Разработка биоцидной пропитки для текстильных материалов различного состава

Текстиль, используемый в медицинских учреждениях и других местах массового скопления людей во время эпидемий и боевых действий, подвержен биологической нагрузке и может являться источником микробного загрязнения.

Цель работы – оценить антимикробную эффективность биоцидных рецептур на основе четвертичных аммониевых соединений (ЧАС) и полимерных производных гуанидина в качестве антибактериальных пропиток текстильных материалов из природных и синтетических волокон.

Материалы и методы. Исследовалась научная литература по биоцидным добавкам, доступная через открытые отечественные и англоязычные ресурсы. В работе использовались текстильные материалы из природных и синтетических волокон и антибактериальные пропитки (рецептуры) различного состава. В качестве тест-микроорганизмов – суточные агаровые культуры золотистого стафилококка Staphilococcus aureus (штамм 906) и кишечной палочки Escherichia coli (штамм 1257). Оценку эффективности антибактериальных пропиток для текстильных материалов в отношении тест-микроорганизмов выполняли с использованием методов «агаровых пластин» и «капельного заражения». Биоцидную пропитку антимикробной ткани считали эффективный, если величина зоны задержки роста тест-микроорганизмов составляла не менее 4 мм.

Результаты и обсуждение. В исследованной литературе не представлены сведения о возможности применения таких композиций в качестве пропитки для создания ткани с антимикробными свойствами. В ходе экспериментальных исследований получены данные о бактериостатических и бактерицидных свойствах используемых рецептур. Проведен сравнительный анализ полученных результатов, позволивший сделать вывод о наиболее эффективных рецептурах, используемых для пропитки различных видов тканей.

Выводы. Наилучшим антибактериальным эффектом в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов обладает пропитка, содержащая 0,05 % алкилдиметилбензиламмоний хлорида, 0,05 % полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, 0,05 % триамина и 40,0 % пропиленгликоля, так как ее применение придает защитные свойства не только ткани смесового состава (хлопок 65 % и полиэстер 35 %), но и синтетической ткани (полиамид 100 %). Рецептура, содержащая 0,05 % катанола и 40,0 % полиэтиленгликоля может быть использована для создания антибактериальной пропитки ткани смесового состава против грамположительных микроорганизмов.

1. Goyal S, Khot SC, Ramachandran V, Shah KP, Musher DM. Bacterial contamination of medical provides while coast and surgical scrubs: a systematic review. American Journal of Infection Control. 2019;47(8):994–1001. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2019.01.012

2. Mishra SK, Maharjan S, Yadav SK, Sah NP, Sharma S, Parajuli K, et al. Bacteria on medical professionals while coast in a university hospital. Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology. 2020;2020:5957284. https://doi.org/10.1155/2020/5957284

3. Dunn D. Linen: the new frontier in infection control and prevention. AORN Journal. 2022;115:310–324. https://doi.org/10.1002/aorn.13643

4. Cheng VСС, Chen JHK, Leung SSM, So SYC, Wong SCY, et al. Seasonal outbreak of bacillus bacteremia associated with contaminated linen in Hong Kong. Clinical Infectious Diseases. 2017;64(suppl_2):S91–7. https://doi.org/10.1093/cid/cix044

5. Ohl M, Schweizer M, Graham M, Heilmannk K, Boyken L, Diekema D. Hospital privacy curtains are frequently and rapidly contaminated with potentially pathogenic bacteria. American Journal of Infection Control. 2012;40(10):904–6. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2011.12.017

6. Shek K, Patidar R, Kohja Z, Liu S, Gawaziuk JP, Gawhtrop M, et al. Rate of contamination of hospital privacy cuntains in a burns/plastic ward: a longitudinal study. American Journal of Infection Control. 2018;46(9):1019–21. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2018.03.004

7. Simoncic B, Tomsic B. Structures of Novel Antimicrobial Agents for Textiles – A Review. Textile Research Journal. 2010;80(16):1721–37. https://doi.org/10.1177/0040517510363193

8. Li H, Fernandez A, Pleixats R, Vallribera A. Anti-inflammatory cotton fabrics and silica nanoparticles with potential topical medical application. ACS Applied Materials & Interfacess. 2020;12(23):25658–75.

