автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Рентгеноконтрастные полимерные материалы и изделия медицинского назначения

:б ОД

'? МАР

на правах рукописи

суриков павел васильевич

рёнтгеноконтрастные полимерные (,материалы и изделия медицинского назначения

05.17.06 - Технология и переработка пластических масс, эластомеров и композитов

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре Химии и технологии переработки , пластмасс и полимерных композитов Московской Государственной • Академии тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова.

Научный руководитель: васлуженный деятель

науки и техники РФ, доктор химических наук, профессор Кулевнев В.Н.

Официальные оппоненты: ' доктор химических наук,

профессор Берестнев В.А. доктор технических наук, профессор Головкин Г.С. ' •

Ведущая организация: . .ГосНИИ Медполимер

Защита состоится 25 марта 1996 г. в ^"часов на заседании' Диссертационного Совета Д 063.41.04 Ь Московской Государственной Академии тонкой химической'технологии им. М.В.Ломоносова по адресу: Москва, ул. Малая Пироговская, д.1.

Отзывы йа автореферат отправлять'по адресу: 117571, Москва, проспект Вернадского, д. 86, МИШ им. М.В.Ломоносова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской Государственной Академии тонкой химической технологии-им. М.В.Ломоносова по адресу: .Москва, ул. Малая Пироговская, д.1.

Автореферат разослан

1936 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор физико-математических наук,' профессор В.В.Шевелев

- 3 - .

"• . ■ ' ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы, расширение ассортимента и совершенствование медицинского инструментария является в значительной степени результатом применения полимерных композиционных материалов о уникальным сочетанием свойств..

При проведении ангиографических исследований э рентгеновских лучах кровеносных сосудов и других внутренних органов, а также в урологической практике, используются катетеры, бужи и другие полимерные трубчатые конструкции. Среди требований, предъявляемых к конструкциям катетеров, непосредственно контактирующих с тканями живого организма, и материалу из которого они изготовлены, выделяются требования возможности постоянного контроля за положением катетеров в процессе операции и наличия у них заданного комплекса упруго-деформационных свойств. Соответствующий медицинский инструментарий должен быть изготовлен из рентгеноконтрастного (РК) материала, т.е. материала, поглощающего рентгеновские лучи и вследствие этого видимого на экране рентгеновской установки. Для йрййайия !РК свойств полимерным композициям необходимо вводить в 'их состав 'вещества, способные поглощать рентгеновские лучи.

• УспеМое функционирование катетеров обеспечивает комплекс уПруго-деформацйонкых свойств, определяемый как свойствами полимерного материала, так м конструкцией ивделия. Поскольку во время проведения операции по введению катетеров в сосуды катетеры подвергаются значительному деформированию, то одной из важнейших характеристик является способность катетеров к восстановлению начальной формы после деформирования. ' .

Во многих случаях необходимо регулирование упруго-деформационных x¿paктepиcтик полимерных РК изделий, что т быть достигнуто как за счет модификации свойств РК материалов, та: и за счет

изменения конструкции катетера. Кроме того, существует потреб- " ность в изделиях с такими специальными свойствами, как антимикробная активность, светоустойчивость, повышенное качество поверхности. ,

В связи с вышеизложенным, весьма актуальной задачей является установление зависимости упруго-деформационных свойств полимерных трубчатых изделий от характеристик материала и параметров конструкции, создание медицинских трубчатых изделий с веданным комплексом упруго-деформационных и специальных свойств, Цель работы.

Данная работа посвящена исследованию упруго-деформационных свойств полимерных трубчатых изделий медицинского назначения, установлению связи характеристик процесса восстановления начальной Формы деформированного изделия р, параметрами конструкции и релаксационными свойствами полимерного материала, а также разработке способов регулирования упруго-деформационных свойств изделий путем модификации полимерных композиций и придания им ряда специальных свойств - антимикробной активности и светоустойчивости. Научная новивна.

