автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Разработка технологии получения и исследование свойств нерассасывающихся хирургических нитей на основе синтетических полимеров

На правах рукописи

Гриднева Анна Владимировна

004Ь@3250

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НЕРАССАСЫВАЮЩИХСЯ ХИРУРГИЧЕСКИХ НИТЕЙ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ

Специальность

05.17.06 - Технология и переработка полимеров и композитов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2010

- 3 ИЮН 2010

004603250

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна».

Научные руководитель:: кандидат химических наук, доцент

Жуковский Валерий Анатольевич

Официальные оппоненты; доктор технических наук, профессор

Витковская Раиса Фёдоровна.

доктор химических наук, профессор Лавров Николай Алексеевич

Ведущая организация: ООО «Линтекс», г. Санкт-Петербург

Защита состоится в 00 часов на заседании диссертационного

совета Д 212.236.01 в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18, ауд. 241.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18. Автореферат размещен на сайте www.sutd.ru

Автореферат разослан «¿г1?» си-релА- 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совет

А. Е. Рудин

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Синтетические нити, обладающие лучшими физико-механическими свойствами и биосовместимостью по сравнению с природными волокнами, нашли широкое применение в медицинской практике в качестве шовных хирургических материалов. Являясь временными или постоянными им-плантатами, они должны отвечать классическим требованиям в отношении биологической инертности, прочности, в том числе в хирургическом узле, надежности узла, атравматичности, хороших манипуляционных свойств, низкой фитиль-ности и минимальной материалоёмкости.

На мировом рынке шовных хирургических материалов представлены нити, способные к биодеструкции в организме (рассасывающиеся) и устойчивые к действию биологических сред (нерассасывающиеся или биорезистентные).

В ряде хирургических ситуаций преимущество имеют рассасывающиеся материалы, позволяющие исключить дополнительное оперативное вмешательство с целью снятия швов. Однако при протезировании тканей и органов, в сердечно-сосудистой, пластической и других областях хирургии, когда швы должны гарантировать надежное соединение синтетических материалов и биологических тканей, а также в случае необходимости сопоставления и фиксации тканей на длительный период требуются нерассасывающиеся нити.

Поскольку российские производители шовных материалов в основном используют импортное сырье, разработка способов получения современных нерас-сасывающихся хирургических нитей и исследование их свойств является актуальной задачей, решение которой должно способствовать организации производства отечественных высококачественных и доступных по стоимости шовных материалов.

Работа выполнена по заданию ООО «Линтекс» г. Санкт-Петербург, являющегося ведущим предприятием по производству шовных хирургических материалов в России.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка технологии получения нерассасывающихся хирургических нитей на основе синтетических полимеров с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ свойств современных нерассасывающихся хирургических нитей и способов их получения;

- изучить зависимости влияния параметров технологического процесса получения и физической модификации полипропиленовых хирургических мононитей на их эксплуатационные свойства;

- выявить закономерности формирования фторполимерного покрытия на лавсановых и капроновых хирургических нитях, разработать технологический процесс и опытно-промышленное оборудование;

- исследовать влияние методов стерилизации на свойства разработанных хирургических нитей;

- провести технические, медико-биологические и клинические испытания опытных образцов хирургических нитей;

- разработать нормативно-техническую документацию на производство

шовных хирургических материалов.

Методы исследования.. Контроль свойств хирургических нитей осуществляли по стандартным методикам в соответствии с ГОСТ 53005-2008.В некоторых случаях (определение фитильности, надёжности узла, жёсткости, антимикробной активности и других медико-технических показателей) применялись нестандарт. ные методы испытаний, адаптированные к данному ассортименту.

Научная новизна. При выполнении диссертационной работы были получены новые научные результаты:

- изучены процессы формования, ориентационного вытягивания и физической модификации полипропиленовых мононитей, позволившие установить закономерности влияния параметров технологического процесса на эксплуатационные свойства хирургических шовных материалов;

- определены закономерности процесса формирования гидрофобного фтор-полимерного покрытия на хирургических крученых лавсановых и капроновых нитях и Их влияние на функциональные свойства разработанных шовных материалов;

- установлены зависимости изменения свойств разработанных хирургических нитей от методов и режимов стерилизации.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработаны технологический процесс формования полипропиленовых хирургических мононитей и способы их физической модификации.

Разработаны технологический процесс и опытно- промышленная установка для получения капроновых и лавсановых хирургических нитей с фторполи-мерным покрытием.

Получено разрешение Минздравсоцразвития РФ на производство, реализацию и применение разработанных шовных материалов - Регистрационное удостоверение № ФСР 2008/02206 от 17.03.2008 г. и Сертификат соответствия № РОСС.RU.HM09.B01967 от 22.04.2008 г.

Полипропропиленовые хирургические мононити, капроновые и лавсановые хирургические нити с фторполимерным покрытием внедрены в производство шовных хирургических материалов ООО «Линтекс», Санкт-Петербург.

Разработанные хирургические нити нашли широкое применение в клиниче-. ской практике. По данным ООО «Линтекс» в 2009 году было реализовано в лечебно-профилактические учреждения РФ и стран СНГ 258 000 стерильных упаковок шовного материала Монофил, 41 000 упаковок шовного материала Фтор-лин и 230 000 упаковок шовного материала Фторэкс, изготовленных соответственно из полипропиленовых мононитей, капроновых и лавсановых комплексных нитей с полимерным покрытием.

Достоверность полученных результатов. выводов и рекомендаций подтверждается большим количеством экспериментальных исследований, проведённых с использованием современных методов и средств, применением математической статистики для обработки полученных данных, а также широким апробированием результатов работы.

Апробация результатов работы проводилась в процессе выполнения исследований по теме «Разработка технологических процессов получения хирур-

гических полимерных имплантатов с комплексом новых биологических свойств» (Ведомственная программа Рособразования - «Развитие научного потенциала высшей школы»). Основные положения работы доложены и обсуждены на Международном конгрессе «Человек и его здоровье. Травматология, ортопедия, протезирование, биомеханика, реабилитация инвалидов» (Санкт-Петербург, 1997), на III Международной конференции «Современные подходы к разработке эффекти-вых перевязочных средств, шовных материалов и полимерных имплантатов» (Москва, 1998), на научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки-98» (Санкт-Петербург, 1998), научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки-2000» (Санкт-Петербург,2000), на юбилейной научно-технической межвузовской конференции (Санкт-Петербург,2000), на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной хирургии» (Курск, 2005), Международной научной конференции «Современные тенденции развития химии и технологии полимерных материалов» (Санкт-Петербург, 2008).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов по работе, списка использованных источников и приложений. Содержание работы изложено на 165 страницах, имеет 15 рисунков, 40 таблиц, список использованных источников включает 116 наименований, 9 приложений представлены на страницах.

Содержание работы

Во введении даны краткая характеристика темы диссертации, её актуальность, цели и задачи исследований.

В первой главе рассмотрено современное состояние, проблемы разработки и производства нерассасывающихся хирургических шовных материалов. На основании обзора научной и патентной литературы сформулированы медико-технические требования, предъявляемые к современным шовным материалам, представлена классификация хирургических шовных материалов, в которой последние разделены по химическому составу, структуре и реакции окружающих тканей организма на шовный материал.

Изучение видов и свойств хирургических нитей, а также опыта производства стерильного шовного хирургического материала и использования последнего показывает, что наиболее перспективными для хирургической практики являются мононити и так называемые в медицине «псевдомононити» - крученые или ' плетеные комплексные хирургические нити с нанесённым полимерным покрытием.

В качестве сырья для производства мононитей предпочтительно использовать полипропилен, поскольку мононити на его основе отличаются высокой механической прочностью, химической и биологической инертностью, а также монолитной структурой, препятствующей адсорбции бактерий на поверхности нити. Улучшение эластических и манипуляционных свойств полипропиленовых мононитей, предназначенных для изготовления шовного материала, может быть достигнуто путём совершенствования технологического процесса их получения, а также проведением физической модификации мононитей.

Устранение недостатков комплексных хирургических капроновых и лавсановых нитей, обусловленных их «пилящим» эффектом, вызывающим травмирование тканей, и высокой фигильностью, способствующей инфицированию швов, возможно при создании у нитей монолитной структуры путем нанесения гидрофобного биологически инертного полимерного покрытия на основе фторполиме-ров, в которое можно вводить различные добавки, в том числе лекарственные препараты и контрастные на раневом фоне красители.

Во второй главе приведены характеристики объектов исследования - по. липропилена, фторполимера, крученых капроновых и лавсановых хирургических нитей, а также представлены методы исследования физико-механических свойств хирургических нитей: диаметра, прочности и удлинения в хирургическом узле и без него, надёжности хирургического узла, жесткости, фитильности, антимикробной активности.

В третьей главе приведены результаты исследований по разработке технологических процессов получения нерассасывающихся хирургических нитей.

