Диссертация (1091405), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Материалы, содержащие ПЛА, имеют одинаковое впределах ошибки значение числа КОЕ для начального и повторного контактаобразцов с суспензией, что подтверждает сохранение защитных свойств102покрытий. Аналогичные результаты получены для повторной колонизацииобразцов с ПГБ, а также для тех же систем с S. aureus.3.5.2. Исследование влияния антибактериальных агентов на адгезиюбактерий к покрытиюИсследования по влиянию содержания агентов на адгезию бактериальныхклеток проводились также для времени контакта с суспензией 2 сек и 72 ч.Результаты испытаний приведены на рисунках 3.27 и 3.28.303528Число КОЕ, S.
aureusЧисло КОЕ, E. coli25202015108104552 20 10343025201815151081055240 100,00,51,03,05,00,0Содежание ТМДЭТА, % масс.0,51,03,05,0Содежание ТМДЭТА, % масс.Рисунок 3.27. Влияние содержания ТМДЭТА на число КОЕ E. coli и S.aureus на поверхности покрытий: левые столбцы — время контакта 2 сек,правые — 72 ч.303528Число КОЕ, S. aureusЧисло КОЕ, E. coli25202015105753 41 2343025201813151065840 00240 100,00,51,03,05,0Содежание ДСДМАХ, % масс.0,00,51,03,05,0Содежание ДСДМАХ, % масс.Рисунок 3.28. Влияние содержания ДСДМАХ на число КОЕ E.
coli и S.aureus на поверхности покрытий: левые столбцы — время контакта 2 сек,правые — 72 ч.103Из представленных на рисунках 3.27 и 3.28 диаграмм видно, что введениеагентов в ДСТ приводит к существенному уменьшению числа КОЕ наповерхности покрытий. ДСДМАХ снижает адгезию бактерий несколькосильнее, чем ТМДЭТА, что может быть связано с его поверхностно-активнымисвойствами. ДСДМАХ проявляет себя и как антибактериальный агент, и какантиадгезив.
При увеличении времени контакта с суспензией от 2 сек до 72 ччисло КОЕ несколько увеличивается, хотя некоторые показатели находятся впределах ошибки эксперимента. Данное явление связано с распределениемвымываемого агента по объему раствора и соответственным снижениемконцентрации у поверхности покрытия. Поскольку вымывание происходит изповерхностного слоя материала (ввиду низкой водопроницаемости ДСТ),концентрация агента в воде у поверхности будет постепенно снижаться из-задиффузии агента в среду. Если это предположение верно, то повторноеиспытание покрытий после смыва бактерий должно привести к увеличениюколониеобразования.
Поэтому испытанные образцы покрытий с ДСДМАХ иТМДЭТА после контакта в течение 72 ч были отмыты от клеток и сноваприведены в контакт с суспензией на 72 ч. Результаты приведены на рисунках3.29 и 3.30.40453640Число КОЕ, S. aureusЧисло КОЕ, E. coli35304228252016151091055521 2035343024252015151710910451300,00,51,03,05,0Содежание ТМДЭТА, % масс.0,00,51,03,05,0Содежание ТМДЭТА, % масс.Рисунок 3.29. Влияние содержания ТМДЭТА на число КОЕ E. coli и S.aureus на поверхности покрытий: левые столбцы — первый контакт 72 ч,правые — повторный контакт 72 ч тех же образцов после смыва клеток.10440453640Число КОЕ, S. aureusЧисло КОЕ, E. coli3530422825201315107745240 103534302520201413158107451300,00,51,03,05,0Содежание ДСДМАХ, % масс.0,00,51,03,05,0Содежание ДСДМАХ, % масс.Рисунок 3.30.
Влияние содержания ДСДМАХ на число КОЕ E. coli и S.aureus на поверхности покрытий: левые столбцы — первый контакт 72 ч,правые — повторный контакт 72 ч тех же образцов после смыва клеток.Из диаграмм, приведенных на рисунках 3.29 и 3.30, видно, что повторныйконтакт с суспензией бактерий приводит к значительному (на 30%) увеличениючисла КОЕ на поверхности покрытий, содержащих агенты. Это связано с тем,что при повторном контакте в поверхностном слое ДСТ снижена концентрацияагента за счет вымывания в среду при первом контакте. Диффузия агентов,нерастворимых в ДСТ, из объема материала к поверхности затруднена, ивымывание в среду уменьшается.
