RU2777896C1 - Способ получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген - Google Patents
Способ получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777896C1 RU2777896C1 RU2021131602A RU2021131602A RU2777896C1 RU 2777896 C1 RU2777896 C1 RU 2777896C1 RU 2021131602 A RU2021131602 A RU 2021131602A RU 2021131602 A RU2021131602 A RU 2021131602A RU 2777896 C1 RU2777896 C1 RU 2777896C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collagen
- methyl methacrylate
- powder
- rbte
- emulsion
- Prior art date
Links
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 title claims abstract description 45
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 title claims abstract description 41
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 title claims abstract description 41
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 title claims abstract description 41
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-propenoic acid methyl ester Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- 241000276438 Gadus morhua Species 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 235000019516 cod Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract 3
- 229920000578 graft polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RTHYXYOJKHGZJT-UHFFFAOYSA-N Rubidium nitrate Chemical compound [Rb+].[O-][N+]([O-])=O RTHYXYOJKHGZJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 claims description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 2
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 claims description 2
- LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N Tellurium dioxide Chemical compound O=[Te]=O LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 235000019688 fish Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 40
- 230000000855 fungicidal Effects 0.000 abstract description 21
- 241000233866 Fungi Species 0.000 abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 abstract 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 230000000845 anti-microbial Effects 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- -1 for example Substances 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- XEFQLINVKFYRCS-UHFFFAOYSA-N Triclosan Chemical compound OC1=CC(Cl)=CC=C1OC1=CC=C(Cl)C=C1Cl XEFQLINVKFYRCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000843 anti-fungal Effects 0.000 description 2
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002538 fungal Effects 0.000 description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 2
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- FGVVTMRZYROCTH-UHFFFAOYSA-N pyridine-2-thiol N-oxide Chemical compound [O-][N+]1=CC=CC=C1S FGVVTMRZYROCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLJHXMRDIWMMGO-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol;zinc Chemical compound [Zn].C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 DLJHXMRDIWMMGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229960003500 triclosan Drugs 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- PILWLJVFXLZGMS-UHFFFAOYSA-N 3-octyl-1,2-thiazol-4-one Chemical compound CCCCCCCCC1=NSCC1=O PILWLJVFXLZGMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PORQOHRXAJJKGK-UHFFFAOYSA-N 4,5-dichloro-2-n-octyl-3(2H)-isothiazolone Chemical compound CCCCCCCCN1SC(Cl)=C(Cl)C1=O PORQOHRXAJJKGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- 240000006439 Aspergillus oryzae Species 0.000 description 1
- 235000002247 Aspergillus oryzae Nutrition 0.000 description 1
- 241001465318 Aspergillus terreus Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000005739 Bordeaux mixture Substances 0.000 description 1
- 241000079253 Byssochlamys spectabilis Species 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001515917 Chaetomium globosum Species 0.000 description 1
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N Fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000228150 Penicillium chrysogenum Species 0.000 description 1
- 241000864298 Penicillium cyclopium Species 0.000 description 1
- 206010062080 Pigmentation disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229940005550 Sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N Sulfamide Chemical compound NS(N)(=O)=O NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001136494 Talaromyces funiculosus Species 0.000 description 1
- 241000223261 Trichoderma viride Species 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory Effects 0.000 description 1
- 239000003429 antifungal agent Substances 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001064 degrader Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 230000000749 insecticidal Effects 0.000 description 1
- 238000009114 investigational therapy Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000000813 microbial Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000017066 negative regulation of growth Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229960002026 pyrithione Drugs 0.000 description 1
- MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M sodium 3,4,5,6-tetrahydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].OC1OC(C([O-])=O)C(O)C(O)C1O MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 210000004215 spores Anatomy 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 231100000803 sterility Toxicity 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic Effects 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium(0) Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Настоящее изобретение относится к области получения материалов с новыми свойствами и их применения для создания новых субстанций на основе природного коллагена для использования в раневых покрытиях и скаффолдах для генеративной медицины. Способ получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген включает приготовление эмульсии сначала в токе аргона в течение 12-18 минут, а затем в токе аргона в течение 4,5-5,5 часов, при температуре 20-22°С, при облучении с помощью светодиодной лампы видимого излучения. Отделение катализатора после окончания реакции путем центрифугирования полученной эмульсии, отделение летучих компонентов высушиванием в вакууме. Эмульсия представляет собой дистиллированную воду 63,0-64,0; коллаген тресковый - 2,5-3,1; метилметакрилат - 32,5-33,0; и катализатор - порошок RbTe1.5W0.5 O6 - 0,9-1,0 к общей массе реагентов. Технический результат - упрощение производства получения грибостойкого материала за счет исключения стадии введения фунгицидного реагента, улучшения характеристик материала путем уменьшения частиц фунгицидного материала. 5 з.п. ф-лы, 3 пр., 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области получения материалов с новыми свойствами и их применения для создания новых субстанций на основе природного коллагена для использования в раневых покрытиях и скаффолдах для генеративной медицины, в частности к способу получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген с фунгицидными свойствами. Полученные материалы с антимикробными свойствами позволяют предотвратить деградацию его в ходе транспортировки, хранения и длительной эксплуатации, вызванную контактом с окружающей средой.
Разработка материалов с фунгицидными свойствами для защиты от плесневых грибов имеет непреходящее значение. Изделия из полимерных материалов, особенно с включением природных высокомолекулярных соединений, подвергаются серьезному повреждению или даже практически полному разрушению плесневыми грибами, которые способны использовать их в качестве источников питания.
Микроорганизмы активно взаимодействуют с пластическими материалами, при этом проявления этого могут различаться, а именно: пигментация, изменение поверхности, изменение физико-химических свойств и др.
Для предотвращения поражения материала чаще всего вводятся фунгицидные добавки. Основной задачей таких добавок является подавление роста плесневых грибов и предотвращение разрушения пластиков. Фунгицидные добавки придают пластикам способность поддерживать стерильность поверхности в течение длительного времени и предотвращают процесс биоповреждений.
Одними из первых добавками в полимеры были соединения, с включением металлов и металлоидов: мышьяка, серы, ртути или меди, например, Бордоская жидкость. Затем, были начаты исследования, приведшие к получению органических фунгицидов. Обычно это органические низкомолекулярные, легкомигрирующие соединения, иногда содержащие ион металла. Среди основных органических соединений можно назвать: 10, 10-оксибисфеноксиарсин (ОВРА); трихлоргидроксидифенилэфир (Triclosan); n-октил-изотиазолинон (OIT); 4,5-дихлор-2-n-октил-4-изотриазолин-3-он (DCOIT); меркаптопиридина оксид (Pyrithione) [М.В. Гликштерн. Антимикробные добавки в полимеры. Полимерные материалы. 2003 г. № 7. С 13-14, № 8, С. 8-9]. Применение 8-гидроксихинолината цинка для получения сельскохозяйственного бактерицида раскрыто в патенте CN 109169670 A, кл. A01N43/42, A01P1/00, A01P3/00, опубл. 11.01.2019 г. Сельскохозяйственный бактерицид, полученный с использованием 8-гидроксихинолината цинка в качестве активного ингредиента, обладает широким бактерицидным спектром и может использоваться не только для борьбы с грибковыми заболеваниями.
Известны полимеры, обладающие антимикробным действием (полифосфонаты, поли-N-галогенпиридин, поли (стирол-дивинилбензол) сульфамид и др.), [М.В. Гликштерн. Антимикробные добавки в полимеры. Полимерные материалы. 2003 г. № 7. С 13-14, № 8, С 8-9, Штильман М.И., Tzatzarakis M. И др. Полимерные фунгициды. Высокомолек. Соед. Серия Б., 1999. Т. 41. № 8. С. 1363-1376). Кроме того изобретения [CN 112400879 A, кл. A01N37/36, A01N37/04, A01P3/00, опубл. 26.02.2021 г.; CN 112106775 A, кл. A01N37/36, A01P3/00, опубл. 22.12.2020 г.] раскрывают противогрибковую активность соединений карбоновых кислот.