Для производства полипропиленовых мононитей использовался расплавный способ, реализованный по непрерывной технологической схеме на проходном агрегате "Ковема" ( Италия ). При разработке технологического процесса получения полипропиленовых хирургических мононитей выявлены зависимости физико-механических свойств мононитей (в хирургическом узле и без него) от температуры расплава полимера при экструдировании, температуры охлаждающей ванны, скорости приёма на первом стане, температуры двухступенчатой термической вытяжки, соотношения кратностей вытяжек на первом и втором станах. Вместе с тем, возможности изменения надмолекулярной структуры и улучшения манипуляционных и прочностных свойств полипропиленовых мононитей, которые могут быть реализованы при термофиксации, на высокоскоростном промышленном агрегате ограничены кратковременностью процесса.

На основании проведённых исследований определен режим получения полипропиленовых хирургических мононитей диаметров 0,1 и 0,2 мм (таблица 1). Таблица 1 - Режимы получения хирургических полипропиленовых мононитей

Параметры технологического процесса Номинальный диаметр нити, мм

0,1 0,2

Температура расплава, °С 260 270

Температура ванны охлаждения, 0 С 30 40

Скорость приема первого вытяжного стана, м/мин 6 7

Температура вытягивания,0 С 120/130 145/155

Кратность пластификационного вытягивания 9(8,5+0,5) 8(7+1)

Температура термофиксации, 0 С 120/120 130/130

Усадка, % 7,4 6,3

Полученные данные были использованы при разработке технологических процессов производства полипропиленовых хирургических мононитей диаметрами 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,4 мм, из которых изготавливаются шовные материалы в ассортименте условных номеров по Фармакопее США (ШР) от 5/0 до 0 или по Европейской Фармакопее (ЕР) от 1 до 3,5.

Для получения хирургических полипропиленовых мононитей с повышенной прочностью в узле (как наиболее ослабленном участке шва) и пониженной жесткостью нами предложено проводить их физическую модификацию, заключающуюся в дополнительной термообработке при температурах от 140 до 165 "С, как без усадки, так и с усадкой от 5 до 20 %.

Исследования показали, что дополнительная термообработка способствует улучшению прочностных показателей, при этом для нити с наибольшим диаметром требуется температура 160 °С, в то время как для нитей условных номеров 2/0,3/0,4/0, 5/0 достаточна температура 155 °С.

Манипуляционные свойства шовного материала определяются в основном жёсткостью, поэтому проводили оценку данного показателя по методу изгиба консоли на образцах мононитей, обработанных при указанных температурах и степенях усадки. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Влияние термообработки на свойства хирургических полипропиленовых, мононитей

Показатели мононити Мононити исходные Мононити, термообрабо-танные без усадки, Мононити, термообработанные с усадкой

5% 10% 15% 20%

Условный номер USP 5/0 (диапазон диаметров 0,100-0,149 мм)

Диаметр, мм 0,110 0,116 0,116 0,118 0,120 0,122

Жёсткость, сН'мм2 2,9 2,6 2,4 1,8 1.4 1,0

Разрывная нагрузка в узле, H 3,5 5,7 5,5 5,6 5,7 5,7

Условный номер USP 4/0 (диапазон диаметров 0,150-0,199 мм)

Диаметр, мм 0,161 0,166 0,170 0,172 0,175 0,175

Жёсткость, сН-мм2 3,6 3,3 3,0 2,4 1,9 1,7

Разрывная нагрузка в узле, H 5,6 7,8 7,9 8,2 8,1 7,8

Условный номер USP 3/0 (диапазон диаметров 0,200-0,249 мм)

Диаметр, мм 0,234 0,236 0,240 0,245 0,247 0,249

Жёсткость, сН-мм2 4,5 4,2 3,7 2,8 2,2 2,0

Разрывная нагрузка в узле, H 13,4 17,3 17,4 17,7 18,2 18,3

Условный номер USP 2/0 (диапазон диаметров 0,300-0,349 мм)

Диаметр, мм 0,333 0,340 0,345 0,347 0,349 0,353

Жёсткость, сН'мм2 14,5 12,4 11,1 9,1 7,6 7,0

Разрывная нагрузка в узле, H 25,0 31,3 33,7 33,9 33,4 32,7

Условный номер USP 0 ( диапазон диаметров 0,350-0,399 мм)

Диаметр, мм 0,370 0,380 0,387 0,398 0,415 0,430

Жёсткость, сН-мм2 18,6 15,8 15,1 14,7 14,0 13,0

Разрывная нагрузка в узле, H 38,2 47,3 50,2 49,5 50,0 46,4

Анализ приведённых в табл. 2 данных позволил установить следующую закономерность - термообработка мононитей при указанных температурах в

течение 3 минут приводит к снижению жесткости тем в большей степени, чем больше усадка нити. Наиболее мягкие нити получались при термообработке с усадкой 20%, причём изменение жёсткости существенно зависело от их толщины (жёсткость мононитей условного номера 5/0 снижается на 65,5 % , а условного номера 0 на 30,2 %). Однако при этом происходит определённое увеличение диаметра и возможен переход мононити в следующий типоразмер. Термофиксация в тех же условиях без усадки приводит к снижению жесткости соответственно на 10,3 и 15,0% для мононитей указанных номеров. В то же время прочность в узле мононитей, термообработанных без усадки и с усадкой повышается, причём наиболее ощутимо на тонких нитях (62,8% и 29,5% для 5/0 и 0 соответственно). Оптимальными с точки зрения улучшения эксплуатационных свойств для моно. нитей 2/0,3/0, 4/0, 5/0 следует считать усадку 15% при температуре 155 °С, а для нитей условного номера 0 - 10 % при температуре 160 °С.

Полученные результаты использованы при разработке технических условий ТУ 9398-003-56257679-2006 «Нити хирургические с иглами атравматически-ми и нити хирургические в отрезках, стерильные» в части мононитей полипропиленовых хирургических Монофил.

С целью улучшения эксплуатационных показателей широко применяемых в хирургической практике капроновых и лавсановых нитей разработана технология формирования на них гидрофобного полимерного покрытия. В результате исследований, проведенных на лабораторной установке, было показано, что использование растворов фторполимера СКФ-26 в ацетоне обеспечивает хорошие прочностные и манипуляционные свойства, высокую надёжность узла, а также полное отсутствие фитильности.

При выборе режима нанесения полимерного покрытия на кручёные капроновые и лавсановые хирургические нити за основу были взяты концентрация раствора полимера, количество и последовательность нанесения покрытий, а оценка производилась по эксплуатационным свойствам получаемых нитей. Кроме того, исследовалось влияние различных добавок в полимерное покрытие (красителей, мягчителей, антимикробных препаратов) на свойства шовных материалов.

Наибольшую надёжность хирургического узла и отсутствие фитильности у нитей обеспечивает нанесение двух последовательных покрытий: первое - 5% раствор СКФ-26 в ацетоне, второе - 25% раствор СКФ-26 в ацетоне. Вероятно, это можно объяснить тем, что при нанесении 5% раствора полимера, благодаря его невысокой вязкости, улучшается смачивание элементарных волокон и идёт максимальное заполнение всего межволоконного пространства в стренгах, а при нанесении 25 % раствора происходит заполнение пространства между стренгами внутри нити и формируется небольшая оболочка на поверхности, частично выравнивающая выступы и впадины и повышающая атравматичность шовного материала.

Для придания нитям контрастной на раневом фоне окраски предложено вводить во второе полимерное покрытие 12% красителя фталоцианинового голубого (ФЦГ) или фталоцианинового зелёного (ФЦЗ), что при сохранении нулевой фитильности способствует также повышению надежности хирургического узла (см. табл. 3).

Показана возможность придания антимикробной активности хирургическим нитям достаточно простым и экономичным способом, а именно, путем введения антимикробных препаратов катамина АБ и диоксидина в полимерную композицию и, соответственно, в формируемое покрытие.

Разработана опытно-промышленная установка для нанесения полимерного покрытия СКФ-26 на комплексные хирургические нити, осуществлён выбор материала для отжимного устройства, откорректированы режимы нанесения покрытия с учетом изменения диаметра, фитильности, надежности узла и прочностных свойств шовных материалов.

