Методы стерилизации полимерных композитов медицинского назначения на основе полигидроксибутирата с эластомерной добавкой
- Авторы: Повернов П.А.1, Шибряева Л.С.2,3
-
Учреждения:
- Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля
- Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануеля РАН
- ФГБОУ ВО «МИРЭА – РТУ»
- Выпуск: Том 26, № 10 (2023)
- Страницы: 38-42
- Раздел: Биологическая химия
- URL: https://journals.eco-vector.com/1560-9596/article/view/621587
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2023-10-06
- ID: 621587
Цитировать
Полный текст
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Введение. Полигидроксибутират является биоразлагаемым и полностью биосовместимым компонентом, и в совокупности с различными модифицирующими добавками может быть пригодным для изготовления изделий медицинского назначения, используемых в хирургической практике в качестве костных имплантатов или их частей. Имплантаты такого рода обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными металлическими изделиями, однако для их интеграции в организм им необходима тщательная стерилизационная очистка, которая в случае полимерных композиций имеет ряд ограничений, связанных с возможным разрушением структуры материала при прохождении различных этапов очистки.
Цель исследования – найти оптимальные методы стерилизации и дезинфекции материалов на основе полигидроксибутирата (ПГБ) и эластомерной добавки – бутадиен-нитрильного каучука (БНКС-28).
Материал и методы. Объект исследования – двухкомпонентные составы ПГБ-БНКС с содержанием ПГБ от 30 до 90%. Использовались четыре метода стерилизации и дезинфекции: автоклавирование, воздушная стерилизация, дезинфекция раствором хлора и раствором этанола. Определяемые механические характеристики – прочность и относительное удлинение материала на разрыв. Контроль стерильности устанавливали методом смывов с последующим наблюдением за ростом бактерий и грибов в среде Сабуро и тиогликолевой среде.
Результаты. Стерилизованные и дезинфицированные образцы показали отсутствие роста микроорганизмов в обоих питательных средах. Изменение механических характеристик не выявлено для образцов, подвергавшихся растворным методам очистки. Высокотемпературная очистка снизила механические характеристики образцов на 20–80% в зависимости от режима стерилизации.
Выводы. Полученные данные показывают, что для стерилизации и дезинфекции ПКМ на основе биоразлагаемого полимера ПГБ без ограничений подходят растворные методы и с незначительными ограничениями – метод стерилизации в автоклаве, в то время как воздушная стерилизация приводит к разрушению ПКМ.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
П. А. Повернов
Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля
Автор, ответственный за переписку.
Email: pav3444@yandex.ru
Scopus Author ID: 57210264564
ResearcherId: ABC-5732-2021
аспирант, мл. науч. сотрудник, лаборатория физико-химии композиций природных и синтетических полимеров
Россия, МоскваЛ. С. Шибряева
Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануеля РАН; ФГБОУ ВО «МИРЭА – РТУ»
Email: pav3444@yandex.ru
Scopus Author ID: 7003539026
ResearcherId: A-7634-2014
д.х.н., профессор, вед. науч. сотрудник, лаборатория физико-химии композиций природных и синтетических полимеров; профессор кафедры химии и технологии переработки эластомеров им. Ф.Ф. Кошелева, Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Россия, Москва; МоскваСписок литературы
- Rebelo R., Fernandes M., Fangueiro R. Biopolymers in medical implants: A brief review. Procedia Eng. 2017; 200: 236–243.
- Povernov P.A., Shibryaeva L.S., Lusova L.R., Popov A.A. Modern polymer composite materials for bone surgery: Problems and prospects. Fine Chemical Technologies. 2022; 17(6): 514–536.
- Artsis M.I., Bonartsev A.P., Iordanskii A.L., et al. Biodegradation and Medical Application of Microbial Poly (3-hydroxybutyrate). Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2012; 555(1): 232–262.
- Dempsey D.J., Thirucote R.R. Sterilization of Medical Devices: A Review. Journal of Biomaterials Applications. 1988; 3(3): 454–523.
- Told R., Ujfalusi Z., Pentek A., Kerenyi M et al. A state-of-the-art guide to the sterilization of thermoplastic polymers and resin materials used in the additive manufacturing of medical devices. Materials & Design. 2022; 223: 111119.
- Vergara-Porras B., Gracida-Rodriguez J. N., Perez-Guevara F. Thermal processing influence on mechanical, thermal, and biodegradation behavior in poly(β-hydroxybutyrate)/poly(ϵ-caprolactone) blends: a descriptive model. J. Appl. Polym. Sci. 2016; 133: 1–12.
- Kervran M., Vagner C., Cochez M., Ponçot M. et al. Thermal degradation of polylactic acid (PLA)/polyhydroxybutyrate (PHB) blends: A systematic review. Polymer Degradation and Stability. 2022; 201: 109995.
- Parveen S., Kaur S., David S. A. W., Kenney J. L. et al. Evaluation of growth based rapid microbiological methods for sterility testing of vaccines and other biological products. Vaccine. 2011; 29(45): 8012–8023.