 6 Изменение составных частей деформации образцов текстильных полотен и материалов А5, Гь Н4, Ш Де^, • АеМ0,О Де„и

По сравнению с нетканым полотном Н4 антимикробный материал А: имеет высокую гигроскопичность, но в го же время характеризуется на 23 % меньшей воздухопроницаемостью

Исследование капиллярности и влагоемкости проводили на образцах антимикробного материла А5 и хлопчатобумажной ткани Т) как материалов, обладающих лучшими показателями гигроскопичности и воздухопроницаемости

Таблица 4

Значения гигроскопичности и воздухопроницаемости текстильных полотен и материалов медицинскою назначения

Уел обоз [_ образцов Гигроскопичность, % j Воздухопроницаемость лм3'м2сек j

Г __ S 643,0 1

Г" г, - 12,8 8 485 0 1

| н4 2,2 1 830,0

Г~Н5 -- 1 5 1 '78 5 j

Капиллярность материала As составляет не менее 300 мм/час а влаго-емкость (впитывающая способность) не менее 10 г/г, что является на 30 % и 20 % выше капиллярности и втагоемкос1и хлопчатобумажной ткани Т| Это позволяет рекомендовать разработанный антимикробный материал А< для и иоговления как медицинской спецодежды, постельных принадлежностей так и перевязочных средств

В пятой главе представлены результаты исследований защитной эффективности нетканых антимикробных материалов Установлено, что разработанный материал А,, по сравнению с материалами А,, Ад, Ах обладает ярко выраженной антимикробной активностью и широтой спектра действия на патогенную микрофлору Зона задержки роста к золотистому стафилококку S aureus составляет 5,0-10,0 мм, в отношении кишечной палочки Е coli и дрожжеподобного грибка С albicans 2,0-3,0 мм (табл 5)

Таблица 5

Антимикробная активность материалов Ai, А5. A«, А7, А*

Зона задержки роста микроорт аниз-

Условное обозначение образцов

Содержание антисептиков в % от массы материала (с> ммарное)

мов в мм от края образца

Материал А, так же сохраняет свои антимикробные свойства при мокрых обработках и бытовых стирках Установлено, что после 6 мокрых обработок в нейтральной среде (воде) и щелочном растворе (0,5 М Na^C'Ch) в антимикробном материале А- остается 24 % и 37 % катамина АБ, что можно считать достаточным для таких материалов После 6 бытовых стирок в нейтральной среде (воде) и 3 стирок в растворе CMC из материала As вымывается от 20 % до 40 % катамина АБ При стирках в воде (6 обработок) и в растворе CMC (3 обработки) антимикробный материал А, сохраняет остаточную активность в отношении патогенной микрофлоры, более выраженную к золотистому стафилококку (S aureus) и менее выраженную к кишечной палочке (Е coli) и дрожжеподобному грибку (С albicans) (табл 6)

Таблица 6

Антимикробная активность образцов материала А,- после бытовых стирок

Уел обочн Количество стирок Зона задержки роста микрооргани imob в мм от края образца

«атерна m S aureus Е coli С albicans

1 стирка в воде 7- 10 2 ! 4-5

3 стирки в воде 5 10 3 4

А< 6 стирок в воде 7 _ 2 4 5

1 стирка в растворе CMC 5 10 ........0,5 1 2-5

3 стирки в растворе CMC' 8-10 0.5 -

6 ^тирок в растворе CMC 5 8 0,5 п I 1 • 7 !

В шестой главе определена экономическая эффективность производства нетканого антимикробного материала А< и даны рекомендации по его применению Расчеты показали, что стоимость материала А, в ценах 2004 г составляет не более 20 рублей Материал Аз можно рекомендовать для производства санитарно-госпитальной спецодежды (халатов, санитарных комплектов и др ), бельевых изделий (нательного белья, постельных принадлежностей), изделий личной гигиены и перевязочных средств, а так же для изготовления внутренних деталей медицинской обуви, например стелек и бахил На нетканое антимикробное полотно А; разработаны и утверждены технические условия - ТУ 8397-260-00302327-2004

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

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 полошам, используемым в производстве медицинских изделий, и нетканым полотнам как носителям антимикробных материалов

