PL174680B1

PL174680B1 - Sposób nadawania włóknom poliamidowym, poliakrylonitrylowym, poliestrowym, polipropylenowymwłaściwości antybakteryjnyc

Info

Publication number: PL174680B1
Application number: PL94306315A
Authority: PL
Inventors: Jadwiga Bucheńska
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1998-08-31
Also published as: PL306315A1

Abstract

Sposób nadawania włóknom poliamidowym, poliakrylonitrylowym, poliestrowym, polipropylenowym właściwości antybakteryjnych, na drodze napawania włókien kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd szeregu nitrofuranowego oraz kwaśny katalizator, znamienny tym, że włókna, przed napawaniem ich kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd, poddaje się wstępnemu spęcznieniu benzenem lub toluenem, w temperaturze 25 - 50°C w czasie 20 - 30 minut, a po usunięciu nadmiaru rozpuszczalnika przez odżęcie włókien i odparowaniu rozpuszczalnika z włókien, włókna napawa się kąpielą modyfikującą zawierającą, oprócz biocydu szeregu nitrofuranowego, korzystnie w postaci beta-(5-nitro-2-furylo)akroleiny, stosowanego w ilości 0,75 - 1,5% wagowych oraz kwaśnego katalizatora, korzystnie w postaci kwasu octowego stosowanego w ilości 2,7% wagowych, także aktywator reakcji napawania w postaci związku aromatycznego, korzystnie difenylu, w ilości 0,3 - 0,4% wagowych i/lub dyspergator, korzystnie w postaci mieszaniny soli skondensowanych wielordzeniowych sulfokwasów aromatycznych, w ilości 0,2 - 0,4% wagowych, w temperaturze 85 - 90°C w czasie 1 godziny przy stosunku masy włókien do masy kąpieli równym od 1:18 do 1:20, przy czym włókna nie zawierające w cząsteczce grup funkcyjnych poddaje się, przed spęcznieniem, szczepieniu monomerami winylowymi jednym ze znanych sposobów.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nadawania włóknom poliamidowym, poliakrylonitrylowym, poliestrowym, polipropylenowym właściwości antybakteryjnych.

Z doniesień medycznych wiadomo, że dość częste są przypadki przewlekłych miejscowych zakażeń wywołanych stosowanymi w medycynie materiałami szewnymi, które wprowadzone do tkanek nasiąkają płynem stanowiącym pożywkę dla bakterii. Nierzadkie są też przypadki ciężkich powikłań gojenia się ran powstałych w środowisku niejałowym oraz ran wtórnie zainfekowanych. Sytuacje te narzucają konieczność stosowania szewnych o właściwościach antybakteryjnych.

Dotychczas są znane sposoby nadawania właściwości antybakteryjnych niciom chirurgicznym z polialkoholu winylowego), polegające na napawaniu tych nici kąpielą modyfikującą, zawierającą biocyd w postaci pochodnej nitrofuranu oraz katalizator reakcji napawania w postaci kwasu siarkowego, fosforowego lub octowego, przy stężeniu biocydu w kąpieli 1-3% wagowych, stosunku masy włókien do masy kąpieli czyli przy module kąpieli od 1:40 do 1:80 w czasie do 5 godzin. Tak zmodyfikowane nici chirurgiczne z polialkoholu winylowego) wykazują wprawdzie działanie antybakteryjne, ale równocześnie cechuje je niska wytrzymałość oraz rozpuszczalność w wodzie i w płynach fizjologicznych organizmu. Rozpuszczalność w wodzie i w płynach fizjologicznych powoduje, że ich działanie przeciwbakteryjne jest stosunkowo krótkie, zaś niska wytrzymałość powoduje, iż rany pooperacyjne zszyte tymi nićmi rozstępują się przed zagojeniem.