. 1. Выявлены основные закономерности, связывающие упруго-деформационные характеристики полимерного трубчатого изделия с параметрами его конструкции и релаксационными свойствами полимерного материала. Показана применимость уравнения Кольраушй к описанию процесса восстановления начальной формы деформированного ■ трубчатого изделия.

2. Установлено, что константы Ья и к уравнения Кольрауша являются характеристиками упруго-деформационных свойств рентгено-контрастных полимерных трубок и определяют применимость этих трубок в медицинской практике.

- б -

, ~ 3. Установлено влияние Стерилизующих доз радиации и сшивающего агента как на эффективность сшивания, так и на комплекс упруго-деформационных свойств изделий и константы и к уравнения Кольрауша.

4. Установлено, что потемнение на свету изделий из полимерных РК материалов свйзано о наличием дефектов структуры на поверхности кристаллов РК наполнителя - оксихлорида висмута. Разработан способ получения светоустойчивых РК композиций.

• Б. Предложены антимикробные добавки, сохраняющие антимикробную активность после нагревания до температур переработки РК композиций, и способ их введения в РК композиции непосредственно в технологическом процессе получения трубок.

Практическая значимость. Разработаны светоустсйчивые РК композиции и РК композиции для изделий, обладающих антимикробными свойствами.. ,

Разработан способ получения светоустойчивых полимерных РК композиций, содержащих в качестве наполнителя В10С1.

Разработан-способ придания антимикробных свойств полимерным РК изделиям медицинского назначения.

Результаты исследования предназначены для йрименения при разработке новых типов полимерных изделий медицинского назначения. Проведены токсикологические испытания, необходимые для апробации изделий в клинической практике. Применение изделий из разработанных материалов, например, дренирующих систем, устанавливаемых на длительные сроки в урологической практике, позволяет реже проводить операции по их эамене, снизить травмируемость и количество осложнений.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсузда-дись на следующих конференциях:

Всесоюзная конференция "Релаксационные явления и свойства

полимерных материалов", Г.Воронеж, "1990 1*.; ' ' " ~ ' ' ;

Российская научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии машиностроения", г.Москва, 1993 г.;

Российская научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии", г. Москва, 1994 г.

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 1 статья, тезисы 3-х докладов, получено авторское свидетельство и подана ваявка на изобретение. .

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, . четырех глав, заключения, выводов и списка литературы. Содержание диссертации изложено на страницах машинописного текста,

включает 2,4 рисунка, таблиц и ^ЯЗ ссылок на рабо-

ты зарубежных и отечественных авторов.

В первой главе рассмотрены вопросы применения полимерных материалов и изделий из них в медицине и,, в частности, требования предъявляемые к их свойствам. Проверен анализ упруго-деформационных свойств и релаксационных процессов в полимерах, рассмотрены существующие способы их описания.

Во второй главе приведет данные об объектах и методах исследования.

В качестве объектов исследований были взяты разработанные в • МИТХТ им. М.В. Ломоносова,рецептуры РК материалов на 'основе полиэтилена, содержащего РК наполнитель - оксихлорвд висмута (III) (ТУ 64-2329-82). Ниже приведены составы РК композиций КРП-1,1? КРП-2 (масс. Ч.):

Компоненты КРП-1 КРП-2

ПЭВД 15803-020 ГОСТ 16837-77 100 80

ПЭНД 208-01 ГОСТ -16338-85 — .20

оксихлорвд висмута (III) 40 40

ТУ 6-09-426-86

стеарат цинка ТУ 6-09-02161-76 3 3 .

7" РК изделия в виде трубок с наружным (2,0 - 4,0 мм) и внутренним (1,0 - 3,0 к&О диаметрами получали экструзией. Технологические характеристики, физико-механические показатели и шероховатость поверхности определяли по стандартным методикам.