2 Определены наиболее значимые показатели, характеризующие основные свойства и качеаво текстильных полотен и нетканых антимикробных материалов медицинского назначения, разработана номенклатура показателей их качества

3 Предложен волокнистый состав и способ производства нетканых носителей антимикробных материалов, режимы и параметры их изготовления I идроструинои технологией Разработаны технические условия на нетканое антимикробное гидроскрепленное полотно (ТУ 8397-260-00302327-2004)

4 Для придания биологической антимикробной активности текстильным медицинским материалам, в том чист нетканым носителям, предложен биологически активный комплекс обладающий антимикробной устойчивостью к пашенной микрофлоре, состоящий из катамина АЬ в сочетании с йо-дис1ым калием Раскрыты химизм его антимикробного действия и механизм присоединения к волокнам нетканого полотна

5 Разработано устройство для нанесения антимикробного комплекса катамин АЬ 4 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 (ЛИ 1ЛП/СП61 У1Д) на основе которого разработано устройство научная новизна которого подтверждена патентом РФ № 2251094

7 Разработан прибор и методика определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07 06 2005 г по заявке № 2004118630)

8 Механическая прочность разработанного антимикробного материала А, удовлетворяет предъявляемым требованиям и превышает прочностные характеристики нетканых полотен отечественного И| и зарубежною Н5 производства Упру1ие свойства материала А; схожи с упругостью хлопчатобумажной ткани Т|

9 Гигроскопичность предлагаемого нетканого антимикробного материала А, составляет 16-17 % воздухопроницаемость 640-650 дм'/м2с, капиллярность не менее 300 мм/час и влагоемкость не менее 10 г'г

1С Полученный антимикробный материал проявляет ярко выраженную антимикробную активность и широту спектра действия на патогенную микрофтору (золотистый стафилококк, кишечную палочку, дрожжеподоб-ный грибок1, обладает пролонгируемым лечебным действием и сохраняет антимикробные свойства при шести мокрых обработках

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

1 Макарова Н Л , Бузов Б А . Мишаков В К) Замепа Б В Современные антимикробные материалы на текстильных носителях '' Ж Текстильная промышленность 2002 -№ 2 - С 32- 33

2 Макарова Н А., Бузов Б А Мишаков В Ю и др Антимикробная устойчивость нетканых полотен к микроорганизмам // Ж Текстильная промышленность, 2002 -№4 - С 29-31

3 Макарова Н А Бузов Б А , Мишаков В Ю и др Антимикробная устойчивость нетканого полотна к мокрым обработкам '< Ж 1екстильная промышленность. 2002 -№10 С 30-32

4 Макарова Н А Ьузов Б Л , Мишаков В Ю Антимикробное нетканое полотно обработанное препаратом кагамин АЬ - иодисгый калий ' Ж 1ех-нический текст иль, 2003 - №5 С 29-31

i Бузов Б Л . Мишаков В Ю Макарова 11 Л Основные показатели качества текст и тьных антимикробных материалов медицинского назначения // Ж Технический текстиль, 2003 - № 8 - С 38-39

6 Макарова Н А , Бузов Б А , Мишаков В Ю Номенклатура и качество носителей антимикробных препаратов /' Ж Гекститьиая промышленность 2003 -№() С 20-21

7 Макарова Н А , Мишаков В Ю , Сталевич А М Деформационные свойства нетканых полотен медицинскою назначения /' Ж Материаловедение 2004 - № 5 (86) - С 43-48

8 Бузов Б А Мишаков R Ю Макарова НА, Заметта Б В Разработка и исследование антимикробных медицинских материалов на нетканых носителях//Ж Перспективные материалы, 2004 -№4 - С 58-63

9 Макарова НА Cocía» стрчктура и темтолотич производства нетканого антимикробного полотна как материала для втптренних деталей обуви Актуальные проблемы науки техники и экономики производства ипелий и* кожи Сборник статей международной научной конференции < УО «ВГ ГУ» Витебск 2004 С - 222-227

10 Макарова Н А , Мишаков В Ю , Бузов В А Исследование свойств медицинского антимикробного материала, выполненного на нетканом текстильном носителе /' Ж Материаловедение, 2005 - Na 3 С 37-42

11 Макарова Н А . Мишаков В Ю , Бузов Б А . Сталевич А М , Киселев С В ^'стройство для испытания волокнистых материалов на растяжение Патент РФ № 2251094 (опубликован Б и № 12 27 04 2005 г )

¡116 186

РНБ Русский фонд

2006-4 11096

АННОТАЦИЯ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

Современное состояние проблемы.