В настоящее время получили значительное распространение неорганические добавки - соединения металлов, чаще всего оксиды серебра, цинка в микро- и даже наноконцентрациях [А.А. Мелешко, А.Г. Афиногенова и др. Антибактериальные неорганические агенты: эффективность использования многокомпонентных систем. Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10 № 4, с. 639-654], металлсодержащие соединения олова серебра [М.В. Гликшнерн. Антимикробные добавки в полимеры Полимерные материалы. 2003 г. № 7. С 13-14, № 8, С 8-9].
В работе [А.А. Мелешко, А.Г. Афиногенова и др. Антибактериальные неорганические агенты: эффективность использования многокомпонентных систем. Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10, № 4, с. 639-654] отмечается, что наночастицы металлов и оксидов металлов являются перспективными антибактериальными агентами. Они обладают широкой антимикробной активностью в отношении бактерий, вирусов, грибков и простейших, а также позволяют избегать развития устойчивости микроорганизмов. Кроме того, известны примеры формирования двойных и тройных нанокомпозитов на основе оксидов: CuO, ZnO, Fe3O4, Ag2O, MnO2 и ряда других, в том числе допированных различными металлами/неметаллами, например, Ag, Ce, Cr, Mn, Nd, Co, Sn, Fe, N, F и др. Результаты исследований многокомпонентных систем демонстрируют наличие у них более выраженной антибактериальной активности и синергетического эффекта по сравнению с активностью индивидуальных оксидов. Например, тройные нанокомпозиты ZnO-MnO2-Cu2O или ZnO-Ag2O-Ag2S показали увеличение зоны ингибирования роста тест-штаммов грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов на 100% по сравнению с ZnO. Такой же удвоенный антибактериальный эффект наблюдали для наночастиц ZnO, допированного церием, или для CuO, допированного цинком. Чаще всего рассмотренные нанокомпозиты и их сочетания обладают выраженным пролонгированным антимикробным действием, обладают низкой токсичностью в отношении эукариотических клеток, в композициях с полимерами (альгинатом натрия, коллагеном, поливинилпирролидоном и др.) демонстрируют противовоспалительные и ранозаживляющие свойства. Использование наноразмерных систем может решить одновременно несколько важных практических задач, таких как сохранение высокой пролонгированной антимикробной активности при одновременном снижении количества используемых соединений, создание новых антимикробных препаратов с низкой токсичностью и уменьшенной экологической нагрузкой на окружающую среду, разработка новых биоцидных материалов, в том числе новых покрытий для эффективной антимикробной защиты изделий медицинского назначения.
Для обеспечения грибостойких свойств в полимерные эмали вводят специально подобранные концентрации биоцидов [Н.А. Аникина, В.Ф. Смирнов и др. Исследование устойчивости к действию микроскопических грибов лакокрасочных материалов, используемых в строительстве, приборо- и машиностроении. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2014. № 2 (1). С. 100-105].
Однако практически любые добавки предполагают в технологии изготовления материала дополнительную стадию, обеспечивающую равномерное распределение в нем специальной противогрибковой добавки.
Существует прием нанесения противогрибкового препарата на поверхность полимерного изделия. Например, многослойный полимерный материал обрабатывают фторуглеродным поверхностным составом для обеспечения водоотталкивающих свойств, устойчивости к ультрафиолетовому излучению и плесени (US 2020223179 A1, опубл. 16.07.2020). Недостатками данного способа являются наличие дополнительной стадии в технологии получения материала, неоднородность покрытия.