Sposób nadawania włóknom poliamidowym, poliakrylonitrylowym, poliestrowym, polipropylenowym właściwości antybakteryjnych, na drodze napawania tych włókien kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd szeregu nitrofuranowego oraz kwaśny katalizator, według wynalazku polega na tym, że włókna, przed napawaniem ich kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd, poddaje się wstępnemu spęcznieniu benzenem lub toluenem, w temperaturze 25 - 50°C w czasie 20 - 30 minut, a po usunięciu nadmiaru rozpuszczalnika przez odżęcie włókien i odparowaniu rozpuszczalnika z włókien, włókna napawa się kąpielą modyfikującą zawierającą, oprócz biocydu szeregu nitrofuranowego, korzystnie w postaci beta-(5-nitro-2-furylo)akroleiny,

174 680 stosowanego w ilości 0,75 - 1,5% wagowych oraz kwaśnego katalizatora, korzystnie w postaci kwasu octowego stosowanego w ilości 2,7% wagowych, także aktywator reakcji napawania w postaci związku aromatycznego, korzystnie difenylu, w ilości 0,3 - 0,4% wagowych i/lub dyspergator, korzystnie w postaci mieszaniny soli skondensowanych wielordzeniowych sulfokwasów aromatycznych, w ilości 0,2 - 0,4% wagowych, w temperaturze 85 - 90°C w czasie 1 godziny przy module kąpieli od 1:18 do 1:20. Włókna nie zawierające w cząsteczce grup funkcyjnych poddaje się, przed spęcznieniem, szczepieniu monomerami winylowymi jednym ze znanych sposobów.

Włókna po obróbce sposobem według wynalazku wykazują silne działanie antybakteryjne, przy czym równocześnie cechuje je wysoka wytrzymałość. Sposobem według wynalazku uzyskuje się o wiele wyższe, niż w znanych sposobach modyfikacji antybakteryjnej włókien z polialkoholu winylowego), stopnie napawania biocydem, dzięki czemu włókna modyfikowane sposobem według wynalazku wykazują długotrwałe działanie antybakteryjne. Włókna te mogą więc być z powodzeniem stosowane jako nieresorbowalne nici chirurgiczne, a także do innych celów medycznych. Proces modyfikacji antybakteryjnej według wynalazku prowadzi się w czasie o wiele krótszym, przy znacznie niższym stężeniu biocydu i przy o wiele niższym module kąpieli w porównaniu ze znanymi sposobami.

Sposób według wynalazku ilustrują bliżej poniższe przykłady.

Przykład I. Przędzę poliestrową spęczniono benzenem o temperaturze pokojowej w czasie 20 minut, po czym odżęto z niej nadmiar benzenu i poddano ją ogrzewaniu w temperaturze 50°C w czasie 25 minut. Tak przygotowaną przędzę napawano 1,5% roztworem beta(5-nitro-2furylo)akroleiny o nazwie handlowej NFA w 2,7% roztworze wodnym kwasu octowego, zawierającym dodatkowo w 1 dm' 4 g difenylu oraz 4 g mieszaniny soli skondensowanych wielordzeniowych sulfokwasów aromatycznych o nazwie handlowej dyspergator NNO, przy module kąpieli 1:18 w temperaturze 85°C w czasie 1 godziny. Po zakończeniu napawania przędzę przepłukano 5-krotnie odmineralizowaną wodą, wysuszono w temperaturze 50°C, podgrzewano do temperatury powyżej 100°C w czasie kilku minut i na koniec zważono. Stwierdzono przyrost masy przędzy równy 10,76% wagowych, co oznaczało, iż przędza po modyfikacji zawierała 10,76% wagowych biocydu NFA. Równocześnie, dla porównania, przędzę poliestrową w stanie rozluźnionym napawano, bez wstępnego spęcznienia benzenem, 1,5% roztworem NFA w 2,7% roztworze kwasu octowego, nie zawierającym aktywatora ani też dyspergatora, przy module kąpieli 1:18 w temperaturze 85°C w czasie 1 godziny. Uzyskano przyrost masy przędzy równy zaledwie 3,09% wagowych. Także dla celów porównawczych tę samą przędzę poliestrową spęczniono benzenem o temperaturze 50°C w czasie 30 minut, a po odżęciu z niej nadmiaru benzenu i ogrzewaniu jej w temperaturze 80°C w czasie 15 minut, napawano ją 1,5% roztworem NFA w 2,7% roztworze wodnym kwasu octowego, nie zawierającym aktywatora ani dyspergatora, przy module kąpieli 1:18 w temperaturze 85°C w czasie 1 godziny. Przyrost masy przędzy po tym spęcznianiu był 6,20% wagowych.