Задачи работы.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Разработка требований и номенклатуры показателей качества текстильных полотен как носителей антимикробных материалов

1.1. Общие требования и номенклатура показателей качества текстильных носителей медицинского назначения.

1.2. Специализированная номенклатура показателей основных свойств и качества нетканых полотен как носителей антимикробных материалов.

Выводы по главе.

2. Приборы и методы испытаний текстильных полотен медицинского назначения и антимикробных материалов на их основе.

2.1. Приборы и методы определения показателей механических свойств текстильных полотен медицинского назначения и антимикробных материалов на их основе.

2.2. Разработка прибора и метода определения показателей вязкоупругих свойств текстильных полотен и антимикробных медицинских материалов.

2.3. Приборы и методы определения показателей гигиеничности текстильных полотен и антимикробных материалов.

2.4. Разработка прибора и метода определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов.

2.5. Методы определения и оценки защитной эффективности антимикробных материалов на текстильных носителях.

2.6. Гигиенические требования к одежде для детей, подростков и взрослых.

Выводы по главе.

3. Разработка нетканых полотен как носителей антимикробных • материалов медицинского назначения и состава антимикробного комплекса.

3.1. Способы получения нетканых полотен медицинского назначения

3.2. Разработка и обоснование состава и структуры нетканых полотен как носителей антимикробных медицинских материалов.

3.3. Разработка антимикробного комплекса, обладающего синергическим эффектом и пролонгированным лечебным действием

3.4. Разработка способа присоединения антимикробного комплекса к волокнам нетканого полотна.

3.5. Объекты исследования и их характеристики.

Выводы по главе.

4. Исследование механических свойств и гигиеничности текстильных полотен медицинского назначения и нетканых антимикробных материалов.

4.1. Прочностные характеристики текстильных полотен медицинского назначения и нетканых антимикробных материалов.

4.2. Исследование вязкоупругих свойств текстильных полотен медицинского назначения и нетканых антимикробных материалов.

4.3. Оценка текстильных полотен и антимикробных материалов по показателям гигиеничности.

Выводы по главе.

5. Исследование и оценка защитной эффективности нетканых антимикробных материалов.

5.1. Исследование антимикробной активности нетканых антимикробных материалов к действию патогенной микрофлоры.

5.2. Исследование устойчивости антимикробных свойств нетканых антимикробных материалов к мокрым обработкам.

5.3. Исследование устойчивости антимикробных свойств нетканых антимикробных материалов к бытовым стиркам.

Выводы по главе.

6. Экономическая эффективность и сферы применения нетканого антимикробного медицинского материала.^ ^

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 пото- и 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 № 2251094, 2005 г.;

- разработана установка для определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07.06.2005 г. по заявке № 2004118630);

- 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 свойствами; для 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 № 2251094, 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 № 2251094, 2005 г.) и установку для определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07.06.2005 г. по заявке № 2004118630.);

- 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 № 2251094.

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.

ВВЕДЕНИЕ

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 полотна; числом нитей на 10 см - 258-278 по основе и 200-216 по утку -бязи; 280-318 по основе и 190-272 по утку - ткани миткалевой группы; 160234 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 целлюлозы; В - остаток соединения алифатического, арома

В — С — М, тического или гетероциклического ряда; С - 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:

Целл -О-Кр- S03H + H2N - [БК] -> Целл -О-Кр- S03~ + 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 катионо- и 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-но- или 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]-гидантоин -фурагин

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 назначения; разработана 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 8397-260-00302327-2004).

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 № 2251094.

7. Разработан прибор и методика определения влагоемкости текстильных полотен и антимикробных материалов (положительное решение от 07.06.2005 г. по заявке № 2004118630).

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.

