Инновационный центр текстильной и лёгкой промышленности
+7 (495) 777-43-08 Единый номер – Москва
+7 (495) 777-43-08 Единый номер – Москва
21.04.2020

НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ПОЛУЧЕНИИ АНТИМИКРОБНЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Дымникова Н. С., научный сотрудник;  Морыганов А. П. зав. лаб.;

 Киселев М.Г., директор ИХР РАН; Кузнецов О.Ю., зав. кафедрой ИГМА 

В работе представлены новые разработки специалистов ИХР РАН по синтезу серебросодержащих препаратов. Показаны успешные примеры использования  разработанных технологий  для получения антимикробных или антивирусных текстильных материалов.

 

Идея выпуска текстиля с антибактериальными свойствами возникла в Европе в 90-е годы, отлично зарекомендовав себя в последующие десятилетия. Необходимость защиты человека от вредных патогенных микроорганизмов и самого текстиля от биодеструкции актуализируется в виду наличия тенденций бережливого производства и потребления (сохранение материала и увеличение сроков его службы) и возросших требований к гигиеническим, профилактическим и лечебным свойствам текстиля.

Достаточно долгое время в России изделия с бактерицидными свойствами были представлены только зарубежными производителями, имеющими высокотехнологичные производства. Для широких масс российского населения такая продукция не была доступной из-за ее высокой розничной цены.

В последние годы в России стали появляться предприятия, производящие «умный» текстиль с антигрибковым и/или антимикробным эффектами, в частности, одежду первого слоя, контактирующую с телом человека (носки, перчатки, белье и т.д.). Для этих целей производителями чаще всего используется импортная пропитка “Sanitized” производства Швейцарии. Особенностью данных биоцидов является то, что они защищают само изделие, исключая при этом  постепенное выделение антимикробных компонентов на кожные покровы, необходимое для обеспечения профилактического антимикробного действия.

Однако, следует отметить, что антибактериальные текстильные материалы и изделия на их основе представлены на российском рынке пока недостаточно широко.

Постоянное повышение требований к экологичности и аллергенности  антимикробных  препаратов ограничивает применение многих эффективных реагентов, поскольку рост их  экологической безопасности, как правило, сопровождается снижением биологической активности.

Новым подходом к производству антимикробных изделий является  применение золей серебра для отделки текстильных материалов. Выбор нанокомпозитов серебра обусловлен их значительными и неоспоримыми преимуществами перед всеми антимикробными средствами. Доказано, что НЧAg обладают более мощным антимикробным эффектом, чем пенициллин, биомицин и другие антибиотики, и оказывает губительное действие на антибиотикоустойчивые штаммы бактерий.

В ИХР РАН разработаны  научные и технологические аспекты синтеза золей серебра и меди и получения биологически активных текстильных матриц медицинского и технического назначения. Весомым результатом является разработка и реализация технологии получения отбеленных антимикробных льноволокон и перевязочных средств на их основе. Изготовленные опытно-промышленные образцы атравматичных антимикробных сорбционных перевязочных средств «Биолен» прошли комплекс испытаний, рекомендованы к серийному производству, медицинскому применению и принятию на обеспечение лечебных учреждений МО РФ (Регистрационное удостоверение ФСР 2007/01062).

Результатом совместных исследований со специалистами ОАО «Научно-исследовательский институт нетканых материалов» (г. Серпухов) явилась разработка оригинальных структур льносодержащих нетканых полотен (атравматичных, ламинированных, дублированных) с поверхностной плотностью до 300 г/м2. Натурные испытания изготовленных изделий (перевязочных средств, впитывающих салфеток, текстильных носителей лекарственных и косметических препаратов) в клинических условиях и у потенциальных потребителей выявили их положительные гигиенические и функциональные  (антимикробные, ранозаживляющие, атравматические, лечебные) свойства. Доказана возможность их применения в производстве косметических масок, салфеток, иных косметических изделий, а также в качестве технических средств для различных видов обертываний.

Разработанные технологии модификации волокон для изделий одноразового использования послужили базой для создания антигрибковых и антимикробных материалов длительного срока службы.

В ИХР РАН разработан новый  высокоэффективный препарат «Нанотекс», содержащий наночастицы серебра (НЧAg), и  способы иммобилизации его на текстильных носителях. Научная новизна подхода заключается в реализации приемов регулирования субстантивности биологически активных серебросодержащих гибридных наноматериалов к целлюлозным волокнам посредством оптимизации их состава и условий получения. Интерес к соединениям серебра обусловлен их относительно невысокой токсичностью для человека, но, при этом, низкой адаптацией к ним патогенных микроорганизмов. Для усиления лечебно-профилактических свойств формируемых ультрадисперсных частиц  серебра разработан композиционный препарат,   включающий в стабилизирующую оболочку наночастиц серебра полимеров, обладающих антимикробной активностью и способных регулировать субстантивность НЧAg  по отношению к целлюлозе. Особенностью препарата «Нанотекс», в отличие от ионов серебра, является  высокий уровень антимикробных свойств при содержании ультрадисперсных металлических частиц серебра не более 1,9∙10-3 моль∙л-1, сохраняющийся после многократных стирок. Кроме того, есть возможность  регулировать скорость выхода из материала во внешнюю среду частиц серебра, обеспечивая тем самым необходимый уровень антигрибковой или антимикробной активности в процессе эксплуатации данного изделия.