При получении биоцидной пищевой пленки с нанослоями серебра использовали нанесение добавки на поверхность методом магнетронного напыления [М.И. Невская, Е.В. Найденко и др. Разработка биоцидных пищевых пленок с нанослоями серебра и их использование для хранения продуктов животного происхождения. Материалы III Всероссийской образовательно-научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием в рамках XIII областного фестиваля "Молодые ученые - развитию Ивановской области" 2017. С. 367-368). Недостатками данного способа являются наличие дополнительной стадии в технологии получения материала, использование дорогостоящего оборудования для напыления, неоднородность покрытия.
Предложен способ предотвращения плесени путем не только добавления в состав материала, но и периодической обработки поверхности изделия этим составом (CN 111218532 A, кл. С14С11/00, С14С15/00, опубл. 06.02.2020 г.), или только наносить на внешнюю поверхность (CN 103589258 A, кл. С09D133/04, C09D7/12, опубл. 23.12.2015 г.). Недостатками указанных методов являются наличие дополнительной стадии в технологии получения материала, неоднородность покрытия.
Более известны технологии введения антимикробной добавки в процессе изготовления материала (CN 109486211 A, кл. C08L89/00, C08K13/04, C08K7/00, C08K3/34, C08K5/1515, C08K5/1539, опубл. 19.03.2019; CN 112501910 A, опубл. 16.07.2021; CN 112341646 A, опубл. 16.11.2020). Например, модифицирующий бактерицидный состав (водный раствор триклозана) в биоцидные полиэтилентерефталатные пленки вводят в состав на стадии формования пленки [Н. Винидиктова, О. Ермолович. Инсектицидные полиэтиленовые пленки и биоцидные полиэфирные волокна. Наука и инновации. 2006. №7(41). С. 71-72]. Недостатком данного способа является наличие дополнительной стадии в технологии получения материала, изменение некоторых свойств конечного изделия.
Модифицированные наноразмерными медьсодержащими порошками пропиленовые нити получали, вводя бактериальную добавку на стадии формования [А.Л. Чуловская, С.Ю. Вавилова и др. Композиционные материалы на основе полипропилена для получения волокон, обладающих фунгицидными свойствами. Успехи в химии и химической технологии. Т. 26. № 4. С. 127-129]. Недостатками данного способа являются специальная стадия получения порошка меди с конкретными характеристиками и наличие дополнительной стадии в технологии получения материала.
Известен способ получения нетканых материалов с антибактериальными свойствами, (RU 2617744 C1, A61L2/00, D06M10/02, D06M10/06, D06M11/83, D06B1/02, B82B3/00, опубл. 26.04.2017 г.), в котором после предварительной обработки ультразвуком с целью активации поверхности материала проводится его погружение в раствор или набрызгивания раствора, содержащего заранее приготовленные наноразмерные коллоидные частицы металлов или оксидов с концентрацией 0.1-5% от веса материала с последующим высушиванием материала при температуре от 60 до 100°С до постоянного веса. При этом раствор, который набрызгивают или в который погружают материал, представляет из себя водную или водно-спиртовую дисперсию, содержащую коллоидные частицы - наночастицы меди, железа, тантала, серебра, оксида цинка, титана и ванадия с массовой долей от 0.1 до 5%. При этом синтез наночастицы в растворе происходит в результате расплавления, испарения поверхности металлических электродов под действием электрического дугового разряда, который возникает при создании на электродах переменной импульсной разности потенциалов от 5 кВт до 9 кВт и последующей конденсации в жидкой конденсированной фазе. Отличительной чертой получаемых в водной или водно-спиртовой фазе наночастиц является то, что размеры наночастиц находятся в диапазоне от 1 до 20 нм. Недостатками этого способа являются многостадийность получения материала, использование специального оборудования для осуществления электрического дугового разряда.
В задачу изобретения положено создание нового способа получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген с фунгицидными свойствами, содержащего частицы оксида RbTe1.5W0.5O6, имеющего размеры ≤ 2 нм, не требующего специального оборудования и дополнительной стадии в технологии изготовления материала.
Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является упрощение производства получения грибостойкого материала за счет исключения стадии введения фунгицидного реагента, улучшения характеристик материала путем уменьшения частиц фунгицидного материала в сравнении с прототипом.
Это достигается тем, что способ получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген с фунгицидными свойствами включает приготовление эмульсии путем перемешивания воды, коллагена трескового, метилметакрилата и порошка RbTe1.5W0.5O6, сначала в токе аргона в течение 12-18 минут, а затем в токе аргона в течение 4,5-5,5 часов, при температуре 20-22°С, при облучении с помощью светодиодной лампы видимого излучения, при следующем соотношении компонентов, %: вода дистиллированная - 63,0-64,0, коллаген тресковый - 2,5-3,1; метилметакрилат - 32,5-33,0, порошок RbTe1.5W0.5O6 - 0,9-1,0 к общей массе реагентов, отделение катализатора после окончания реакции путем центрифугирования полученной эмульсии в течение 25-35 минут, отделение летучих компонентов высушиванием в вакууме.
На фиг. 1 представлена микроструктура образцов графт-сополимера ПММА-коллаген по примеру 1.
На фиг. 2 представлена микроструктура образцов графт-сополимера ПММА-коллаген по примеру 2.
На фиг. 3 представлена микроструктура образцов графт-сополимера ПММА-коллаген по примеру 3.
Использование RbTe1,5W0,5O6 в качестве фунгицидной добавки не является очевидным приемом, т.к. ранее он использовался в качестве фотокатализатора [L. Semenycheva, V. Chasova et al. J. Inorg. Organomet. Polym. 31(6), 3572-3583 (2021)] и о его фунгицидной активности и, более того, о его возможном применении в качестве средства защиты полимеров от грибковых повреждений ничего не было известно.
Предлагаемый способ привитого сополимера метилметакрилата на коллаген с фунгицидными свойсствами осуществляют следующим образом.
Предварительно получали из реагентов: нитрат рубидия RbNO3, оксид теллура TeO2 и вольфрама WO3 марки х.ч., смешивая их в стехиометрическом соотношении Rb:Te:W=1:1.5:0.5 и диспергируя в агатовой ступке. Полученную смесь нагревали в платиновом тигле до 700°С, выдерживали при этой температуре 1 сутки. Полученный расплав резко охлаждали, после чего образец перетирали в планетарной мельнице в течение 18 часов со скоростью 300 оборотов/мин (Fukina D. G., Suleimanov E. V. et al., J. Solid State Chem. - 2020. - V. 286. - P. 121276).
Тресковый коллаген, используемый для получения привитого сополимера метилметакрилат-коллаген, получали следующим образом: очищали рыбные шкуры, измельчали, троекратно промывали водопроводной водой, и выдерживали при комнатной температуре в 3 %-ном растворе уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5 при периодическом помешивании в течение 15-18 часов. Затем фильтровали через капроновую ткань, затем через бумажный фильтр. Порошок коллагена получали после удаления жидких реагентов в вакууме при 40°С (патент RU 2567171 С 1, опубл. 10.11.2015).
Эмульсию для получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген готовили путем смешивания и перемешивания с помощью магнитной мешалки порошка RbTe1.5W0.5O6 и жидких компонентов: воды, коллагена, мономера, и дегазации в токе аргона аргоном в течение 12-18 минут. Затем реакцию проводили в токе аргона, в течение 4,5-5,5 часов, при температуре 20-22°С при облучении светодиодной лампы видимого излучения (LED,30 Вт) при перемешивании верхнеприводной мешалкой, при следующем соотношении компонентов, %:
вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72) - 63,0-64,0,
коллаген тресковый - 2,5-3,1,
метилметакрилат (ГОСТ 20370-74) - 32,5-33,0,
порошок RbTe1.5W0.5 O6- 0,9-1,0 к общей массе реагентов.
После окончания реакции для отделения катализатора эмульсию центрифугировали в течение 25-35 минут, летучие компоненты отделяли высушиванием в вакууме.