Адгезия бактерий к материалу, содержащемутолько агент, будет увеличиваться по мере его вымывания в случае, если средапостоянно обновляется.Следует также отметить, что, хотя содержание антибактериальныхагентов более 0,5% и приводит к большему снижению адгезии бактерий, приэтом сильно ухудшаются физико-механические и адгезионные свойствапокрытий, причем особенно ярко этот эффект проявляется для ДСДМАХ.Поэтому в дальнейших испытаниях используются концентрации 0,5% масс. дляобоих агентов.
Совместное введение агентов и пластиков в ДСТ должноприводить к гораздо более существенному снижению адгезии бактерий, за счет105сочетания эффектов высвобождающей, самоочищающейся и антиадгезионной(оттлакивающей) поверхностей.3.5.3.
Исследование влияния совместного введения пластиков иантибактериальных агентов на адгезию бактерий к покрытиюПовторное испытание, проведенное для покрытий с пластиками, невыявило увеличения числа КОЕ и, соответственно, адгезии бактерий приповторном контакте (см. рисунок3.26). Логично предположить, чтоодновременное введение в ДСТ пластика и агента позволит удерживатьконцентрацию агента в среде за счет гидролиза поверхностного слоя,содержащего биоразлагаемый пластик.Для подтверждения этого предположения были проведены испытанияпокрытий, содержащих пластики и агенты: ПЛ1Т, ПБ1Т, ПЛ1Д, ПБ1Д, ПЛ2Т,ПБ2Т, ПЛ2Д, ПБ2Д (см.
таблицу 3.2), содержащие 5 и 10% масс. ПЛА или ПГБи по 0,5% ТМДЭТА или ДСДМАХ. Результаты испытаний приведены наЧисло КОЕ,E. coliрисунке 3.31.10864203 3Число КОЕ,S. aureusПЛ1Т10864204 434ПБ1Т31 11 1ПЛ1ДПБ1Д0 00 00 0ПЛ2ТПБ2ТПЛ2ДПБ2Д0 00 00 00 0ПЛ2ТПБ2ТПЛ2ДПБ2Д41ПЛ1Т0 0ПБ1Т21ПЛ1Д2ПБ1ДШифр материалаРисунок 3.31. Влияние содержания пластиков и агентов на число КОЕ E.coli (сверху) и S. aureus (снизу) на поверхности покрытий: левые столбцы —время контакта 2 сек, правые — 72 ч.106Итак, как видно из рисунка 3.31, введение 0,5% масс.
ТМДЭТА в ДСТ,содержащий 5% масс. ПЛА или ПГБ, снижают адгезию бактерий более чем на50%, а 0,5% ДСДМАХ — более чем на 90% при времени контакта 2 сек. Приувеличении времени контакта до 72 ч для всех испытанных материаловувеличения числа КОЕ не наблюдалось. Введение ТМДЭТА и ДСДМАХ вДСТ, содержащий 10% ПЛА или ПГБ привело к уменьшению числа КОЕ донуля (шифры материалов ПЛ2Т, ПБ2Т, ПЛ2Д, ПБ2Д).Для подтверждения невосприимчивости данных материалов к адгезиибактерий было проведено повторное испытание покрытий после 72 ч контактаЧисло КОЕ,S. aureusЧисло КОЕ,E.
coliи смыва клеток. Результаты представлены на рисунке 3.32.108642010864203445ПЛ1ТПБ1Т4 44ПЛ1Т21 11ПЛ1ДПБ1Д2 220 00 00 00 0ПЛ2ТПБ2ТПЛ2ДПБ2Д0 00 00 00 0ПЛ2ТПБ2ТПЛ2ДПБ2Д5ПБ1ТПЛ1Д3ПБ1ДШифр материалаРисунок 3.32. Влияние содержания пластиков и агентов на число КОЕ E.coli (сверху) и S. aureus (снизу) на поверхности покрытий: левые столбцы —первый контакт 72 ч, правые — повторный контакт 72 ч тех же образцовпосле смыва клеток.Из диаграмм видно, что после смыва клеток и повторного контакта ссуспензией бактерий число КОЕ не изменилось (измерения в пределах ошибкиэксперимента).