Важным преимуществом высокой субстантивности серебросодержащего препарата является обеспечение длительного эффекта биологической активности модифицированных материалов в процессе проведения их бытовых физико-химических обработок.

Реализация приемов регулирования субстантивности к целлюлозным волокнам биологически активных компонентов позволила управлять процессами сорбции активных компонентов и создать технологии:

- синтеза серебросодержащих препаратов Нанотекс с разным уровнем субстантивности к целлюлозному волокну;

-  периодических способов обработки готовых изделий (чулочно-носочные, перчатки, белье и т.д.) при обеспечении  максимальной выбираемости активных компонентов для препаратов с высокой субстантивностью;

- непрерывных процессов обработки (пряжа, ткани, нетканые материалы и т.д.), для которых необходимо равномерное распределение и закрепление на волокне препаратов с низкой субстантивностью. 

Микробиологические исследования как самих препаратов, так и целлюлозных носителей, модифицированных синтезированными препаратами, к тест-культурам Escherichia coli М-17 (грам-отрицательная культура), Staphylococcus aureus (грам-положительная культура) и штамму дрожжеподобных микроскопических грибов кандида альбиканс Candida albicans  показали очень высокую эффективность «Нанотекс».

На ООО «ИДИЛИО» (г. Пермь) успешно прошла апробацию технология получения  антимикробных чулочно-носочных изделий с эффектом профилактики и реабилитации микозных заболеваний в течение длительного срока их эксплуатации потребителем с возможностью многократного проведения бытовых стирок.

Необходимость быстрого выпуска текстильных материалов, обладающих  вирулицидной активностью неоспоримо важна в свете пандемии COVID-19. В карантинных мероприятиях чрезвычайно важно бесперебойное снабжение медицинских учреждений и частных лиц одноразовыми масками, способными исключить (или задержать) попадание вирусных частиц из воздушной среды, куда они попали от больного или носителя данного инфекционного агента в процессе его жизнедеятельности. Оптимальной эффективностью работы масок является время до 1.5 – 2 часов. Использование в качестве одного слоя при изготовлении масок текстильного материала с антимикробной пропиткой повышает антимикробную активность изделия, давая возможность инактивировать микробный инфекционный агент до момента попадания его в организм человека, увеличивая, тем самым, время эффективного ношения маски.

На основе ранее разработанного антимикробного жидкофазного композиционного препарата с наночастицами серебра «Нанотекс» предложен новый антивирусный препарат «Нанотекс-АВ». Обрабатывать текстильный материал водным раствором препарата, содержащим 0,01-0,02 г/л наночастиц серебра, рекомендуется по схеме «плюсование (20-25 оС) – отжим (80-100 %)- сушка (100-130 оС)» (например, на сушильно-ширильной машине) или периодическим способом.

На кафедре микробиологии Ивановской государственной медицинской академии были исследованы на антивирусную активность образцы целлюлозных материалов, обработанные серебросодержащим антивирусным препаратом «Нанотекс-АВ».  С этой целью был использован специально разработанный метод определения вирулицидной активности текстильных материалов, где в качестве тест-культуры вируса использовали стафилококковый бактериофаг с титром 107/мл. Предварительными микробиологическими испытаниями подтверждено,  что этот препарат и обработанные им целлюлозные текстильные материалы (нетканое полотно, марля, ткань) обладают антивирусными свойствами.

Обработанный материал может применяться для использования в качестве активного слоя защитных масок (которые приобретут пролонгированный антивирусный эффект) и  для других видов текстильных изделий (салфетки, полотенца, одежда первого слоя, перчатки).   

Разработанные антимикробные текстильные материалы имеют следующие преимущества по сравнению с используемыми в настоящее время антимикробными тканями:

- более высокий уровень антимикробной активности в готовом изделии при минимальном содержании частиц серебра и более высокую устойчивость биоцидного действия после многократного проведения операций стирки (20 стирок и более);

- низкая себестоимость и высокая рентабельность производства за счет снижения стоимости антимикробных препаратов (уровень оптовых цен на разработанные препараты будет в 2-6 раз ниже стоимости импортной продукции).

Таким образом, представленные выше принципы получения материалов и изделий с пролонгированным антигрибковым, антимикробным или антивирусным действием могут быть использованы для производства изделий, востребованных в быту, в лечебных учреждениях  (гражданских, военных, МЧС), оздоровительных  комплексах (санаториях, косметических кабинетах, саунах), на транспорте и в период проведения массовых спортивных и культурных мероприятий  (олимпиад, фестивалей и др.).  


Контакты

ПОКАЗАТЬ КАРТУ

Открытое акционерное общество
«Инновационный
научно-производственный центр
текстильнои и легкой промышленности»
(ОАО «ИНПЦ ТЛП»)

Адрес: 119071, Москва,
ул. Орджоникидзе, дом 12

Телефон: +7 (495) 777-43-08

Факс: +7 (495) 777-43-08

E-mail: info@inpctlp.ru