1. Роговин З.А. Новые целлюлозные материалы. М.: Знание, 1967. —62 с.

2. Роговин З.А., Гальбрайх Л.С. Химические превращения и модификация целлюлозы. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Химия, 1979. - 205 с.

3. Седов А.В., Гончаров С.Ф., Онищенко Г.Г., Трегуб Т.И., Жиляев Е.Г. Антимикробные материалы в профилактике инфекционных болезней. М.: ВЦМК «Защита», 1998. - 200 с.

4. Кричевский Г.Е. Разработка антимикробных текстильных материалов, обладающих повышенной устойчивостью к стиркам. Отчет МТИ. — М, 1987.-33 с.

5. Макарова Н.А., Бузов Б.А., Мишаков В.Ю., Заметта Б.В. Современные антимикробные материалы на текстильных носителях // Ж. Текстильная промышленность, 2002. № 2. - С. 32-33.

6. Макарова Н.А., Бузов Б.А., Мишаков В.Ю. Антимикробное нетканое полотно, обработанное препаратом катамин АБ + йодистый калий // Ж. Технический текстиль, 2003. № 5. - С. 29-31.

7. Вайнбург В.М., Васильев М.П., Жуковский В.А. Хлопчатобумажная промышленность. Обзорная информация. Текстильные материалы медицинского назначения. -М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1991. № 8. - 53 с.

8. Пузанова Н.В., Заметта Б.В., Тонких И.А. Еще раз о гидроструйной технологии нетканых медицинских полотен // Ж. Текстиль, 2002. №1. — С. 7-8.

9. Егоркина Е.А. Новый подход к решению старых проблем в области медицины и здравоохранения в России // Ж. Курьер, 2005. №1. - С. 9-11.

10. ГОСТ 11680-76. Ткани бязевой группы. Технические условия.

11. ГОСТ 7138-83. Ткани хлопчатобумажные миткалевой группы. Технические условия.

12. ГОСТ 10138-93. Ткани чистольняные, льняные и полульняные бельевые (для постельного и нательного белья). Технические условия.

13. Целлюлоза и ее производные (сборник статей) / под ред. Н. Байклза и Л. Сегала. Перевод с английского под ред. З.А. Роговина. М.: Мир, 1974. -том № 2. - 510 с.

14. Патент РФ № 2001635, 1993. Медицинская повязка.

15. Патент РФ № 2159601, 2000. Салфетка хлопчатобумажная и санитарно-гигиенический комплект на её основе.

16. Патент США № 5.266.330, 1993. Метод лечения давящих язв.

17. Медушева Е.О. Раневые покрытия нового поколения на основе модифицированных текстильных материалов. Материалы симпозиума по техническому текстилю, нетканым материалам и защитной одежде, 2003.

18. Патент РФ № 1473147, 1998. Способ получения хирургического шовного материала с антимикробным действием.

19. Федоровская Т.С. Применение химических волокон в медицине и санитарии. М.: НИИТЭХИМ, 1987. - 42 с.

20. Новые разработки в области производства текстильных изделий медицинского назначения / под ред. В.Н. Филатова. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1989.- 154 с.

21. Патент РФ № 2157244, 2000. Способ получения материала с антимикробными свойствами.

22. ГОСТ 7880-77. Полотно трикотажное вертелочное гладкое. Общие технические условия.

23. ГОСТ 14171-78. Полотно трикотажное с плоскофанговых и кругло-вязальных машин. Общие технические условия.

24. ГОСТ 9997-82. Полотно трикотажное вертелочное из синтетических нитей.

25. Патент РФ № 2134126, 1999. Перевязочное средство.

26. Патент РФ № 2189210, 2002. Многослойная медицинская повязка.

27. Патент РФ № 2101033. Перевязочный материал с пролонгированным лечебным действием. 1996.

28. Патент РФ № 2178310, 2002. Способ лечения язвенных дефектов при синдроме диабетической стопы.

29. Патент РФ № 2178311, 2002. Способ лечения трофических язв венозного генеза. ^

30. Вайнбург В.М., Виноградова JI.E., Штягина Л.М., Хохлова В.А. Материалы медицинского назначения на основе гидроксилсодержащих волокон // Ж. Текстильная промышленность, 1994. № 5-6. - С. 30-31.