При быстром высушивании в вакууме получали порошок привитого сополимера метилметакрилата на коллаген, при медленном - пленку привитого сополимера метилметакрилата на коллаген. Полученный привитой сополимер метилметакрилата на коллаген анализировали.
Полученный привитой сополимер ММА на коллаген содержит частицы оксида RbTe1.5W0.5O6 в микро-количествах, имеющего размеры ≤ 2 нм и выполняет функции фунгицидной добавки.
Пленку полученного сополимера испытывали на грибостойкость по ГОСТ 9.049-91 «Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов», метод 1. В качестве тест-культур использовались микроскопические грибы активные деструкторы полимерных материалов: Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Aspergillus oryzae, Chaetomium globosum, Paecilomyces variotii, Penicillium funiculosum, Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium, Trichoderma viride. Образцы помещались в чашки Петри. Затем поверхность образцов инокулировались суспензией спор микромицетов и чашки Петри с образцами помещались в термостат. Продолжительность испытаний - 28 суток при температуре 29±2°С и влажности более 90%.
Размеры частиц оксида RbTe1.5W0.5O6 в полимере определяли на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) JSM-IT300 (JEOLLtd, Japan) с диаметром электронного зонда - до 5 нм (рабочее напряжение 20 кВ) и с использованием низкоэнергетичных вторичных электронов.
Таким образом, за счет использования в предлагаемом способе в качестве фунгицидного агента фотокатализатора синтеза привитого сополимера метилметакрилата на коллаген оксида RbTe1.5W0.5O6, микроколичества которого адсорбируются на поверхности сополимера, остаются на нем после удаления катализатора с размерами частиц ≤ 2 нм и выполняют функции фунгцидной добавки, обеспечивается исключение трудоемкой стадии подготовки и введения в материал фунгицидного препарата.
Ниже приведены примеры конкретного осуществления предлагаемого способа.
Пример 1
Эмульсию для получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген готовили путем смешивания и перемешивания с помощью магнитной мешалки порошка RbTe1.5W0.5O6 и жидких компонентов: воды, коллагена, мономера, и дегазации в токе аргона аргоном в течение 12-18 минут. Затем осуществляли синтез из компонентов смеси при следующем соотношении, %:
вода - 63,0;
коллаген - 3,1;
метилметакрилат - 33,0;
порошок RbTe1.5W0.5O6 - 0,9.
Синтез проводили при температуре 20-22°С в течение 4,5 часов при облучении с помощью светодиодной лампы видимого излучения (LED, 30 Вт).
После окончания реакции осуществляли отделение катализатора путем центрифугирования полученной эмульсии в течение 25 мин и высушиванием в вакууме в течение 4 ч.
Получали порошок привитого сополимера метилметакрилата на коллаген.
Результаты анализа: полимер грибостоек (по ГОСТ 9.049-91, метод 1 - 1 балл).
Результаты анализа: размеры частиц ≤ 2 нм оксида RbTe1.5W0.5O6 (фиг.1).
Пример 2
Эмульсию для получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген готовили путем смешивания и перемешивания с помощью магнитной мешалки порошка RbTe1.5W0.5O6 и жидких компонентов: воды, коллагена, мономера, и дегазации в токе аргона аргоном в течение 12-18 минут. Затем осуществляли синтез из компонентов смеси при следующем соотношении, %:
вода - 64,0;
коллаген - 2,5;
метилметакрилат - 32,5;
порошок RbTe1.5W0.5O6 - 1,0.
Синтез проводили при температуре 20-22°С в течение 5 часов при облучении с помощью светодиодной лампы видимого излучения (LED,30 Вт).
После окончания реакции осуществляли отделение катализатора путем центрифугирования полученной эмульсии в течение 30 мин и высушиванием в вакууме в течение 8 ч.
Получали пленку привитого сополимера метилметакрилата на коллаген.
Результаты анализа: полимер грибостоек (по ГОСТ 9.049-91, метод 1 - 1 балл).