Отработку режимов проводили на изготовленных нами экспериментальных крученых капроновых и лавсановых нитях диаметрами 0,342 и 0,331 мм соответственно. С точки зрения реального производства изучали возможность использования крученых капроновых (диаметр 0,330 и 0,561 мм) и лавсановых (диаметр 0,470 мм) нитей производства ООО «Оптикум» (г. Москва) и окрашенных в массе ФЦГ крученых капроновых нитей (диаметр 0,393 мм) Киевского ПО «Химволок-но». Для сравнения исследовали крученую нить на основе полиамида 66 с покрытием из полиамида 6 под названием Supramid фирмы Resorba (Германия) и плетеную полиэтилентерефталатную нить с полибутилатным покрытием Ethibond фирмы «Ethicon» (США). Полученные результаты представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3 - Физико-механические свойства капроновых хирургических нитей

Производитель нити Кол-во покрытий Концентрация раствора СКФ-26 Диаметр нити, мм Фитиль-ность, мм Надежность узла, % Разрывная нагрузка в узле, Н Разрывное удлинение в узле, %

Экспериментальная ООО «Линтекс» 0 0 0,342 120 70 20,7 38,2

1 5% 0,338 0 38 21,3 65,0

1 10% 0,336 0 50 23,0 65,3

1 15% 0,338 0 60 23,2 65,6

1 20% 0,334 0 65 23,0 60,3

1 25% 0,334 0 80 23,6 65,0

2 5%+ 25% 0,326 0 85 25,4 70,7

2 10%+25% 0,323 0 80 27,6 70,0

2 25%+25% 0,323 0 70 27,8 61,0

2 25%+5% 0,320 0 65 28,8 65,0

3 5%+25%+5% 0,315 0 80 28,6 71,0

3 5%+25%*кр+5% 0,315 0 90 29,6 65,4

ООО «Оптикум» 0 0 0,330 120 60 20,9 34,0

3 5%+25%»кр+5% 0,313 0 90 27,7 68,0

0 0 0,561 135 40 41,0 35,0

3 5%+25%*кр+5% 0,532 0 85 55,0 61,2

Киевское ПО «Химволокно» 0 0 0,393 125 60 23,2 40,0

3 5%+25%+5% 0,369 0 80 24,8 65,2

Resorba (Supramid) 0,222 0 60 24,0 42,0

• кр - краситель ФЦГ в количестве 12% от массы полимера

Как видно из полученных данных, нанесение покрытия не приводит к изменению типоразмера капроновых нитей, полностью устраняет фитильность и обеспечивает высокую надежность узла (при трех покрытиях). Следует отметить оригинальную особенность полученных капроновых нитей - способность к обратимому удлинению на 25-30 % (пружинят), что позволяет создать постоянную компрессию тканей при послеоперационном отеке и избежать прорезания их швами.

Нити Зиргапис! также характеризуются полным отсутствием фитильности. Однако они отличаются невысокой надежностью узла (60%), что вполне объяснимо низкими фрикционными свойствами покрытия, изготовленного из полика-проамида.

Закономерности изменения надежности узла и фитильности лавсановых нитей близки к рассмотренным ранее для капроновой нити. Однако у лавсановых нитей не возникает существенно значимого обратимого удлинения. Что касается нити ЕЙиЬопс! с полибутилатным покрытием, то, несмотря на ее внешнюю привлекательность - мягкость (приятный гриф), она имеет высокую фитильность (105 мм) и незначительную надежность узла - 10 %.

Таблица 4 - Физико-механические свойства лавсановых хирургических нитей

Производитель нити Кол-во покрытий Концентрация раствора СКФ-26 Диаметр нити, мм Фитильность, мм Надежность узла, % Разрывная нагрузка в узле, Н Разрывное удлинение в узле, %

0 0 0,331 24 40 26,8 28,5

5% 0,327 0 20 28,4 27,5.

Н 10% 0,327 0 50 28,7 28,0

■ 3 б ■■ 15% 0,323 0 50 28,4 28,2

■ В К ъ 1 20% 0,324 0 65 28,9 29,8

25 % 0,320 0 75 28,4 28,3

2 5% + 25%' 0,315 0 80 29,0 26,7

' е- о В О ' § о ■ 2 10%+25% 0,316 0 80 29,6 32,5

. 2 J . 25%+25% 0,312 0 75 29,6 25,0

2 25%+5% 0,310 0 60 29,8 27,0

3 5%+25%+5% 0,312 0 80 30,4 28,5

3 5%+25%*кр+5% 0,312 0 90 30,6 28,3

ООО 0 0 0,333 22 40 28,3 29,0

«Оптикум» .3 5%+25%*кр+5% 0,316 0 85 30,1 30,3

0 0 0,470 110 10 48,0 35,0

3 5%+25%*кр+5% 0,455 0 85 49,8 36,5

ЕИисоп(ШЫ-Ьопё) 0,338 105 10 24,0 30,0

• кр - краситель ФЦЗ в количестве 12% от массы полимера

Таким образом, анализ результатов исследований на опытно-промышленной установке показал, что лучшими физико-механическими свойствами обладают капроновые и лавсановые хирургические нити с покрытием, полученным

по следующей схеме: нанесение 5 % раствора полимера, сушка, нанесение 25 % раствора полимера с введенным красителем в количестве 12 % от массы полиме-' ра, сушка, нанесение 5 % раствора полимера и заключительная сушка. Нанесение третьего покрытия обеспечивает повышение равномерности окраски и устойчивости к трению. Повышение прочности нитей с покрытием, вероятно, обусловлено тем, что на разрыв работают одновременно все проклеенные элементарные нити.

Полученные нити не имеют фитильных свойств и потому устойчивы к инфицированию, надёжно вяжутся хирургическими узлами, существенно мягче мононитей, хорошо визуализируются на раневом фоне, не имеют «памяти» о намотке, не образуют сукрутин, удобны в манипуляционном отношении.

Хирургические шовные материалы с разработанным фторполимерным покрытием на основе лавсановых (Фторэкс) и капроновых (Фторлин) нитей производятся серийно по ТУ 9398-003-56257679-2006.

В четвёртой главе представлены результаты исследования зависимости физико-механических и эксплуатационных свойств разработанных хирургических нитей от способов их стерилизации.

Наиболее распространёнными в отечественной и зарубежной практике производства изделий медицинского назначения из полимерных материалов являются радиационный (гамма-лучами и ускоренными электронами) и газовый (оксидом этилена) методы стерилизации, позволяющие стерилизовать продукцию в упакованном виде, что обеспечивает ей стерильность при транспортировании и хранении. Кроме того, они не вызывают значительного разогрева объектов стерилизации и поэтому могут применяться для обработки термопластичных материалов, каковыми и являются полипропилен, поликапроамид и полиэтилентереф-талат.

Стерилизацию шовных материалов гамма-лучами в дозе 15 кГр осуществляли на радиационно-технологической установке «Стерилизация 111», укомлек-тованной источниками излучения кобальта-60, а стерилизацию ускоренными ' электронами - на радиационно-технологической установке с линейным ускорителем электронов ЛУЭ-8-5С.

Анализ полученных данных показал, что стерилизация гамма-лучами ухудшает прочностные характеристики полипропиленовой мононити на 20-30%, ускоренными электронами - на 45-50%, и потому данный вид стерилизации не может быть рекомендован для шовного материала из полипропиленовых мононитей. Результаты исследования влияния гамма-стерилизации на свойства капроновых и лавсановых нитей, а также нитей Фторэкс и Фторлин представлены в таблице 5. .

Полученные результаты свидетельствуют о том, что радиационная стерилизация практически не изменяет фитильность и надёжность хирургического узла рассмотренных нитей и несущественно снижает их прочностные свойства. Таким образом, для лавсановых и капроновых хирургических нитей с покрытием и без ■ покрытия можно рекомендовать способ стерилизации ионизирующим излучением.

Таблица 5 - Влияние гамма-стерилизации на свойства капроновых и лавсановых нитей с фторполимерным покрытием и без покрытия

Нить Метод стерилизации Свойства хирургических нитей

фитильность, мм надёжность узла, % разрывная нагрузка в узле, Н разрывное удлинение в узле,%

Капроновая исходная (без покрытия) нестерилизованная 120 70 20,7 38,2

радиационный 125 70 19,3 40,5

Фторлин нестерилизованная 0 90 29,6 65,4

радиационный 0 90 26,9 64,3

Лавсановая исходная (без покрытия) нестерилизованная 24 40 26,8 28,5

радиационный 31 30 26,5 32,7

Фторэкс нестерилизованная 0 90 30,6 28,3

радиационный 0 90 30,3 30,4

Более щадящее действие на нерадиационностойкие полимеры оказывает газовая стерилизация оксидом этилена. Стерилизацию хирургических нитей и их

аэрацию с целью удаления сорбированного оксида этилена проводили в газовом стерилизаторе ЗМ 81еп-Уак модели 8ХЬ. Показано, что газовая стерилизация минимально изменяет прочность полипропиленовых мононитей (снижение в процессе стерилизации на 6,1%, а после хранения в течение 540 суток ещё на 7-9%). На физико-механические свойства лавсановых и капроновых нитей, в том числе с покрытием, газовая стерилизация существенно не влияет (снижение прочности не превышает 5-6%).

Следовательно, все разработанные хирургические нити могут быть просте-рилизованы газовым методом с использованием этиленоксида.

В пятой главе приведены данные технических, медико-биологических и клинических испытаний разработанных хирургических нитей.

Для проведения испытаний были наработаны промышленные партии стерильных шовных хирургических материалов Монофил, Фторэкс, Фторлин. Образцы нитей из этих партий были подвергнуты токсикологическим, техническим и клиническим испытаниям в независимых организациях.

Токсикологические, санитарно-химические, а также испытания на стерильность разработанных шовных материалов проводились в специализированных акредитованных лабораториях: НИИ травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вре-дена (г. Санкт-Петербург), ООО «Полимертест» (г. Санкт-Петербург) и ГУН «Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники» (г. Москва).