Przykład II. Włókna poliamidowe (monofil) spęczniono toluenem w temperaturze 50°C w czasie 30 minut, po czym odżęto z nich nadmiar toluenu i poddano ogrzewaniu w temperaturze 80°C w czasie 15 minut. Tak przygotowane włókna napawano 1 % roztworem NFA w 2,7% roztworze wodnym kwasu octowego, zawierającym nadto w 1 dm³ 2 g dyspergatora NNO, przy module kąpieli 1:20 w temperaturze 88°C w czasie 1 godziny. Po zakończeniu napawania włókna przepłukano 5-krotnie odmineralizowaną wodą, wysuszono w temperaturze 50°C do stałej masy i zważono. Stwierdzono przyrost masy włókien równy 4,51% wagowych. Te same włókna poliamidowe, bez wstępnego spęcznienia toluenem, napawano w warunkach jak wyżej 1% roztworem NFA w 2,7% roztworze wodnym kwasu octowego, nie zawierającym dyspergatora, w wyniku czego nastąpił przyrost masy włókien równy 1,69% wagowych.

Przykład ΠΙ. Włókna poliamidowe (monofil) spęczniono toluenem o temperaturze 50°C w czasie 30 minut, po czym odżęto z nich nadmiar toluenu i poddano je ogrzewaniu w temperaturze 80°C w czasie 15 minut. Tak przygotowane włókna napawano 1 % roztworem NFA w 2,7% roztworze wodnym kwasu octowego, zawierającym 0,3% wagowych difenylu przy module kąpieli 1:20 w temperaturze 88°C w czasie 1 godziny. Po zakończeniu napawania włókna wypłukano odmineralizowaną wodą, wysuszono w temperaturze 50°C, dodatkowo podgrzewano

174 680 do temperatury powyżej 100°C w czasie kilku minut, a następnie zważono. Uzyskano przyrost masy włókien równy 10,2% wagowych.

Przykład IV. Włókna poliakrylonitrylowe (anilana) spęczniono toluenem o temperaturze 45°C w czasie 20 minut, po czym odżęto z nich nadmiar toluenu i poddano ogrzewaniu w temperaturze 70°C w czasie 20 minut. Tak przygotowane włókna napawano 0,75% roztworem NFA w 2,7% roztworze wodnym kwasu octowego, zawierającym nadto w 1 dm³ 4 g difenylu oraz 4 g dyspergatora NNO, przy module kąpieli 1:18 w temperaturze 90°C w czasie 1 godziny. Po zakończeniu napawania włókna przepłukano 5-krotnie odmineralizowaną wodą, wysuszono w temperaturze 50°C, następnie podgrzewano w temperaturze powyżej 100°C w czasie kilku minut i na koniec zważono. Uzyskano przyrost masy włókien równy 4,64% wagowych.

Przykład V. Włókna polipropylenowe szczepione, jednym ze znanych sposobów, poli(kwasem akrylowym), o stopniu szczepienia poniżej 20% wagowych, spęczniono benzenem o temperaturze 50°C w czasie 30 minut, po czym odżęto z nich nadmiar benzenu i poddano ogrzewaniu w temperaturze 80°C w czasie 10 minut. Tak przygotowane włókna napawano 1%o roztworem NFA w 2,7% roztworze wodnym kwasu octowego, zawierającym nadto w 1 dm3 4 g difenylu i 4 g dyspergatora NNO, przy module kąpieli 1:20 w temperaturze 90°C w czasie 1 godziny. Po zakończeniu napawania włókna przepłukano 5-krotnie odmineralizowaną wodą, wysuszono w temperaturze 50°C, podgrzano w temperaturze powyżej 100°C i na koniec zważono. Uzyskany przyrost masy włókien był równy 3,65% wagowych. Dla celów porównawczych te same włókna polipropylenowe, ale nie szczepione, spęczniono i napawano jak wyżej. Włókna nie przyłączyły NFA, co stwierdzono na drodze badań grawimetrycznych.