31. Испытание трикотажа. Textile Horizons, 1985. - № 5. - С. 32-33.

32. Нетканые текстильные материалы. Производство тканеподобных нетканых материалов без использования пряжи за рубежом. Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1979. Вып. № 2. - 54с.

33. Вайнбург В.М., Штягина J1.M., Илларионова E.JL, Чуфаровская Т.И. Биологически активные нетканые материалы // Ж. Технический текстиль, 2003. № 6. - С. 24-26.

34. Патент РФ № 2044549, 1995. Повязка для лечения инфицированных ран и оказания первой медицинской помощи.

35. Патент РФ № 2143281, 2000. Повязка для лечения ран, ожогов, язв, пролежней и оказания первой медицинской помощи.

36. Патент США 4748076, 1988. Влагопоглощающий материал.

37. Современные подходы к разработке эффективных перевязочных средств и шовных материалов / под ред. А.А. Адамяна. М.,1989. - 287 с.

38. Козинда З.Ю., Горбачева Е.Г., Суворова J1.M. Методы получения текстильных материалов со специальными свойствами (антимикробными и огнезащитными). М.: Легпробытиздат, 1988. - 112 с.

39. Кощеев B.C., Клемпарская Н.Н., Седов А.В. и др. Антимикробные материалы в медицине / под ред. Л.А. Ильина. М.: Медицина, 1987. - 192 с.

40. Вирник А.Д., Мальцева Т.А. Придание волокнистым материалам антимикробных и антигрибковых свойств. Обзорная информация. М., 1966. -56 с.

41. Казакявичюте Г.А., Корчагин И.В., Кулькова О.Н., Седов А.В., Ильин В.В. Придание антимикробных свойств целлюлозным текстильным материалам // Ж. Текстильная промышленность, 1983. № 9. - С. 53-55.

42. Гончаров С.Ф., Седов А.В. Применение антимикробных материалов при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций // Спасение, защита, безопасность новое в науке, технике, технологии. Тезисы докладов научно-практической конференции. - М., 1995. - С. 86.

43. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Пособие для врачей. — М.: ООО «Новая волна», 2001. том 2. - 530 с.

44. Седов А.В., Трегуб Т.И., Астафьева И.П. Применение изделий из антимикробных материалов в комплексе профилактических мероприятий в чрезвычайных ситуациях: Методические рекомендации № 99/108. М.: ВЦМК «Защита», 2000. - 15 с.

45. Вайншельбойм A.Jl., Полякова Л.Н., Кричевский Г.Е. Антимикробные материалы, содержащие фурагин // Ж. Текстильная промышленность, 1989. -№ 12.-С. 54-55.

46. Корчагин М.В. Изучение возможности применения кремнийоргани-ческих соединений для антимикробной отделки хлопчатобумажных тканей Отчет МТИ. М., 1985. - 25с.

47. Горбачева И.Н., Козинда З.Ю., Суворова Е.Г. Биоцидные красители // Ж. Анилинокрасочная промышленность, 1979. № 3. - С. 7-11.

48. Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека. / Под ред. B.C. Кощеева. М., 1982. - 120 с.

49. Вайнбург В.М., Штягина Л.М., Илларионова Е.Л., Чуфаровская Т.И. Биологически активные материалы // Ж. Технический текстиль, 2003. — № 6. -С. 24-25.

50. Виноградова Л.Е., Вайнбург В.М., Шамолина И.И. Отделка текстильных материалов гигиенического назначения // Ж. Текстильная промышленность, 1994. № 5-6. - С. 28-30.

51. Гусев В.Е., Виноградова Е.М. Новые связующие в производстве нетканых материалов // Ж. Текстильная промышленность, 1978. № 3. - С. 5253.

52. Патент РФ № 2124901, 1999. Гипсовый бинт.

53. Патент РФ № 2107473, 1998. Медицинская заплата.

54. ГОСТ 24760-81. Халаты медицинские женские. ТУ.

55. ГОСТ 25194-82. Халаты медицинские мужские. ТУ.

56. ГОСТ 23060-78. Костюмы госпитальные женские. ТУ.