Результаты анализа: размеры частиц ≤ 2 нм оксида RbTe1.5W0.5O6 (фиг. 2).
Пример 3
Эмульсию для получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген готовили путем смешивания и перемешивания с помощью магнитной мешалки порошка RbTe1.5W0.5O6 и жидких компонентов: воды, коллагена, мономера, и дегазации в токе аргона аргоном в течение 12-18 минут. Затем осуществляли синтез из компонентов смеси при следующем соотношении, %:
вода - 63,6;
коллаген - 2,6;
метилметакрилат - 32,8;
порошок RbTe1.5W0.5O6 - 1,0.
Синтез проводили при температуре 20-22°С в течение 5,5 часов при облучении с помощью светодиодной лампы видимого излучения (LED, 30 Вт).
После окончания реакции осуществляли отделение катализатора путем центрифугирования полученной эмульсии в течение 35 мин и высушиванием в вакууме в течение 8 ч.
Получали пленку привитого сополимера метилметакрилата на коллаген
Результаты анализа: полимер грибостоек (по ГОСТ 9.049-91, метод 1 - 1 балл).
Результаты анализа: размеры частиц ≤ 2 нм оксида RbTe1.5W0.5O6 (фиг. 2).
Представленные примеры подтверждают достижение технического результата: упрощение производства получения грибостойкого материала за счет исключения стадии подготовки и введения фунгицидного реагента, улучшения характеристик материала путем уменьшения частиц фунгицидного материала до ≤ 2 нм.
Claims (11)
1. Способ получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген включает приготовление эмульсии путем перемешивания воды, коллагена трескового, метилметакрилата и катализатора, в качестве которого используют порошок RbTe1.5W0.5O6, сначала в токе аргона в течение 12-18 минут, а затем в токе аргона в течение 4,5-5,5 часов, при температуре 20-22°С, при облучении с помощью светодиодной лампы видимого излучения, при следующем соотношении компонентов, %:
вода дистиллированная - 63,0–64,0,
коллаген тресковый – 2,5-3,1;
метилметакрилат – 32,5-33,0,
порошок RbTe1.5W0.5 O6 – 0,9-1,0 к общей массе реагентов,
отделение катализатора после окончания реакции путем центрифугирования полученной эмульсии, отделение летучих компонентов высушиванием в вакууме.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемешивание компонентов осуществляют сначала с помощью магнитной мешалки, а затем с помощью верхнеприводной мешалки.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительно получали порошок RbTe1.5W0.5O6 путем смешивания нитрат рубидия RbNO3, оксид теллура TeO2 и вольфрама WO3 марки х.ч. в стехиометрическом соотношении Rb:Te:W=1:1.5:0.5 и диспергируя в агатовой ступке, затем нагреванием полученной смеси в платиновом тигле до 700°С, выдерживание при этой температуре в течение 1 суток, резким охлаждением полученного расплава, перетиранием полученного образца в планетарной мельнице в течение 18 часов со скоростью 300 оборотов/мин.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тресковый коллаген получали следующим образом: очищали рыбные шкуры, измельчали, троекратно промывали водопроводной водой и выдерживали при комнатной температуре в 3%-ном растворе уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5 при периодическом помешивании в течение 15-18 часов, затем фильтровали через капроновую ткань, затем через бумажный фильтр, порошок коллагена получали после удаления жидких реагентов в вакууме при 40°С.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что центрифугирование полученной эмульсии осуществляют в течение 25-35 минут.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при быстром высушивании получают порошок привитого сополимера метилметакрилата на коллаген, при медленном - пленку привитого сополимера метилметакрилата на коллаген.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2777896C1 true RU2777896C1 (ru) | 2022-08-11 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070207180A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-06 | Masao Tanihara | Synthetic polypeptide-containing bioapplicable material and film-forming material |