Для материалов, содержащих агент и 10% ПЛА или ПГБ число107КОЕ по-прежнему равно нулю, то есть колонизация и образование биопленкина поверхности данных покрытий не происходит.Если сравнивать данные, изображенные на рисунке 3.32, с данными нарисунках 3.26 и 3.30, то можно отметить, что данный эффект сохранения числаКОЕ после смыва характерен для материалов с ПЛА (ПГБ), но не дляматериалов с агентами.
Поэтому следует заключить, что сохранение стойкостик образованию биопленок обеспечивается наличием в ДСТ биоразлагаемогопластика, а собственно низкую адгезию бактерий придают покрытию агенты.Также следует отметить, что при сочетании пластик+агент ТМДЭТА иДСДМАХ проявляют примерно одинаковую эффективность.Итак, материалы из ДСТ с 10% масс. ПЛА (ПГБ) и 0,5% масс. ТМДЭТА(ДСДМАХ) невосприимчивы к образованию биопленок.
Однако эффективныйантибактериальный материал должен воздействовать и на развитие бактерий врабочей среде.3.5.4. Исследование влияния состава покрытия на угнетение ростамодельных бактерийОпределение угнетения роста модельных бактерий (E. coli и S. aureus)проводилось по методу диска для материала субстрата (резина из НК) ипокрытий на данной резине из материалов по шифрам, приведенным в таблице3.2 (стр. 85). Титр заражения составлял 106. Результаты представлены в таблице3.4.Из таблицы 3.4 видно, что ингибирующее действие проявляют всематериалы, содержащие антибактериальные агенты.
Материал субстрата,покрытие из ДСТ и покрытия из ДСТ с ПЛА или ПГБ ингибирующего действияне проявляют, то есть ни сами полимеры, ни продукты их деструкции(гидролиза) в среде не вредны для бактерий. Тем не менее, материалы с ПЛА иПГБ без агентов препятствуют адгезии бактерий (см. рисунки 3.22-3.25).Вместе с тем, как было показано в главах 3.5.2 и 3.5.3, некоторые материалы,оказывающее ингибирующее действие, тем не менее имеют достаточновысокую адгезию к бактериям, хотя и в меньших масштабах по сравнению сматериалами без агентов.
К таким материалам относятся, в частности, ПЛ1Т,ПБ1Т, ПЛ1Д, ПБ1Д, с 5% пластиков и с антибактериальными агентами.108Таблица 3.4. Результаты испытания на угнетение ростаШифрматериалаНаличие ингибированияроста бактерииE. coliS. aureus‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒++++++++++++++++++++Резина из НКДСТПЛ1ПЛ2ПБ1ПБ2ПТПДПЛ1ТПЛ2ТПЛ1ДПЛ2ДПБ1ТПБ2ТПБ1ДПБ2ДПримечание:«+» ингибирующее действие присутствует (угнетение начальноготитра заражения по сравнению с контролем);«‒» ингибирующее действие отсутствует (прослеживается ростколоний микроорганизмов).Итак, по итогам микробиологических испытаний материалы ПЛ2Т,ПБ2Т, ПЛ2Д, ПБ2Д обладают не только невосприимчивостью к адгезиибактерий, но и вызывают угнетение роста бактерий в среде. Учитываянесущественноеразличиевантибактериальнойэффективностимеждуматериалами с ПЛА и с ПГБ, следует отдать предпочтение материалам с ПЛА.Во-первых, ПЛА является более доступным и дешевым полимером, чем ПГБ.Во-вторых, использование ПГБ вызывает больше затруднений при получениикомпозиций, что связано с его более медленным растворением и болеесложным подбором системы растворителей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