- Для исследования процесса восстановления формы полимерных трубчатых изделий нами была разработана методика и изготовлена установка, предназначенная для измерения кинетики изменения угла изгиба образца, подвергнутого предварительному деформированию (изгибу на угол-90°). Установка позволяет проводить автоматические измерения во временном интервале от 0,2 до 104 и более секунд, что практически полностью охватывает во времени весь процесс релаксации эластической части полной деформации. Установка подключена к ЭВМ для.фиксации угла изгиба трубки от времени проведения эксперимента. Разработана программа обработки экспериментальных результатов, основанная на методах математической статистики.

3.ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГО-ДЕ<ЮРМАЦИ0ННЬК СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБОК МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ'

3.1. Выбор модели, описывающей процесс восстановления формы деформированной трубки

Для'описания процесса восстановления формы трубчатого полимерного изделия после деформирования была предложена модель, основанная на уравнении Кольрауиа:

£отн." ехр ( - (тн)к ) (1)

где, Еотн. - относительная деформация, определяемая как отношение текущего угла изгиба образца к начальному углу изгиба (еотн. мажет изменяться от 1 до 0); Ь - время (изменяется от 0 до «>); tR и

с

- в -

к - константы модели. Методом нелинейной регрессий было показано, что в ряду двухпараметрических моделей уравнение Кольраута наиболее адекватно описывает экспериментальные зависимости угла изгиба трубки от времени восстановления. Модель с большим числом констант не была использована, поскольку задача определения параметров модели по экспериментальным результатам, относящаяся к классу обратных задач, теряла устойчивость при увеличении числа констант. ,,

Статистический анализ распределений значений Ьн и к, полученных для образцов одного размера, показал, что они Оливки к Гауссову. Кроме того, было показано, что и к статистически независимы и для их расчета применимы стандартные статистические' методы.

Известно, что релаксационные свойства полимерного материала, определяющие характеристики процесса восстановления начальной формы деформированного изделия, могут быть описаны набором (спектром) времен релаксации. Применение к описанию процесса восстановления формы изделия уравнения Кольрауша с двумя параметрами и к позволяет учесть наличие спектра времен релаксации у полимерного конструкционного материала. Константа уравнения " Кольрауша фактически является временем, в течение которого вели- " чина деформации изделия снижается в "в" раз. На ее величину оказывают влияние как релаксационные свойства материала,' так и параметры конструкции изделия. Константа к является мерой.яеэкспонен-

*

циальности и характеризует ширину релаксационного спектра.

Сравнение поведения изделий различных конструкций удобнее проводить, с точки зрения практического использования, по значениям величины Чи, определенным для случая нахождения трубки в деформированном состоянии в течение времени, принятого за стандарт-.

вое (усреднению время введения катетера - 10 мин).

Таким образом, константы и к уравнения Кодьрауша могут быть использованы в качестве количественной характеристики для описания процесса восстановления формы полимерных трубчатых изделий после деформирования.

3.2 Исследование упруго-деформационных свойств изделий различной конструкции

Основными конструкционными параметрами трубок являются наружный и внутренний диаметры и толщина стенки. Анализ констант уравнения Кольрауша, полученных для трубок различных типоразмеров, изготовленных из материала на основе ПЭ8Д, показал, что в пределах исследованных размеров трубок величина к мало меняется, тогда как значение зависит от толщины стенки трубок (рис. 1).

Увеличение толщины стенки трубки приводит к снижению величины что связано со сложной картиной деформирования трубки при изгибе. Кроме того, при изгибе трубки профиль ее сечения становится овальным. При определенном соотношении диаметра, толщины стенки и радиуса изгиба трубка теряет устойчивость. При этом просвет в трубке исчезает," изделие теряет свои функциональные двойства и не может использоваться. Критический радиус кривизны, при котором тонкостенная трубка, изготовленная из разных материалов (металлы, пластмассы) теряет устойчивость и изламывается,.„определяется по формуле:

Ркр.- 2^/5 (2)

где ркр.- критический радиус кривизны, Я - наружный радиус трубки, 5 - толщина стенки трубки.

