Специалисты Томского политехнического университета разработали методику тонкой настройки ключевых характеристик антибактериальных гелей. Основанные на глубоких эвтектических растворителях (DES), они теперь могут обладать контролируемой способностью к набуханию и эрозии благодаря выбору полимерного наполнения. Это важный шаг к созданию высокоэффективных рассасывающихся покрытий и абсорбирующих повязок с заданным сроком службы.
Это исследование открывает новые горизонты для медицинских технологий.
Новый инструмент в борьбе с инфекциями
Современные антибактериальные гели решают сложную задачу предотвращения инфекций при хирургических операциях и лечении ран. Они широко востребованы как самостоятельные медицинские средства и как универсальные защитные покрытия для имплантатов, кардиостимуляторов и других жизненно важных устройств.
Создание и характеристика новых материалов
Материаловеды ТПУ синтезировали опытные образцы гелей, используя уникальный глубокий эвтектический растворитель на основе молочной кислоты и хлорида тетраэтиламмония. Полимерная матрица формировалась из поливинилового спирта (ПВС) или его смеси с поливинилпирролидоном (ПВС/ПВП).
Комплексные лабораторные испытания позволили детально проанализировать вязкоупругое поведение полученных эвтектогелей, их прочностные характеристики, а также ключевые параметры набухания и растворения. Параметры полимерного каркаса оказались определяющими для конечных свойств материала.
Свойства гелей на базе ПВС
Эвтектогель с матрицей на основе поливинилового спирта продемонстрировал исключительную прочность и эластичность. Однако он отличался более быстрой эрозией: способность к набуханию позволяет ему увеличить массу до 150%, при этом полное растворение происходит в течение примерно 48 часов.
Усиление потенциала с ПВП
Добавление поливинилпирролидона создает уникальную супрамолекулярную сетку с водородными связями, радикально усиливая способность материала к набуханию (до 300%). При этом существенно возрастает срок службы: такой комбинированный эвтектогель полностью растворяется свыше пяти дней.
Эффективная антибактериальная защита
Оба варианта полимерных гелей проявили высокую эффективность в подавлении патогенных микроорганизмов, включая золотистый стафилококк и синегнойную палочку. Особо ценно, что эвтектогель с добавлением ПВП сохранял структурную целостность через 24 часа после контакта, что является свидетельством пролонгированного и контролируемого высвобождения активного антибактериального комплекса DES из глубин полимерной матрицы.
Перспективы инновационных разработок
Разработанные Томским политехом материалы открывают огромные перспективы в создании интеллектуальных медицинских средств. Они способны одновременно эффективно подавлять развитие инфекционных очагов и создавать оптимальную среду для регенерации тканей благодаря своему управляемому растворению. Ключевой технологической инновацией является простое регулирование времени действия материала введением поливинилпирролидона, делающее производство таких повязок и покрытий с заданными сроками службы реальностью.
Работа велась объединенными силами научных коллективов Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга и Научно-образовательного центра им. Н.М. Кижнера Томского политехнического университета.
Источник информации и фото: пресс-служба Томского политехнического университета
Источник: scientificrussia.ru