Исследования показали, что хирургические шовные материалы из установочной партии стабильны в водных средах и не выделяют или выделяют существенно меньше допустимых концентраций органических и неорганических ингредиентов. Все испытатели сделали заключения, согласно которым хирургические шовные материалы Монофил, Фторэкс и Фторлин по токсикологическим и сани-тарно-химическим свойствам отвечают требованиям, предъявляемым к материалам, контактирующим с мягкими тканями и кровью, и рекомендуются по пока-

зателям «токсичность» и «стерильность» к применению по назначению.

Исследование биосовместимости хирургических нитей было проведено на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Курского ГМУ (зав. каф. проф. А.И. Бежин). Результаты наблюдения за послеоперационными ранами, данные цитологического и гистологического исследований показали, что наиболее выраженная воспалительная реакция наблюдалась при имплантации капроновых и лавсановых нитей, существенно меньшая на Фторэкс и Фторлин и наименьшая на Монофил.

Технические испытания образцов шовного хирургического материала установочной партии были проведены в Испытательном центре перевязочных, шовных и полимерных материалов ГУ «Институт хирургии им. A.B. Вишневского» (Аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.21 .ФВО1).

Клинические испытания образцов шовного хирургического материала установочной партии были проведены в Военно-медицинской академии (г. Санкт-Петербург), НИИ скорой помощи им Н.В.Склифосовского (г. Москва) и Московской медицинской академии им И.Н.Сеченова (г. Москва).

Все испытатели отметили, что разработанные шовные хирургические материалы Фторэкс и Фторлин отличаются хорошими физическими и органолеп-. тическими свойствами. Они обладают оптимальными показателями прочности, в том числе и в хирургическом узле, и относительного удлинения, эластичны, надёжно вяжутся тремя простыми узлами. Фторкаучуковое полимерное покрытие повышает биосовместимость, атравматичность шовных материалов, устраняет фитильность. Окраска нитей улучшает их контрастность на раневом фоне, что способствует лучшей визуализации и облегчает дифференцировку их местонахождения, обеспечивает контроль шага шва и равномерность объема захватываемых в шов тканей. Осложнений, связанных с использованием стерильного шовного материала из разработанных хирургических нитей, не наблюдалось.

Мононити Монофил достаточно прочны, удобны в манипуляциях, атрав-матичны, обладают способностью фибриллироваться и поэтому сплющиваются при затягивании узла, что обеспечивает его надежность.

Во всех отзывах делается заключение, что Монофил, Фторэкс и Фторлин полностью отвечают медицинским требованиям и рекомендуются к широкому использованию в хирургической практике

На основании результатов всех испытаний (токсикологических, технических и клинических) Федеральной службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития выдано регистрационное удостоверение № ФСР 2008/022060, подтверждающее, что «Нити хирургические с иглами атравмати-ческими и нити хирургические в отрезках, стерильные» по ТУ 9398-003-56256792006 разрешены к производству, реализации и применению на территории Российской Федерации.

Общие выводы по работе

1. Разработаны технологические процессы получения отечественных высококачественных нерассасывающихся хирургических шовных материалов на основе полипропиленовых мононитей и комплексных капроновых и лавсановых хирургических нитей с гидрофобным фторполимерным покрытием.

2. Изучено влияние параметров формования, ориентационного вытягивания и релаксации, а также дополнительной физической модификации путём термообработки с заданной усадкой на эксплуатационные свойства полипропиленовых мононитей. Установлены оптимальные технологические режимы получения полипропиленовых хирургических мононитей с улучшенными манипуляционными (снижение жёсткости в зависимости от типоразмера достигает 30,2-65,5%) и ■ прочностными (прочность в узле увеличивается на 29,5-62,8%) свойствами.

3. На лабораторной установке разработан и на опытно-промышленной установке откорректирован технологический процесс получения лавсановых и капроновых комплексных хирургических нитей с полимерным покрытием из фторкау-чука СКФ-26, позволяющий полностью устранить фитильность, придать им атравматичность и повысить надежность хирургического узла до 80-85%. Показано, что лучшие результаты по фитильности и надёжности хирургического узла даёт нанесение трёх последовательных покрытий на нить: первое из 5% раствора СКФ-26 в ацетоне, второе из 25%, третье из 5%.

4. Исследовано влияние добавок во второе полимерное покрытие на свойства хирургических нитей. Установлено, что введение фталоцианиновых красителей в концентрации до 12% не ухудшает показатели фитильности, повышает надёжность хирургического узла до 85-90% и делает нить контрастной на раневом фоне. На примере антимикробных препаратов диоксидина и катамина АБ, введённых в полимерное покрытие, показана принципиальная возможность придания антимикробных свойств хирургическим нитям на основе поликапроамида и полиэтилентерефталата.

5. Исследовано влияние методов стерилизации на свойства разработанных хирургических нитей. Установлено, что для хирургических полипропиленовых мононитей может быть рекомендована стерилизация оксидом этилена, а для хирургических капроновых и лавсановых нитей с фторполимерным покрытием -как радиационный так и газовый методы стерилизации.

6. Полученные результаты использованы при разработке технических условий на производство хирургических нитей диаметрами 0,1-0,4 мм, которые применяются при изготовлении атравматических шовных материалов и лигатур по ТУ 9398-003-5625679-2006 «Нити хирургические с иглами атравматическими и нити хирургические в отрезках, стерильные».

7. Наработана установочная партия шовных хирургических материалов Монофил, Фторэкс и Фторлин из разработанных хирургических нитей, В результате проведенных медико-биологических испытаний установлено, что шовные материалы по токсикологическим, санитарно-химическим свойствам и биосовместимости отвечают требованиям, предъявляемым к материалам, длительно контактирующим с мягкими тканями организма и кровью, и рекомендуются к применению по назначению.

8. Результаты технических и клинических испытаний шовных хирургических материалов Монофил, Фторэкс и Фторлин позволили Минздравсоцразвития РФ рекомендовать их к серийному производству и широкому применению в хирургической практике. В настоящее время ООО «Линтекс» серийно производит эти шовные материалы и поставляет их в лечебные учреждения РФ и страны

СНГ.

Публикации, отражающие содержание работы

Статьи в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК РФ

1. Жуковский, В.А. Разработка технологических процессов получения полипропиленовых хирургических мононитей [Текст]/ В.А. Жуковский, И.Г. Воронова, В.А. Хохлова, A.B. Гриднева, Т.С. Филипенко// Химические волокна, 2008-№ 4.-С. 28-34.

2. Ровинская, Л.П. Оценка прочностных и упругих свойств основовязаных полотен для реконструктивно-восстановительной хирургии [Текст]/ Л.П. Ровинская, В.А. Жуковский, Т.С. Филипенко, A.B. Гриднева// Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2008 - № 2 (306).- С. 82-85.

3. Жуковский, В.А. Деформационные свойства синтетических мононитей медицинского назначения [Текст]/ В.А. Жуковский, А.Г. Макаров, Н.Г. Ростовцева, Г.Я. Слуцкер, О.Н.Столяров, О.Б Терушкина, A.B. Гриднева// Химические волокна, 2008. -№ 4. С. 25-28.

Статьи, материалы конференций и тезисы докладов

4. Жуковский,В.А. Хирургические псевдомононити [Текст]/ В.А. Жуковский, С.Ю. Коровичева, A.B. Лисовская// Человек и его здоровье. Травматология, ортопедия, протезирование, биомеханика, реабилитация инвалидов. Между-нар.конгресс. Тез. докл. - СПб.: 1997. - С. 33.

5. Жуковский, В.А. Хирургические шовные материалы с полимерными покрытиями [Текст]/ В.А. Жуковский, С.Ю. Коровичева, A.B. Лисовская// Современные подходы к разработке эффективных перевязочных средств, шовных материалов и полимерных имплантатов. 3-я Междунар.конф. Тез.докл.- М.: ГУ Институт хир. им. A.B. Вишневского, 1998. - С. 158-160.

6. Егорова, C.B. Композиционные шовные материалы [Текст]/ C.B. Егорова, A.B. Лисовская, С.Ю. Коровичева, В.А. Жуковский// Вестник науч.-техн. конф.студ. и асп. «Дни науки-98». Тез. докл.- СПб.: СПГУТД, 1998,- С.42.

7. Лисовская, A.B. Изучение термофиксации хирургических полипропиленовых мононитей в динамических и статических условиях [Текст]/ A.B. Лисовская, С.Ю. Коровичева, В.А. Жуковский// Материалы юбилейной науч.-техн. межвуз. конф.ч.2. - СПб.: СПГУТД, 2000. - С.36-37.

8. Лисовская, A.B. Выбор метода оценки жесткости хирургических нитей [Текст]/ A.B. Лисовская, С.Ю. Коровичева, В.А. Жуковский// Вестник межвуз. науч.-техн.конф.студ. и асп. «Дни науки-2000».Тез.докл. - СПб.: СПГУТД, 2000. -С. 48-49.

9. Жуковский, В.А. Современные подходы к разработке шовных материалов и полимерных эндопротезов для восстановительной хирургии [Текст]/ В.А. Жуковский, В.А. Хохлова, С.Ю. Коровичева, A.B. Гриднева// Актуальные вопросы современной хирургии: Матер, межрегион, науч.-практич. конф. - Курск: КГМУ, 2005.-С. 285-286.