Экспериментальные и расчетные значения крисичгских радиусов

изгиба для трубок, изготовленных из КРП-1, приведены на рис. 2.

\ о

о

о

Рио. 1. Зависимость Ъя и к от толщины стенки трубки б

Рис. 2. Зависимость ркр. от параметра

-

-Таким образом, механическая устойчивость трубок при изгибе определяет минимальную толщину, стенки катетера. Максимальная толщина стенки трубки ограничивается необходимостью наличия внутреннего просвета и жесткостью изделия. В соответствии с установленными медико-техническими требованиями, большинство катетеров изготавливают с внутренний просветом не менее 1 мм и наружным диаметром, не превышающим 4,0 мм. В зависимости от назначения изделия (и, соответственно, требуемой жесткости конструкции) величина модуля упругости материала ивделия может лежать в пределах от 50 до 300 Ша. Условия проведения медицинской операции с применением РК катетеров накладывают ограничение на величину Ьц, которая не должна

»

превышать 60 с.

3.3 Исследование зависимости упруго-деформационных характеристик полимерных трубок от времени деформирования, природы материала и температуры.

Результаты исследования влияния времени нахождения РК трубки в деформирование»! состоянии на константы уравнения Кольрауша представлены на рис. 3. Видно, что при увеличении времени нахождения РК трубки в деформированном состоянии величина к не изменяется, в то время как значение Ьи возрастает. Зависимость от времени с достаточной точностью аппроксимируется прямой, что позволяет ввести понятие приведенного времени: ^р.- ЬяАде®. Величина ^р. может быть использована в качестве обобщающего показателя, характеризующего скорость процесса восстановления формы деформированной трубки. Она определяется свойствами материала трубки и ее размерами. 0 .

Для исследования влияния химической природы полимера матри-

с

пу трубки на параметры уравнения Кольрауша были изготовлены об-

С

60

40

20

/ /

/ /

0.6

0.4

^Двф. I мин

Рис. 3. Зависимость Ья и к от времени нахождения трубки (КРП-1) в деформированном состоянии. 200

150

100

ТО-"ТЗ-Ж-25

^деФ.,мин

Рис. 4. Зависимость от времени нахождения трубки в деформированном состоянии при различных температурах (1- 20°С, 2 - 40°С, 3 - 60°С) .

к

с - 13 - .

рааиу трубсиС одпбго типоразмера из рааайчйых материалов: ПЭВЯ, ПЭНД, Ш и РК композиции.

Значения 1пр. и к определенные для различных полимеров приведены ниже:

^пр.• к КРП-1 0,0426 0,177 ПЭВЛ 0,015 0,177 • ПЭНД 0,0687 0,217 ПП 0,094 0,147

Из представленных данных следует, что значение к определяет*: ся прежде всего полимерной матрицей (значения к для трубок, изготовленных ив ПЭВД и КРП-1 практически равны). Параметр Ьпр. (Ь(?) зависит как от химической природы материала, гак и от конструкционных размеров трубок. Изменения Ьпр. в указанном ряду материалов '

хорошо согласуются с релаксационным поведением исследованных по-

«

лимеров.

• С целью определения влияния температурного режима эксплуатации катетеров на их упруго- деформа^онные свойства было исследовано восстановление формы трубо(Г при температурах 20 , 40'и б0°0. Как и следовало ожидать, для полимерных материалов с повышением температуры все релаксационные процессы протекают значительно быстрее. На рис.4 представлены зависимости для трубок, ■ изготовленных из КРП-1, от времени находдения в деформированном состоянии. Как видно из представленных результатов, наклон прямых определяется температурой проведения эксперимента. Повышение температуры приводит к снижению (.пр., т.е. уменьшается зависимость

от продолжительности предварительной деформации. Величина константы к так же зависит от температуры и снижается с ее¡увеличением.