9. Халиуллина МК, Гадельшина ЭА. Использование различных бактерицидных и фунгицидных добавок в полимерах при производстве антимикробных текстильных материалов. Вестник Казанского технологического университета. 2014;17(8):87–91. [Khaliullina MK, Gadelshina EA. The use of various bactericidal and fungicidal additives in polymers in the production of antimicrobial textile materials. Bulletin of Kazan Technological University. 2014;17(8):87–91 (in Russian).]

10. Chrusciel JJ. Modifications of Textile Materials with Functional Silanes, Liquid Silicone Softeners, and Silicone Rubbers – A Review. Polymers. 2022;14(20):4382. https://doi.org/10.3390/polym14204382

11. Сахаров КА, Андреев СВ, Зверев СА. Функциональный текстиль с антимикробными свойствами. Краткий обзор. Дезинфекционное дело. 2020;3:28–39. EDN:ywbscb. https://doi.org/10.35411/2076-457X-2020-3-28-42 [Sakharov KA, Andreev SV, Zverev SA. Antimicrobial textile finishes: a brief review. Disinfection affairs. 2020;3:28–39 (in Russian). EDN: ywbscb. https://doi.org/10.35411/2076-457X-2020-3-28-42]

12. Khashirova SYu, Musaeva YuI, Kirzhinova IKh. New nanocomposites: cotton cellulose-ketimines based on quanidine and aminoquanidine. Fibre Chemistry. 2018;50(1):60–3. https://doi.org/10.1007/s10692-018-9931-1

13. Liu J, Dong C, Wei D, Zhang Z, Xie W, Li Q, Lu Z. Multifunctional Antibacterial and Hydrophobic Cotton Fabrics Treated with Cyclic Polysiloxane Quaternary Ammonium Salt. Fibers and Polymers. 2019;20:1368–74. https://doi.org/10.1007/s12221-019-1091-2

14. Jin-Kyu K, Seung-Chan L, Song-Bae K. Synthesis of quaternary ammonium functionalized silica get through grafting of dimethyl dodecyl 3-(trimetoxysilyl) propyl ammonium chloride for nitrate removal in batch and column stadies. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2019;102:153–62. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2019.05.019

15. Han H, Liu C, Zhu J, Li FX, Wang XL, Yu JY, et al. Contact/Release Coordinated Antibacterial Cotton Fabrics Coated with N-Halamin and Cationic Antibacterial Agent for Durable Bacteria-Killing Application. International Journal of Molecular Sciences. 2020;21(24):E9489. https://doi.org/10.3390/ijms21249489

16. Ванюкова ЕА. Современные технологии получения материалов кожевенной и текстильной промышленности с антимикробными свойствами. Вестник технологического университета. 2015;18(21):58–61. [Vanukova E.A. Modern technologies for producing materials for the leather and textile industries with antimicrobial properties. Herald of Technology University. 2015;18(21):58–61 (in Russian).]

17. Ефимов КМ, Дитюк АИ, Панкратова ГП, Левчук НН, Рысина ТЗ, Богданов АИ и др. Новые полигуанидины – инновационные дезсредства пролонгированного антимикробного действия. Дезинфекционное дело. 2015;3:13–20. EDN: uibzup [Efimov KM, Dityuk AI, Pankratova GP, Levchuk NN, Rysina TZ, Bogdanov AI, Snezhko AG. New polyguanidines are innovating desinfectants with prolonged antimicrobic effect. Disinfection affairs. 2015;3:13–20 (in Russian). EDN: uibzup ]