57. ГОСТ 23059-78. Костюмы госпитальные мужские. ТУ.

58. ГОСТ 9896-88. Комплект женской санитарной одежды. ТУ.

59. ГОСТ 9897-88. Комплект мужской санитарной одежды. ТУ.

60. ТУ 9393-001-53763838-01. Хирургические комплекты одежды из нетканого целлюлозу содержащего материала с барьерными свойствами, одноразовые, стерильные.

61. ТУ 9393-003-53763838-01. Комплект акушерский из целлюлозу содержащего нетканого материала, одноразовый, стерильный.

62. ГОСТ 12119-88. Изделия ведомственного назначения (детали белья, санитарно-госпитальная одежда, постельные принадлежности).

63. ТУ 9393-002-53763838-01. Комплект постельного белья из целлюлозу содержащего нетканого материала, одноразовый.

64. ГОСТ 1207-70. Повязки медицинские стерильные. ТУ.

65. ГОСТ 22380-93. Повязки фиксирующие контурные. ТУ.

66. ГОСТ 16977-71. Бинт эластичный медицинский. ТУ.

67. ГОСТ 1172-93. Бинты марлевые медицинские. ТУ.

68. ГОСТ 16427-93. Салфетки и отрезы медицинские. ТУ.

69. ГОСТ 22379-93. Изделия ватно-марлевые медицинские. ТУ.

70. Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: «Легкая индустрия», 1978. - 456 с.

71. Гигиенические требования к одежде для детей, подростков и взрослых. СанПиН 2.4.7/1.1.1286-03. СПб.: Издательство ДЕАН, 2003 г. - 16 с.

72. Кукин Г.Н. и др. Текстильное материаловедение (волокна и нити): Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп./ Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев, А.И. Кобляков. М.: Легпромбытиздат, 1989. - 352 с.

73. А.с. № 1747997, 1992. Устройство для испытания нитей на растяжение.

74. Эксплуатационные свойства тканей и современные методы их оценки / Под общ. ред. П.А. Колесникова.- М.: Издательство научно-технической литературы РСФСР, 1960. -475 с.

75. Патент РФ № 2144660, 2000 г. Способ определения поглощения жидкости какой-либо поверхностью материала.

76. Энциклопедический словарь. М.: Государственное научное издательство «Большая Советская энциклопедия». - том 3.

77. Булатов М.И, Калинкин И.П. Практическое руководство по колориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа. М.: Химия, 1965.-С. 64-65.

78. ОСТ 42-21-2-85. Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Методы, средства и режимы.

79. Бузов Б.А., Мишаков В.Ю., Макарова Н.А., Заметта Б.В. Разработка и исследование антимикробных медицинских материалов на нетканых носителях // Ж. Перспективные материалы, 2004. № 4. - С. 58-63.

80. Заметта Б.В. Технология и оборудование для изготовления нетканых материалов гидродинамическим (струйным) способом // Ж. Текстильная промышленность, 1994. № 5-6. - С. 53.

81. Бикомпонентные волокна ТРЕВИРА 252 / Б.Г. Спектор (перевод с немецкого). Серпухов: «НИИНМ», 1990. - 3 с.

82. Седов А.В., Трегуб Т.П., Астафьева И.П. Применение изделий из антимикробных материалов в комплексе профилактических мероприятий в чрезвычайных ситуациях: Методические рекомендации № 99/108. — М.: ВЦМК «Защита», 2000. 15 с.

83. Химический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983.-С. 527.

84. Ж. Химические волокна, 1999. № 1. - С. 30-33

85. Патент РФ № 2178029, 2002. Состав для придания антимикробных свойств текстильным материалам.

86. Волокна с особыми свойствами / Под. ред. JI.A. Вольфа. М.: Химия, 1980.-240 с.

87. Кукин Г.Н. и др. Текстильное материаловедение (текстильные полотна и изделия): Учеб. для вузов/ Н.Г. Кукин, А.Н. Соловьев, А.И. Кобля-ков. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Легпромбытиздат, 1992. - 272 с.

88. Береш Фр. М. Нетканые текстильные материалы / Под. ред. В.Б. Тихонова. М.: Легкая индустрия, 1967. - 135 с.