Расчеты спектров времен релаксации для процессов, описывае-

-•..■•■ - 14 -

мых уравнением Кольраута, показали, что повышение теМбратуры,' "" вызывающее уменьшение значений Ьк и к. приводит к расширению спектра времен релаксации и сдвигу его в область меньших времен. Значения анергии активации процесса релаксации для Ьдр. материалов КРП-1 и КРП-2 равны 71 и Б8 КДж/моль, соответственно.. Указанные величины коррелируют с энергией активации вязкого течения ПЭВД (52,4 КДж/моль) и ПЭНД (36,6 КДж/моль) при малых скоростях сдвига (у<10"1с~1).

Исследования зависимости упруго-деформационных характеристик от температурного режима эксплуатации изделий показали, что с повышением температуры от комнатной до температуры эксплуатации изделий значения модуля упругости и предела текучести снижаются. Это приводит к повышению гибкости РК изделий. Изменения указанных характеристик (несмотря на малое повышение температуры) оказались достаточно заметными и требуют учета при конструировании изделий.

3.4 Исследование композиций о различным содержанием РК наполните;

Несмотря на большое содержание РК наполнителя в композиции КРП-1 (до 40 масс, ч.) изделия с толщиной стенки менее 0,3 мм не обеспечивают необходимую степень рентгеноконтрастности. Для достижения более высоких вначений степени поглощения рентгеновских лучей необходимо увеличить содержание В10С1 в композиции. С другой стороны, возможно снижение содержания В10С1 в толстостенных изделиях, не приводящее к ухудшению рентгеноконтрастных свойств, и сопровождающееся повышением уровня упруго-деформационных характеристик и снижением стоимости изделий.

Композиции о различным содержанием В10С1, содержащие 3 масс.ч стеарата цинка на 100 масс.ч. полиэтилена, были получены смешением компонентов в расплаве. Характеристики полученных композиций

^ -16 -Йредб^айЛёШ !Г^&бЛ."Т."" № .......

Таблица 1.

Основные физико-механические характеристики и 8качения : константы Ьд уравнения Кольраупа для РК композиций на основе полиэтилена с различным содержанием В10С1

Содержание BÍ0C1 масс.ч. на 100 масс. ч. ПЭВД Г/СМ3 ПТР Г/10МИН Е • МПа мйа м8а Sp X tR с

20 0,97 2,2 134 7,8 15,9 910 25

40 1,18 2,0 136 7,4 14,7 650 28

60 1,24 2,2 148 8,2 12,8 '620 33

60 1,31 2,1 163 8,2 12,0 600 46

Ив таблицы видно, что о увеличением содержания В10С1 возрастает жесткость композиции (модуль упругости (Е)). Соответствующие показатели предела текучести (бт) при этом снижаются, оставаясь, как и Е, в пределах допустимых для медицинских изделий. Значения Ья, характеризующие время восстановления формы изделия, возрастают с увеличением содержания наполнителя, т.е. упруго-деформационный свойства изделия снижаются. Величина к остается постоянной и равной 0,1810,01.

Таким образом, проведенные исследования позволили сделать • обоснованный выбор содержания, РК наполнителя для трубчатых РК изделий с различной толщиной стенки.

3.5 Исследование влияние ионизирующего излучения на ' упруго-деформационные характеристики катетеров.

I

Известно, что одним иэ способов стерилизации медицинских изделий является радиационный. Радиационное излучение оказывает воздействие на полимерные материалы, инициируя процессы сшивания

- 16 - . . и деструкции, что вызывает 'существенные изменения свойств,' в то* числе упруго-деформационных.

В табл. 2 приведены результаты определения модуля упругости при растяжении РК композиций, подвергнутых обработке на установи с.источником Со60.