10.Жуковский В.А. Хирургические полимерные имплантаты с антимикробными свойствами [Текст]/ В.А. Жуковский, Е.Л. Илларионова, A.A. Доморад, Л.М. Штягина, В.А. Хохлова, С.Ю. Коровичева, A.B. Гриднева, В.М. Вайнбург//

Пластмассы со специальными свойствами: Межвуз.сб.научн.трудов. - СПб.: СП6ГТИ(ТУ), 2006. - С.116-120.

11 Жуковский, В.А. Особенности технологии получения полипропиленовых хирургических мононитей [Текст]/ В.А.Жуковский, В.А. Хохлова, A.B. Гриднева, С.Ю. Коровичева// Пластмассы со специальными свойствами: Межвуз.сб.научн.трудов. - СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2006. - С. 122-124.

Введение.

1 Современное состояние и проблемы разработки нерассасывающихся хирургических шовных материалов.

2 Объекты и методы исследования.

2.1 Объекты исследования.

2.2 Методики исследований хирургических шовных нитей.

2.2.1 Определение линейной плотности.

2.2.2 Определение диаметра.

2.2.3 Определение разрывной нагрузки и удлинения при разрыве.

2.2.4 Определение надёжности хирургического узла.

2.2.5 Определение фитильности.

2.2.6 Определение жесткости.

2.2.7 Определение количества полимерного покрытия на нити.

2.2.8 Определение антимикробной активности.

3 Разработка технологических процессов получения нерассасывающихся хирургических нитей.

3.1 Разработка технологических процессов получения ПП хирургических мононитей.

3.1.1 Особенности технологического процесса производства хирургических ПП мононитей.

3.1.2 Физическая модификация ПП хирургических мононитей.

3.2 Разработка технологических процессов получения хирургических лавсановых и капроновых нитей с полимерными покрытиями.

3.2.1 Общие принципы технологического процесса.

3.2.2 Сравнительные исследования влияния различных полимерных покрытий на свойства хирургических нитей.

3.2.3 Изучение основных закономерностей процесса получения хирургических нитей с полимерным покрытием СКФ-26 и определение технологических параметров.

3.2.3.1 Исследование влияния растворителей СКФ-26 на свойства нитей < полимерным покрытием.

3.2.3.2 Исследование влияния концентрации полимерной композиции СКФ-26 и количества циклов нанесения покрытия на свойства хирургических нитей.

3.2.3.3 Исследование влияния добавок в полимерное покрытие на свойства хирургических нитей.

3.2.4 Нанесение фторкаучукового покрытия на опытной установке, изучение физико-механических свойств нитей и корректировка технологических параметров.

4 Исследование влияния методов стерилизации на свойства разработанных хирургических нитей.

4.1 Стерилизация 1111 хирургических мононитей.

4.1.1 Стерилизация паром.

4.1.2 Радиационная стерилизация.

4.1.3 Газовая стерилизация.

4.2 Стерилизация лавсановых и капроновых хирургических нитей с фторполимерным покрытием.

5 Медико-биологические и клинические испытания разработанных хирургических нитей.

5.1 Токсикологические испытания.

5.2 Исследование биосовместимости.

5.3 Клинические испытания.

5.4 Разработка и утверждение нормативно-технической документации на разработанную продукцию.

Выводы.

Актуальность темы. Промышленное производство синтетических волокон значительно расширило ассортимент химических волокон и, главное, появилась возможность для массового выпуска волокон с новыми, не присущими натуральным и искусственным волокнам, свойствами [1,2].

Синтетические волокна, обладающие лучшими физико-механическими свойствами и биосовместимостью по сравнению с природными материалами, нашли широкое применение в качестве шовных материалов и эндопротезов в клинической практике [3-5].

Хирургические шовные материалы, являясь временными или постоянными имплантатами, должны отвечать классическим требованиям в отношении биологической инертности или, наоборот, биологической активности для целенаправленного воздействия, например, на окружающую микрофлору, минимальной материалоёмкости, учета условий функционирования в организме. Кроме того, хирургические шовные материалы должны обладать прочностью, особенно в узле, атравматичностью, гибкостью и эластичностью, отсутствием капиллярности, способностью хорошо вязаться и держать узел [6]. Качество, химический состав и структура шовного материала, а также реакция на него окружающих тканей в существенной степени влияют на исход операции.

На рынке шовных хирургических материалов представлен широкий выбор хирургических нитей, отличающихся по способности к биодеструкции в организме, структуре, химическому составу, в первую очередь предопределяющему биологическую инертность, типоразмерам и другим свойствам [3,7,8].

По биологической инертности хирургические синтетические материалы располагаются в порядке возрастания: полиамидные, полиэфирные, полипропиленовые и фторсодержащие [8,9].

По структуре хирургические нити могут быть мононитями и комплексными (кручёными или плетёными) нитями.

Хирургические мононити монолитны и атравматичны, но обладают, как правило, высокой жесткостью и "памятью" о намотке, ухудшающих манипуля-ционные свойства, а также недостаточной надежностью узлов [3,6,7]. Для улучшения потребительских качеств мононитей можно воспользоваться методами их структурной модификации.

Кручёные и плетёные шовные нити являются мягкими и гибкими, обладают хорошими манипуляционными свойствами. Вместе с тем кручёные нити склонны к разволокнению, образованию сукрутин, затрудняющих манипуляции с ними. Отрезанные концы таких нитей раскручиваются, образуя "зонтики", увеличивающие поверхность контакта с тканями организма и ослабляющие наложенный узел. Неровная, извилистая поверхность нитей оказывает "пилящее" действие при проведении через ткани, нити имеют очень высокие капиллярные и фитильные свойства, что увеличивает риск инфицирования швов. Плетеные нити, к сожалению, также не лишены недостатков, связанных с образованием внутренних полостей даже при использовании сердечника. Это повышает капиллярность и растяжимость изделий, является причиной более низкой прочности [6,7,10,11].

Достоинства указанных шовных материалов в значительной степени могут быть совмещены в, так называемых, "псевдомононитях", то есть крученых или плетеных комплексных нитях с полимерными покрытиями. Для формирования покрытия необходимо применять биологически инертные, гидрофобные и эластичные полимеры с высокой адгезией к нитям. При этом поверхность нитей должна становиться гладкой, атравматичной и в то же время обеспечивать надежность хирургического узла [3,6,7].

Одним из перспективных направлений в профилактике гнойно-воспалительных раневых осложнений, является применение хирургических нитей с антимикробным действием [1,2,6,7]. Такие материалы наряду с выполнением функции обычного шовного материала одновременно оказывают помощь защитным силам организма в борьбе с инфекцией [12,13].

Таким образом, разработка способов получения и исследование свойств современных хирургических нитей с улучшенными эксплуатационными показателями является актуальной задачей, решение которой может способствовать организации производства отечественных высококачественных и доступных по стоимости шовных материалов. Работа выполнена по заданию ООО «Линтекс» г. Санкт-Петербург, являющегося ведущим предприятием по производству шовных материалов в Северо-Западном регионе.

Объекты исследования. В данной работе для получения хирургических мононитей выбран биологически инертный полипропропилен (1111), мононити из которого имеют достаточно высокую прочность, гладкую атравматичную поверхность, обеспечивают хороший косметический эффект, уменьшают степень болевых ощущений при удалении швов, не впитывают экссудат раны и не являются проводником или источником инфекции. Однако, характерная жесткость мононитей создаёт риск прорезания тканей при образовании раневого отёка и затрудняет манипуляции с ними в процессе оперативного вмешательства.

Выпускаемая отечественной промышленностью мононить техническая полипропиленовая не может быть использована в качестве хирургического шовного материала из-за её низкой эластичности [6,14].

Потребности медицины в шовном материале, а также высокие требования, предъявляемые к физико-механическим свойствам хирургических нитей [14-16] обусловили необходимость разработки специальной технологии получения полипропиленовых мононитей с улучшенными манипуляционными свойствами.

Для получения «псевдомононитей» использованы кручёные и плетёные нити на основе поликапроамида (ПКА) и полиэтилентерефталата (ПЭТФ), на которые наносится плёнка фторкаучука СКФ-26, обеспечивающая им повышение биосовместимости, атравматичность, снижение фитильности и увеличение надежности хирургического узла. Кроме того, в полимерное покрытие можно вводить различные добавки, такие как красители, лекарственные препараты и другие, что позволяет придать нитям лучшую контрастность на раневой поверхности, а также способность проявлять терапевтическое воздействие. На сегодняшний день это наиболее простой и приемлемый способ придания пролонгированной антимикробной активности шовным материалам [12-13].

Цель работы заключалась в разработке технологии получения нерасса-сывающихся хирургических нитей на основе синтетических полимеров с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Основными задачами исследования являлись:

- анализ свойств современных нерассасывающихся хирургических нитей и способов их получения;

- изучение зависимостей влияния параметров технологического процесса получения и физической модификации полипропиленовых хирургических мононитей на их эксплуатационные свойства;

- выявление закономерностей формирования фторполимерного покрытия на лавсановых и капроновых хирургических нитях, разработка технологического процесса и опытно-промышленного оборудования;

- исследование влияния методов стерилизации на свойства разработанных хирургических нитей;

- проведение технических, медико-биологических и клинических испытаний опытных образцов хирургических нитей;

- разработка нормативно-технической документации на производство шовных хирургических материалов.

