Методы стерилизации полимерных композитов медицинского назначения на основе полигидроксибутирата с эластомерной добавкой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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.

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, Москва

Л. 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; Москва

Список литературы

  1. Rebelo R., Fernandes M., Fangueiro R. Biopolymers in medical implants: A brief review. Procedia Eng. 2017; 200: 236–243.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Dempsey D.J., Thirucote R.R. Sterilization of Medical Devices: A Review. Journal of Biomaterials Applications. 1988; 3(3): 454–523.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Бактерии, выросшие на питательной среде Сабуро для нестерилизованной пробы ПГБ-БНКС 90/10

Скачать (34KB)
3. Рис. 2. Штаммы бактерий E. coli, обнаруженные в нестерилизованных образцах, выращенных на тиогликолевой среде под микроскопом Axio Imager Z2m с приближением 500×

Скачать (39KB)
4. Рис. 3. Истинная прочность на разрыв композиций ПГБ/БНКС 50/50 до и после стерилизации по различным методикам

Скачать (42KB)
5. Рис. 4. Относительное удлинение на разрыв композиций ПГБ/БНКС 50/50 до и после стерилизации по различным методикам

Скачать (23KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».