Таблица 2

Модуль упругости при растяжении РК композиций на основе полиэтилена, обработанных г-излучением

Поглощенная щдоза. Е", МПа

Содержание В10С1 масс.ч. на 100 масс.ч. ПЭВД

20 40 50 60

25 144/167 137/167 137/ - 164/180

'60 115/128 153/158 151/ - 158/169

100 125/147 137/186 145/ - 148/229

* Примечание: в' числителе - значения Е для РК композиций бе сшивающего агента;

в знаменателе - то же для РК композиций с сшивающим агентом.

Ив представленных в таблице данных видно, что введение в композицию сшивающего агента в количестве 2 масс. ч., приводит к заметному увеличению, модуля упругости. Это, соответственно, выэы вает повышение жесткости изделий. Как .следует из данных, представленных в табл. 3, т-излучение также оказывает существенное влияние на (в то время как изменение к незначительно). Снижение величины Ъя с увеличением дозы радиации соответствует повыше нию упруго-деформационных характеристик изделий, возрастанию спо собности к восстановлению формы.

Таблица 3.

Значения Ьй.для трубок, „обработанных г-излучением

Поглощенная ЙгТ- с

Содержание В10С1 масс. ч. на 100 масс.ч. ПЭВД

20 40 60 60

26 20/16 23/21 26/ - 29/26

60 22/13 26/12 21/ - 25/15

100 27/18 16/9 18/ - 21/11

Примечание: в числителе - значения Ья для РК композиций без сшивающего агента;

в знаменателе - то же для РК композиций с сшивающим агентом. *

Повышение упруго-деформационных свойств РК трубок связано с Яразованием- в результате протекания в полимерной матрице радио-:имической реакции сетки химических сшивок. Концентрация углов :етки химических сшивок была рассчитана по величине модуля упру-3

V

моль/см3

* 10

-4

■ • / // < *

V . /

Я 9 V

Э, КГр ...

Рис. б. Зависимость плотности сшивок от поглощенной д<4вы

г-йзлучения (1* - без сшивающего агента; 2-2 масс.ч. 3- 4 масС.ч. сшивающего.агента)

гости расплава. На рис.б приведегш 'вавискмости плотнооти сетки......

химических сшивок от поглощенной дозы г-излучения. Введение сшивающего агента значительно повышает выход радиохимической реакции образования сетки в полиэтиленовой матрице.

Таким образом, проведенные исследования позволили выявить возможность использования таких факторов, как т-излучение и введение сшивающего агента, для направленного регулирования■упруго-деформационных свойств РК трубок.

4.РЕНТГЕНОКОНТРАСТНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ, ОБЛАДАЮЩИХ СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

4.1 Рентгеноконтрастная композиция для изделий,' обладающих антимикробными свойствами

При массовом производстве медицинских изделий, обладающих антимикробными свойствами, наиболее простым и технологичным приемом придания им указанных свойств является введение антимикробного вещества в полимерную, матрицу непосредственно в процессе переработки на стандартном оборудовании.

В качестве антимикробных веществ, вводимых в полимеры методом смешения в расплаве непосредственно в экструдере или смесителе, могут применяться антисептики, не разлагающиеся при температурах переработки. Анализ выпускаемых отечественной промышленностью антисептиков показал, что указанному условию удовлетворяют вещества нитрофуранового ряда, в частности, фураэолидон.

Фуразолидон обладает высокой антимикробной активностью, не разлагается при температурах переработки расплавов полимеров и разрешен к использованию в качестве медицинского препарата. Непосредственное добавление порошка фуразолидона в количестве

г масс.Х и более к гранулам РК композиции в процессе экструзии 1риводит к получению трубок с неудовлетворительным качеством поверхности. Экспериментально определенное значение растворимости фуразолидона в композиции КРП-1 при температуре 190°С, составило I масс.Х. Присутствие нерастворившихся_частиц фуразолидона в ком-Ю8иции является причиной резкого ухудшения качества поверхности срубок.