| US7611782B2 (en) * | 2003-08-26 | 2009-11-03 | Japan As Represented By The President Of National Cardiovascular Center | Titanium oxide complex and production method thereof, and medical material using the same |
| RU2617744C1 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-04-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения нетканых материалов с антибактериальными свойствами |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7611782B2 (en) * | 2003-08-26 | 2009-11-03 | Japan As Represented By The President Of National Cardiovascular Center | Titanium oxide complex and production method thereof, and medical material using the same |
| US20070207180A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-06 | Masao Tanihara | Synthetic polypeptide-containing bioapplicable material and film-forming material |
| RU2617744C1 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-04-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения нетканых материалов с антибактериальными свойствами |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Lyudmila Semenycheva et al. "Features of Polymerization of Methyl Methacrylate using a Photocatalyst - the Complex Oxide RbTe1.5W0.5O6", Journal of Organometallic Polymers and Materials, 10.07.2021, DOI: 10.1007/s10904-021-02054-6. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Naseem et al. | Antibacterial activity of green synthesis of iron nanoparticles using Lawsonia inermis and Gardenia jasminoides leaves extract | |
| Pereyra et al. | A-type zeolite containing Ag+/Zn2+ as inorganic antifungal for waterborne coating formulations | |
| Pandey et al. | Antimicrobial properties of CuO nanorods and multi-armed nanoparticles against B. anthracis vegetative cells and endospores | |
| JP6404444B2 (ja) | 銀含有組成物 | |
| EP1826248B1 (de) | Behälterverschlussbeschichtungszusammensetzung, Behälterverschlussbeschichtung, deren Herstellung und Anwendung | |
| Soumya et al. | Zinc oxide–curcumin nanocomposite loaded collagen membrane as an effective material against methicillin-resistant coagulase-negative Staphylococci | |
| Machovsky et al. | Antibacterial performance of ZnO-based fillers with mesoscale structured morphology in model medical PVC composites | |
| SG176027A1 (en) | Nanostructural composition of biocide and process of obtaining nanostructural biocide nanocomposition | |
| TWI640565B (zh) | 一種含奈米銀粒子之高分子乳膠顆粒組成物 | |
| Safavi et al. | The study of nano silver (NS) antimicrobial activity and evaluation of using NS in tissue culture media | |
| US20190327966A1 (en) | Polyvinyl alcohol/chitosan composite soluble electrospun nanofibers for disinfectant anti-bacterial and anti-corrosion applications | |
| Gregorova et al. | Lignin-containing polyethylene films with antibacterial activity | |
| EP3148332A1 (en) | Coating antimicrobic film compositions | |
| Tabish et al. | A facile strategy for the construction of TiO2/Ag nanohybrid-based polyethylene nanocomposite for antimicrobial applications | |
| CN107083007A (zh) | 一种抗菌聚丙烯树脂及其制备方法和应用 | |
| Oliani et al. | Development of a nanocomposite of polypropylene with biocide action from silver nanoparticles | |
| Fatthallah et al. | Engineering nanoscale hierarchical morphologies and geometrical shapes for microbial inactivation in aqueous solution | |
| RU2777896C1 (ru) | Способ получения привитого сополимера метилметакрилата на коллаген | |
| Uzair et al. | Targeting microbial biofilms: by Arctium lappa l. synthesised biocompatible CeO2‐NPs encapsulated in nano‐chitosan | |
| Sirotkin et al. | Applications of plasma synthesized ZnO, TiO2, and Zn/TiOx nanoparticles for making antimicrobial wound‐healing viscose patches | |
| KR101465866B1 (ko) | 항균성 및 방오성을 갖는 생체적합성 phema 유도체/은 나노 복합체 | |
| Margaretta et al. | Antibacterial Investigation Activity of Titania Anatase technical grade on polypropylene sheet | |
| JP2018076528A (ja) | 銀含有濃縮物 | |
| Holban et al. | Highly biocompatible magnetite nanoparticles functionalized with chitosan for improving the efficiency of antibiotics | |
| TWI588093B (zh) | 一種含奈米銀粒子高分子乳膠顆粒之製備方法 |