Методы исследования. Контроль свойств хирургических нитей осуществляли по стандартным методикам в соответствии с ГОСТ 53005-2008.В некоторых случаях (определение фитильности, надёжности узла, жёсткости, антимикробной активности и других медико-технических показателей) применялись нестандартные методы испытаний, адаптированные к данному ассортименту. Для выбора способа определения диаметра хирургических нитей,- являющегося одним из определяющих показателей, на который ориентируются хирурги при выборе типоразмера шовного материала для конкретного хирургического вмешательства, проведена оценка различных способов измерения толщины, с точки зрения быстроты и точности снятия показаний.

Научная новизна состоит в:

- изучении процессов формования, ориентационного вытягивания и физической модификации полипропиленовых мононитей, позволивших установить закономерности влияния параметров технологического процесса на эксплуатационные свойства хирургических шовных материалов;

- определении закономерностей процесса формирования гидрофобного фторполимерного покрытия на хирургических крученых лавсановых и капроновых нитях и их влиянии на функциональные свойства разработанных шовных материалов;

- установлении зависимости изменения свойств разработанных хирургических нитей от методов и режимов стерилизации.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Разработаны технологический процесс формования полипропиленовых хирургических мононитей и способы их физической модификации.

Разработаны технологический процесс и опытно-промышленная установка для получения капроновых и лавсановых хирургических нитей с фторполи-мерным покрытием.

Получено разрешение Минздравсоцразвития РФ на производство, реализацию и применение разработанных шовных материалов — Регистрационное удостоверение № ФСР 2008/02206 от 17.03.2008 г. и Сертификат соответствия № РОСС БЩ.ИМ09.В01967 от 22.04.2008 г.

Полипропиленовые хирургические мононити, капроновые и лавсановые хирургические нити с фторполимерным покрытием внедрены в производство шовных хирургических материалов ООО «Линтекс», Санкт-Петербург.

Разработанные хирургические нити нашли широкое применение в клинической практике. По данным ООО «Линтекс» в 2009 году было реализовано в лечебно-профилактические учреждения РФ и стран СНГ 258 000 стерильных упаковок шовного материала Монофил, 41 000 упаковок шовного материала Фторлин и 230 000 упаковок шовного материала Фторэкс, изготовленных соответственно из полипропиленовых мононитей, капроновых и лавсановых комплексных нитей с полимерным покрытием.

Апробация результатов работы проводилась в процессе выполнения экспериментальных работ в ООО «Линтекс» и исследований по теме «Разработка технологических процессов получения хирургических полимерных им-плантатов с комплексом новых биологических свойств» (Ведомственная программа Рособразования — «Развитие научного потенциала высшей школы»). Основные положения работы доложены и обсуждены на Международном конгрессе «Человек и его здоровье. Травматология, ортопедия, протезирование, биомеханика, реабилитация инвалидов» (Санкт-Петербург, 1997), на III Международной конференции «Современные подходы к разработке эффективых перевязочных средств, шовных материалов и полимерных имплантатов» (Москва, 1998), на научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни нау-ки-98» (Санкт-Петербург, 1998), научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки-2000» (Санкт-Петербург,2000), на юбилейной научно-технической межвузовской конференции (Санкт-Петербург,2000), на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной хирургии» (Курск, 2005), Международной научной конференции «Современные тенденции развития химии и технологии полимерных материалов» (Санкт-Петербург, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованных источников (116 наименований) и 8 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 164 страницах машинописного текста, иллюстрировано 15 рисунками и содержит 40 таблиц.

Выводы

1. Разработаны технологические процессы получения отечественных высококачественных нерассасывающихся хирургических шовных материалов на основе полипропиленовых мононитей и комплексных капроновых и лавсановых хирургических нитей с гидрофобным фторполимерным покрытием.

2. Изучено влияние параметров формования, ориентационного вытягивания и релаксации, а также дополнительной физической модификации путём термообработки с заданной усадкой на эксплуатационные свойства полипропиленовых мононитей. Установлены оптимальные технологические режимы получения полипропиленовых хирургических мононитей с улучшенными мани-пуляционными (снижение жёсткости в зависимости от типоразмера достигает 30,2-65,5%) и прочностными (прочность в узле увеличивается на 29,5-62,8%) свойствами.

3. На лабораторной установке разработан и на опытно-промышленной установке откорректирован технологический процесс получения лавсановых и капроновых комплексных хирургических нитей с полимерным покрытием из фторкаучука СКФ-26, позволяющий полностью устранить фитильность, придать им атравматичность и повысить надежность хирургического узла до 8085%. Показано, что лучшие результаты по фитильности и надёжности хирургического узла даёт нанесение трёх последовательных покрытий на нить: первое из 5% раствора СКФ-26 в ацетоне, второе из 25%, третье из 5%.

4. Исследовано влияние добавок во второе полимерное покрытие на свойства хирургических нитей. Установлено, что введение фталоцианиновых красителей в концентрации до 12% не ухудшает показатели фитильности, повышает надёжность хирургического узла до 85-90% и делает нить контрастной на раневом фоне. На примере антимикробных препаратов диоксидина и катамина АБ, введённых в полимерное покрытие, показана принципиальная возможность придания антимикробных свойств хирургическим нитям на основе полика-проамида и полиэтилентерефталата.

5. Исследовано влияние методов стерилизации на свойства разработанных хирургических нитей. Установлено, что для хирургических полипропиленовых мононитей может быть рекомендована стерилизация оксидом этилена, а для хирургических капроновых и лавсановых нитей с фторполимерным покрытием - как радиационный так и газовый методы стерилизации.

6. Полученные результаты использованы при разработке технических условий на производство хирургических нитей диаметрами 0,1-0,4 мм, которые применяются при изготовлении атравматических шовных материалов и лигатур по ТУ 9398-003-5625679-2006 «Нити хирургические с иглами атравматически-ми и нити хирургические в отрезках, стерильные, «Линтекс».

7. Наработана установочная партия шовных хирургических материалов Монофил, Фторэкс и Фторлин из разработанных хирургических нитей. В результате проведенных медико-биологических испытаний показано, что шовные материалы по токсикологическим, санитарно-химическим свойствам и биосовместимости отвечают требованиям, предъявляемым к материалам, длительно контактирующим с мягкими тканями организма и кровью, и рекомендуются к применению по назначению.

8. Результаты технических и клинических испытаний шовных хирургических материалов Монофил, Фторэкс и Фторлин позволили Минздравсоцразви-тия РФ рекомендовать их к серийному производству и широкому применению в хирургической практике. В настоящее время ООО «Линтекс» серийно производит эти шовные материалы и поставляет их в лечебные учреждения РФ и страны СНГ.

1. Вольф, JLA. Волокна специального назначения Текст. / JI.A. Вольф, А.И. Меос. -М.: Химия, 1971. -224с.

2. Вольф, JI.A. Волокна с особыми свойствами Текст. / JI.A. Вольф, JI.B. Емец, Ю.А. Кострова, Л.П. Перепечкин, И.И. Шамолина; Под общ. ред. Л.А. Вольфа.- М.: Химия, 1980.- 240с.

3. Жуковский, В. А. Проблемы и перспективы разработки и производства хирургических шовных материалов Текст. / В.А. Жуковский // Химические волокна. — 2008. № 3 — С. 31— 38.

4. Жуковский, В. А. Деформационные свойства синтетических мононитей медицинского назначения Текст. / В.А. Жуковский, А.Г. Макаров, Н.Г. Ростовцева, О.Н Слуцкер, О.Н. Столяров, О.Б. Терушкина, А.В. Гриднева // Химические волокна. 2008. - № 4 - С. 25 - 28.

5. Кузьмина, Н.Л. Химические и натуральные нити для хирургических шовных материалов Текст. / Н.Л. Кузьмина, Б.Л. Бибер, Г.Л. Абакумова и др. -М: НИИТЭХИМ, 1988.-79с.

6. Кузьмина, Н.Л. Проблемы получения и применения хирургических шовных нитей Текст. / Н.Л. Кузьмина, Б.Л. Бибер, Г.Л. Абакумова, Э.Н.Бершадская. М: НИИТЭХИМ, 1989.- 77с.

7. Штильман, М.И. Полимеры медико-биологического назначения Текст. / М.И. Штильман М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. - 400с.

8. Жуковский, В.А. Хирургические материалы с антимикробными свойствами / В.А. Жуковский, В.А. Хохлова, С.Ю. Коровичева // Химические волокна. 2007. - № 2. - С. 37-43.

9. Жуковский, В.А. Современное состояние и перспективы разработки и производства биологически активных волокнистых материалов медицинского назначения Текст. / В.А. Жуковский // Химические волокна. 2005. - №5. - С. 32-35.

10. Жуковский, В.А. Разработка хирургических шовных материалов и промышленных технологий их получения Текст. / В.А. Жуковский // Химические волокна. — 1992.- № 5. С. 6-8.