Дня повышения качества поверхности трубок частицы фуразолидона необходимо покрыть оболочкой полимера, термодинамически несовместимого с полимером матрицы, например, полипропиленом. Это (остигается созданием новой выпускной формы фуразолидона в виде федварительно полученного концентрата антимикробного вещества в юлипропилене и введением ее в РК композиция на стадии экструзии.

При изготовлении концентрата фуразолидона поверхность частиц )ураяолидона покрывается (смачивается) расплавом полипропилена. !я8кость полипропилена, в котором диспергированы частицы фуразо-гадона, в процессе смешения остается выше вязкости полиэтилена, »бракующего матрицу РК композиции. Это обеспечивает, во-первых, юлучение дисперсии концентрата в матрице РК материала (ГСЭНД или [ЭВД) и, во-вторых, сохранение на поверхности частиц антисептика ■онкой оболочки ПЛ. • • •

Качество поверхности, оцененное по шероховатости РК полимер-гых трубок, содержащих 6 масс.Х фуразолидона в виде концентрата, ;ше, чем у трубок из КРП-1. ШерЬховатость составила 0,26 и 0,56 км, соответственно. Высокое качество поверхности РК трубок сохраняется при содержании фуразолидона вплоть дс 10 масс.%

Трубки, полученные описанным способом, полностью удовлетворят медико-тэхническим требованиям, предъявляешь к РК кагете-

ЛМ..

В табл. 4 приведены результаты Чткробиологических тюпытаний трубок с различным содержанием фураэодидона, полученных по paspa* бо.танной технологии*. >

Таблица 4.

Результаты испытаний антимикробной активности РК трубок

Количество микробных тел Е. coli в 1 мл Размер зоны задержки роста, мм

трубка без фураэодидона трубка с 2% фуразолидона трубка с 6Х фуразолидона

БхЮ5 0 2-8 10-20

Из таблицы видно, что с увеличением концентрации.фуразолидо-на происходит значительное увеличение размера зоны задержки роста микрофлоры, возникающей вокруг трубки.

Таким образом, в результате проведенных исследований разработана технология введения в состав РК композиций антисептиков непосредственно в процессе получения изделий.

4.2 Рентгеноконтрастная светоустойчивая композиция

Изделия (катетеры), изготовленные из полимерных композиций, которые содержат в качестве РК наполнителя В10С1, под воздействием прямых солнечных лучей темнеют и теряют внешний вид. Анализ публикаций позволил установить, что потемнение происходит в результате фотохимической реакции восстановления В13+ до металлического висмута, протек£зощей на дефектах поверхности кристаллов В10С1. Поскольку светоустойчивость В10С1 определяется количеством поверхностных дефектов, то одним из возможных способов повышения

* Автор выражает благодарность сотрудникам микробиологической лаборатории Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова за помощь в проведении микробиологических испытаний.

светоустойчйвостй В10С1 является снижение количества дефектов при термической обработке.

Было проведено исследование влияния температурно-временного режима термообработки В10С1 на светоустойчивость РК материала. Светоустойчивость композиций КРП-1 оценивали по степени почернения образцов, экспонированных под излучением ультрафиолетовой лампы в стандартных условиях. Количественно степень почернения определяли с помощью нейтрально-серой шкалы фотографического тест-объекта.

Было установлено, что основным параметром, определяющим степень светоустойчйвостй В10С1, является температура термообработки При температуре 700°С довольно быстро достигается достаточный уровень светоустойчйвостй, который, при увеличении времени термообработки, постепенно возрастает. ,

После проведения термической обработки насыпная плотность В1(Ш повышается с 1.1* Ю3 кг/м3 до 1,4-103 кг/м3. Как показали исследования микроструктуры термооб^аботанных порошков В10С1, повышение насыпной плотности обусловлено протекающими при высоких температурах процессами разрушения агломератов кристаллов В10С1. Термообработанный В10С1 имеет меньший средний размер частиц и более узкое распределение частиц по размерам по сравнению с исходным В10С1. Применение термообработанного В10С1 приводит к снижению вязкости РК композиции при сохранении комплеска физико-механических показателей и одновременном снижении величины шероховатости поверхности трубок с 0,56 мкм до 0,14 мкм.