Przeprowadzono badania in vitro właściwości antybakteryjnych włókien poliestrowych i poliamidowych zmodyfikowanych sposobem według wynalazku. Badania te przeprowadzono w stosunku do mikroorganizmów najczęściej występujących w warunkach szpitalnych tj. w stosunku do mikroorganizmów Staphylococcus aureus i Escherichia coli, stosując zarówno metodę bezpośrednią jak i krążkowo-dyfuzyjną.

I tak stosując metodę krążkowo-dyfuzyjną stwierdzono, że:

- przędza poliestrowa, zawierająca 4,27% wagowych biocydu NFA wykazuje strefy zahamowania wzrostu: Staphylococcus aureus -19 - 23,5 mm i Escherichia coli - 27 - 22 mm w okresie 2 tygodni i dłuższym,

- włókna poliamidowe, zawierające 2,27% wagowych biocydu NFA wykazują strefy zahamowania wzrostu: Staphylococcus aureus - 34,0 - 26,5 mm i Escherichia coli - 35,0 - 24,5 mm, w okresie 2 tygodni i dłuższym.

Strefy zahamowania wzrostu w/w mikroorganizmów, mierzone metodą bezpośrednią, dla modyfikowanej biocydem NFA przędzy poliestrowej i modyfikowanych biocydem NFA włókien poliamidowych, były równe około 14 mm. Przędza poliestrowa i włókna poliamidowe niemodyfikowane biocydem NFA nie wykazywały stref zahamowania wzrostu w/w mikroorganizmów, zarówno podczas badań metodą bezpośrednią jak i metodą krążkowo-dyfuzyjną. Przeprowadzono również test na wydzielanie NFA do wody ze zmodyfikowanych włókien poliamidowych, polipropylenowych, poliakrylonitrylowych oraz ze zmodyfikowanej przędzy poliestrowej. Stwierdzono, że po okresie kilku tygodni, a nawet po okresie pół roku, na zmodyfikowanej NFA przędzy poliestrowej i zmodyfikowanych NFA włóknach poliamidowych pozostaje taka ilość NFA, że nadal zachowują one właściwości antybakteryjne. Ze zmodyfikowanych włókien polipropylenowych i poliakrylonitrylowych biocyd NFA wydziela się systematycznie w czasie zachowując swoją aktywność wobec mikroorganizmów chorobotwórczych, co świadczy o prawidłowej reakcji i spełnieniu oczekiwań dotyczących działania antybakteryjnego tych włókien w stosunku do mikroorganizmów chorobotwórczych.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób nadawania włóknom poliamidowym, poliakrylonitrylowym, poliestrowym, polipropylenowym właściwości antybakteryjnych, na drodze napawania włókien kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd szeregu nitrofuranowego oraz kwaśny katalizator, znamienny tym, że włókna, przed napawaniem ich kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd, poddaje się wstępnemu spęcznieniu benzenem lub toluenem, w temperaturze 25 - 50°C w czasie 20 - 30 minut, a po usunięciu nadmiaru rozpuszczalnika przez odżęcie włókien i odparowaniu rozpuszczalnika z włókien, włókna napawa się kąpielą modyfikującą zawierającą, oprócz biocydu szeregu nitrofuranowego, korzystnie w postaci beta-(5-nitro-2-furylo)akroleiny, stosowanego w ilości 0,75 - 1,5% wagowych oraz kwaśnego katalizatora, korzystnie w postaci kwasu octowego stosowanego w ilości 2,7% wagowych, także aktywator reakcji napawania w postaci związku aromatycznego, korzystnie difenylu, w ilości 0,3 - 0,4% wagowych i/lub dyspergator, korzystnie w postaci mieszaniny soli skondensowanych wielordzeniowych sulfokwasów aromatycznych, w ilości 0,2 - 0,4% wagowych, w temperaturze 85 - 90°C w czasie 1 godziny przy stosunku masy włókien do masy kąpieli równym od 1:18 do 1:20, przy czym włókna nie zawierające w cząsteczce grup funkcyjnych poddaje się, przed spęcznieniem, szczepieniu monomerami winylowymi jednym ze znanych sposobów.