11. Егиев, В.Н. Хирургический шов Текст. / В.Н. Егиев, В.М. Буянов, О.А.Удотов. М.: Медпрактика, 2001. - 112 с.

12. Семенов, Г.М. Хирургический шов Текст. / Г.М. Семенов, В.Л.Петришин, М.В.Ковтова. СПб.: Питер, 2002. — 256 с.

13. Пирогов, Н.И. Собрание сочинений Текст. / Н.И. Пирогов — М., 1961.-Т.6.- С.187.

14. Жуковский, В. А. Полипропиленовые хирургические нити с комплексной биологической активностью Текст. / В. А. Жуковский // Химические волокна. 1996.- № 6. - С. 12-16.

15. Слепцов, И. В. Узлы в хирургии Текст. / И. В. Слепцов, Р.А. Черников. СПб.: Салит - Медкнига, 2004. - 112с.

16. Жуковский, B.A. Разработка технологических процессов получения полипропиленовых хирургических мононитей Текст. / В.А. Жуковский, И.Г. Воронова, В.А. Хохлова, А.В. Гриднева, Т. С. Филипенко // Химические волокна. 2008.- № 4. - С. 28-34.

17. Пат. 4911165 США, МПК7 А 61 L 017/00. Эластичные хирургические нити из полипропилена Текст. / Lennard; David J.; Menezes etal.; заявитель Ethicon, Inc, № 285317; заявл. 12.12.1988; опубл. 27.03.1990.

18. Жуковский, B.A. Особенности технологии получения полипропиленовой хирургической мононити Текст. / В.А Жуковский, В.А. Хохлова, А.В. Гриднева, С.Ю. Коровичева // Межвуз. сб. научн. тр. Пластмассы со специальными свойствами. —2006. С. 122-124.

19. Пат. 4557264 США, А 61 I 017/00. Хирургическая нить из полипропилена смешанного с полиэтиленомТекст. / Hinsch;Bernhard; заявитель Ethicon, Inc, № 597857; заявл. 09.04.1984; опубл. 10.12.1985.

20. Тец, В.В. Микроорганизмы и антибиотики. Сепсис. Текст. / В.В. Тец. СПб: Эскулап, 2003.- 154 с.

21. Deysine М. Pathophysiology, prevention and management of prosthetic infection in surgery Text. / M. Deysine // Surgical Clinics of North America. 1998. -V. 78. -№6.-P. 1105-1115.

22. Вольф, Л.А. Хирургические шовные материалы с биологической активностью. Текст. / Л.А. Вольф, В.А. Жуковский, Ю.А. Заикин, Б.И. Бессмертнов, С.Ю. Коровичева // Биологически активные шовные материалы: сб. научн. тр. ВОНЦ. Москва, 1984. - вып.1. -147с.

23. Vlasenko V. Получение нитей с антимикробными свойствами. Design of polycaproamide threads with extended antimicrobical properties Text. / V.Vlasenko, O. Gudz, N. Berezenko, O. Lukashevich, L. Rybakova // Vlakna a text. 1994. 1, № 3. — C.134-136.

24. Заявка 1270776 ЕВП, МПК7 D 01F 6/90. Антибактериальное полиамидное волокно и способ его получения Текст. / Nishimura М. и др.; заявитель Uniko Fibers Ltd, № 60970057.6; заявл. 25.10.2000; опубл. 02.01.2003.

25. Marcincin А. Биологически активные полипропиленовые волокна. Bioactive polypropylene fibers Text. / A. Marcincin, A. Ujhelyiova, J. Legen, V. Kabatova, P. Jambrich // Vlakna a text. 1997. - 4, № 2 - C. 38-43.

26. Серегина, Т.Н. Получение и исследование полипропиленовых нитей для медицинских целей. Текст.: канд. дис., Калинин., ВНИИСВ, 1976. 129 с.

27. Витульская Н.В. Получение и исследование синтетических волокон, с включенными при формовании антимикробными и рентгеноконтрастными препаратами. Текст.: канд. дис., JL, ЛИТЛП, 1969. -169 с.

28. Не Jikui Получение и свойства антибактериальных полипропиленовых волокон Текст. / Не Jikui, Na Wenshi, Tan Snaozoo, Zhao Jianging China Synthetic // Fibers Ind. 2004. - 27. - № 6 - C. 24-27.

29. Stefano R. Новые антибактериальные акриловые волокна. New antibacterial acrylic fiber / Stefano R., Tedesco R. // Chem. Fiber. Int. 1998. - 48, № 6.-С 480, 482, 485.

30. Антибактериальное волокно. Terital Sanitar. Mittex: Schweizerische fur. die Textilewirtschaft. 2000.- № 6. - C.5.

31. Пат. 6436420 США, МПК7 A 01 N 25/34. Антимикробные средства для текстильных материалов на основе окисла одно- и трехвалентного серебра. Antelmfti Marvin S; заявитель Marantech Holding, LLC, № 09/477883; заявл. 05.01.200; опубл. 20.08.2002.

32. Филатов, В.Н. Биологически активные текстильные материалы Текст. / В.Н. Филатов, В.В. Рыльцев // —М.: Информэлектро, 2002. 248с.о

33. Вольф, JI.A. Йодная реакция растворов поливинилового спирта и волокон и пленок на его основе Текст. / JI.A. Вольф, А.И. Меос // Химические волокна. 1960. - № 3. - С. 21 - 22.

34. Вольф, JI.A. Некоторые проблемы модификации поливинил спиртовых волокон и придания им специальных свойств Текст.: дис. . докт. техн. наук / Вольф Леонард Абрамович. JI. 1966.-561с.

35. Котецкий, В.В. Получение и исследование антимикробных волокон и изделий, содержащих препараты 5-нитрофуранового ряда Текст.: дис. . канд. техн. наук / Котецкий Валентин Владимирович. — Л., 1967. 204 с

36. Хохлова, В.А. Получение и исследование антимикробных волокон с ионносвязанными препаратами Текст.: дис. . канд. техн. наук / Хохлова Валентина Александровна. — Л., 1969. 167с.

37. Панарин, Е.Ф. Синтез и исследование водорастворимых реакционноспособных и биологически активных полимеров, действующих на клеточные системы Текст.: дис. . докт. техн. наук / Панарин Евгений Фёдорович. Л., 1979. - 292 с.

38. Котецкий, В.В. Исследование в области получения волокон со специальными свойствами для медицины и медицинской техники Текст.: дис. . докт. техн. наук / Котецкий Валентин Владимирович. Л., 1974. - 204 с.

39. Жуковский, В. А. Полипропиленовые хирургические нити с комплексной биологической активностью Текст. / В. А. Жуковский // Химические волокна. 1996. - № 6. - С. 12-16.

40. Saihi D. Антибактериальная активность модифицированного полиамидного волокна / D. Saihi, A. Eh Achari, J. Vroman, A. Perichauol // J. Appl. Polym. Sci. - 2005. - 98. - № 3 - C. 997 - 1000.

41. Вольф, JI.A. Новые аспекты исследования и применения биологически активных волокон Текст. / JLA. Вольф, И.И. Шамолина, В.А. Хохлова // Химические волокна. 1979. - № 2. - С. 14-19.

42. Вольф, J1.A. Получение антимикробных полимерных материалов на основе ионообменных реакций с препаратами-антисептиками Текст. / JI.A. Вольф, В .В. Котецкий, В.А. Хохлова, Ю.Е. Конев, А.И. Меос // ЖПХ. 1966. -№ 11.-С. 2606-2609.

43. Вольф, JI.A. Придание антимикробных свойств волокнам с катионообменными группировками Текст. / JI.A. Вольф, В.В. Котецкий, В.А. Хохлова, Ю.Е. Конев, А.И. Меос // Текстильная промыш. 1967. - № 7. - С. 15 -16.

44. Кощеев, B.C. Антимикробные материалы в медицине Текст./ B.C. Кощеев, Н.Н. Клемпарская, А.В. Седов и др.; под ред.JI.A. Ильина. М.: Медицина, 1987. - 192 с.

45. Li Xia — Lan Адсорбция канамицина на карбоксилсодержащем ионообменном волокне / Li Xia Lan, Wen Lian Jin // Chin. J. Process Eng. - 2005. - № 4. — C. 442-445.

46. Buchenska J. Полиэфирные нити с антимикробными свойствами. Polyester fibers (PET) with antibacterial properties / Buchenska J. II Fibres and Text. East. Eur. 1995. - 3, № 2. - C. 56-57.

47. Емец, JI.B. Исследование процесса ионообменного взаимодействия карбоксилсодержащих волокон с лекарственными препаратами и придание им биологической активности Текст.: дисс. . канд техн. наук. / Емец Людмила Владимировна. — Л., 1970. — 232 с.

48. Хорунжина, С.И. Получение и исследование ферментсодержащих волокон Текст.: дис. . канд. техн. наук / Хорунжина Светлана Ивановна. — Л., 1977.-196 с.

49. Buchenska, J. Полиамидные волокна (ПА 6) с антибактериальными свойствами. Poliamide fibers (PA 6) with antibacterial properties / Bucheska J. // J. Appl. Polym. Sci. 1996. - 61, № 3. - C. 567 - 576.