Разработанная технология позволяет получить светоустойчивые РК изделия с улучшенным качеством поверхности, применение которых снижает траимируемость сосудов и тканей пациентов при обследовании и лечении.

выводы" \

1. Проведено комплексное исследование упруго-дефорыацйонных -свойств рентгеноконтрастных полимерных" трубчатых изделий меди цинского нааначения и установлено, что константы и к уравнения Кольрауша являются характеристиками упруго-деформационных свойств полимерных трубок, определяющих их применимость в медицинской практике.

2. Разработана новая методика и создана установка для исследова-. ния процесса восстановления формы полимерных трубчатых надели

после деформирования при иагибе. Установлены основные закономерности процесса восстановления формы трубчатого изделия после деформирования. Показана применимость уравнения Кольрауша для описания процесса восстановления формы полимерного трубчатого изделия после деформирования: .

3. Определено влияние конструкции трубчатых изделий, химической

. природы материала) содержания наполнителя, температуры, плотности сшивки на константной и к уравнения Кольрауша.

4. Определена механическая устойчивость полимерных трубчатых конструкций при изгибе по критическому радиусу изгиба, что позволило установить ограничения на параметры конструкции катетеров.: . - ;

б. Предложены,способы направленного регулирования упруго-деформационных свойств трубок из РК композиций на основе ПЗ с использованием стерилизующих доз радиации и сшивающего агента. ■

6. Разработана новая выпускная форма термостойких антисептиков, предназначенная для введения в РК композиции непосредственно в технологическом процессе получения РК изделий.

7. Выявлены причины потемнения под воздействием света РК материа-

лов, содержащих оксихлорид висмута. Предложен способ повышения светоустойчивости РК композиций, основанный на снижении количества дефектов на. поверхности кристаллов оксихлорида висмута Термообработкой.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Суриков Ц.В., Коломеер М.Г., Вирник А.Д., Кулезнев В.Н. Антимикробные рентгеноконтрастные изделия.//Медицинская техника.-1002.- N 4.-' С. 16-17.

Коломеер М.Г., В.Н.Кулеэнев, Вирник А,Д., Бертынь П.В., Суриков П.В., Пытель Ю.А. Способ получения рентгеноконтрастной композиции.- АС'СССР N 1699392 от 29.07.87.- Опубл.: Б.И. N 38 от 15.10.90

Суриков П.В., Коломеер М.Г., Лобанов В.Н., Родина Г.М., Кулезнев В.Н. Исследование процесса восстановления формы трубчатых изделий на основе наполненного полиэтилепа. // Тезисы докл. Всесоюзной конференции "Релаксационные явления и свойства полимерных материалов".- Воронеж, 1990.- С. 98. Суриков П.В., Кулезнев В.Н., Коломеер М.Г. Рентгеноконтрастный материал для медицинских изделий с повышенной способностью восстанавливать форму.//В кн. Новые материалы и технологии машиностроения: Тез. докл.' Российской научно-технич. конф. Секция: "Технология изготовления изделий из композиционных материалов".- М.: МГАТУ.- 1903,- С. 32.

Суриков П.В., Кулезнев В.Н. Рентгеноконтрастный материал для катетеров с регулируемыми Упруго-эластическими характеристиками. //В кн. Новые материалы и технологии: Тез. докл. Росссийс-кой научно-технич. конф. Направление: "Композиционные керамические, порошковые материалы и покрытия". 3-4 ноября 1994 г.-М : МГАТУ.- 1994.- С, 56.