50. Zhukovsky, V.A. Bioaktive surgical sutiresText. / V.A. Zhukovsky , // IV International Textile conference «Medtex 2002». Lodz, Oktober 7-8, 2002. - P. 81-85.

51. Зайцева, Е.И. Разработка и исследование процесса получения химических волокон медицинского назначения с нанесенным полимерным покрытием Текст.: дис. . канд. техн. наук / Зайцева Елена Исидоровна. — Л., 1982.-264 с.

52. Пат. 3424164 США. Шелковая хирургическая нить Текст. / Alfred Bloch, A.S. Messores; заявитель и патентообладатель Ethicon 1пс;опубл.28.01.69

53. Биосовместимый шовный материал Текст. // Plast. Reconstr. Surg. -1967.-№3.-P. 413-414.

54. Пат. 1281592 Великобритания. Пропитка многофиламентных хирургических нитей Текст. / Robert Blosch; заявитель GMBH; № 02016449.7;опубл .23.07.02.

55. Заявка 56-123474 Япония, МКИ D 06 V 11/00, А 61 L 15/00. Волокна с устойчивой стерилизующей способностью Текст. / Иноуэ Цусэй, Танака Хисао ; № 55-24313; заявл. 25.02.80; опубл. 28.09.81.

56. Заявка 55-107575 Япония. Гермицидные волокна, медленно выделяющие активные компоненты Текст. /Ямаути Масаси; опубл. 1980.

57. Пат. 3987797 США, МКИ А 61 L 17/00 Антимикробные шовные материалы Текст. / М. Stephenson. ; заявитель Ethicon; заявл. 11.12.74; опубл. 26.10.76.

58. Пат. 1500409 Великобритания, МКИ А 61 N 17/08. Хирургические материалы с полимерным покрытием Текст. / М. Stephenson.; заявитель Ethicon; -№50610175; заявл. 10.12.1975; опубл. 08.02.1978.

59. Ковтун, Е.А. Создание шовной нити с антимикробными свойствами Текст. / Е.А. Ковтун, Е.П. Плыгань, О.В. Гудзь, В.П. Сергеев // Химические волокна. 2000. - № 4 - С. 47 - 52.

60. Ковтун, Е.А. Исследование кинетики выделения декаметоксина из модифицированных хирургических нитей в водной среде Текст. / Е.А. Ковтун, Н.Н. Баглей, Е.П. Плыгань, В.П. Сергеев // Химические волокна. 1999. - № 5 -С. 33-37.

61. Шкуренко, С.И. Биологически активные синтетически волокна и материалы нового поколоения / С.И. Шкуренко // Химические волокна. 2005. -№ 6. - С.43 - 46.

62. Машковский, М.Д. Лекарственные средства Текст. / М.Д. Машковский М.: ООО «Издательство новая волна». - 2005. - 1200с.

63. Винокурова, Т.И. Разработка методов оценки и исследование показателей назначения и надежности хирургических нитей Текст.: дис. . канд. техн. наук / Винокурова Татьяна Ивановна. — М., 1995. -243с.

64. ГОСТ 396 — 84. Нити хирургические шелковые крученые нестерелизованные Текст. / Введ. 1985-01-07. — М.: Изд. стандартов, 1985. 8 с.

65. ГОСТ 3816 81. Ткани текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств Текст. / Введ. 1982-01-07. -М.: Изд. стандартов, 2008. — 13 с.

66. Садыков, Ф.Х. Текстильное материаловедение и основы тексильных производств Текст. / Ф.Х. Садыков, Д.М. Садыкова, Н.И. Кудрявцева — М.: Ленпромбытиздат, 1989.- 288 с.

67. А.с. 138402 СССР. Прибор для определения жёсткости нитей, тканей и других текстильных материалов Текст. / В.М. Лазаренко, Н.Е. Фрейдман (СССР). -Бюл. № 10, 1963

68. Труевцев, А.В. Кивипелто, В.Г.//Изв. Вузов. Технолог. Лег. Промышленности 1991. №6 С.71-77

69. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования Текст. / под. ред. М.О. Биргера. -М.: Медицина, 1982. 180 с.

70. Исаева, В.И. Исследование процесса получения полипропиленового моноволокна Текст.: дис. . канд. техн. наук. / Исаева Валентина Ивановна. — Калинин, 1972. — 137 с.

71. Конкин, А.А. Полиолефиновые волокна Текст. / А.А. Конкин, М.П. Зверев. М.: Химия, 1966. - 280 с.

72. Разумова, JLJL Некоторые физико-механические и структурные характеристики катионообменных нитей на основе полипропилена Текст. / JLJL Разумова, А.Н. Крючков, JI.B. Кампаннец и др. // Химические волокна. 1989. -№ 5. - С. 30-32.

73. Навицкая, С.П. Фторэластомеры Текст. / С.П. Навицкая, З.Н. Нудельман, А.А. Донцов. — М.: Химия, 1988. 240 с.

74. Твин 80.( Полисорбат 80).ТУ 6-14-938-7993 ГКЖ 94.ТУ 6-02-694-76

75. Корнев, И.И. Стерилизация изделий медицинского назначения в лечебно-профилактических учреждения Текст. / И.И. Корнев М.: АНМИ, 2000.- 175 с.

76. ОСТ 42 21 - 2 - 85. Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Методы, средства и режимы Текст. / - Введ. 1986 -01-01 -М.: Изд. стандартов, 1985. - 25 с.

77. Абрамова, И.М. Методические указания по дезинфекции,предстерилизационной очистке и стерилизации изделий медицинского назначения Текст. / — И.М. Абрамова, Л.Г. Пантелеева, Л.С. Фёдорова и др. // методич. пособие / М.: ФГПУ «Интерсен», 2000. — 67 с.

78. ГОСТ Р 50766 95. Помещения чистые. Классификация. Методы аттестации. Текст. / Введ. 1996 -01-01 - М.: Изд. стандартов, 1995. - 30с.

79. Перепелкин, К.Е. Карбоцепные синтетически волокна Текст. / К.Е. Перепелкин М.: Химия, 1973. - 345 с.

80. Туманян, Н.А. Радиационная стерилизация Текст. / Н.А. Туманян, Д.А. Клушанский М.: Медицина, 1974. - 304 с.

81. Лаппо, В.Г. Токсикологический контроль полимеров и изделий медицинского назначения Текст. / В.Г. Лаппо, С.Я. Ланина, В.И. Тимохина // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева, 1985. ТЗО. - № 4. - С. 461 - 464.

82. Чарлзби, А. Ядерные излучения и полимеры Текст. / А. Чарлзби -М.: Иностранная литература, 1962. 522 с.

83. Малахис, Ф.А. Радиационная физика и химия полимеров Текст. /

84. Ф.А. Малахис М.: Атомиздат, 1972. - 326 с.

85. Эмануэль, Н.М. Химическая физика стабилизации и старения полимеров Текст. / Н.М. Эмануэль, А.Л. Бугаченко М.: Наука, 1982. - 360 с.

86. МИ 2548 — 99 ГСИ. Рекомендации. Установки радиационно-технологические с радионуклидными источниками излучения для стерилизации изделий медицинского назначения. Методика аттестации. Введ. 1999-07-15. — М.: ГНМЦ «ВНИИФТРИ», 1999. 17 с.

87. МИ 2549 99 ГСИ. Рекомендации. Установки радиационно — технологические с ускорителями электронов для стерилизации изделий медицинского назначения. Методика аттестации. Введ. 1999-07-15. — М.: ГНМЦ «ВНИИФТРИ», 1999. - 19 с.

88. ГОСТ Р ИСО 11137 2000. Стерилизация медицинской продукции. Требования к валидации и текущему контролю. Радиационная стерилизация. Текст. / Введ. 2000-014-08. - М.: Изд. стандартов, 2001. - 45 с.

89. ГОСТ Р ИСО 11135 2000. Медицинские изделия. Валидация и текущий контроль стерилизации оксидом этилена Текст. / Введ. 2001-01-01. -М.: Изд. стандартов, 2001. - 24 с.

90. ГОСТ 51148 1998. Изделия медицинские. Требования к образцам и документации, предъявляемым на токсикологические, санитарно-химические испытания, испытания на стерильность и пирогенность. Текст. / Введ. 1999-0101. - М.: Изд. стандартов, 1999. - 24 с.

91. ГОСТ Р ИСО 10993 1999. Изделия медицинские. Оценка биологического воздействия медицинских изделий Текст. / Введ. 2002-01-01. -М.: Изд. стандартов, 2002. - 24 с.

92. Нетяга, А. А. Обоснование применения новых синтетических материалов для пластики брюшной стенки Текст.: дис. . канд. мед. наук. / Нетяга Андрей Алексеевич. Курск, 2002. - 137 с.

93. Ромашкин Тиманов, М.В. Морфофункциональное обоснование хирургических методов лечения послеоперационных вентральных грыж брюшной стенки. Текст. автореф. докт. дисс. мед. наук. / Ромашкин — Тиманов М.В.- СПб, 2007.-33 с.