Полимерные пленки с антибактериальным эффектом
Сотрудники Института химии ДВО РАН и ШЕН ДВФУ проводят исследования по созданию полимерных материалов специального назначения. К настоящему времени методом электрополимеризации синтезированы полиметилолакриламидные (ПМАА) пленки с антисептическими свойствами, которые оказывают биоцидное действие на ассоциации бактерий, выделенных из морской воды (Японское море) и Staphylococcusaureus.
Как сообщила заведующая Лабораторией электрохимических процессов ИХ ДВО РАН, доктор химических наук, профессор кафедры физической и аналитической химии ШЕН ДВФУ Лидия Колзунова, степень токсичности таких пленок зависит от условий синтеза и состава полимера, способа его предварительной обработки и продолжительности воздействия на биологический объект. Антисептические свойства материалу придает формальдегид, как сорбированный в порах полимерной матрицы в процессе синтеза, так и образующийся в следовых количествах в результате гидролиза метилоламидных групп, включенных в полимерную цепь. ПМАА пленки также обладают рядом других свойств – они имеют пористую структуру, набухают, но не растворяются в воде, растворах кислот и органических растворителях. Сочетание указанных качеств предполагает большие перспективы практического использования этих материалов в медицине, мембранных технологиях, нанесении функциональных покрытий на электропроводящие поверхности.
«Полученные результаты имеют существенное практическое значение, – подчеркивает Лидия Колзунова. – Полимеры – это благоприятная среда для развития бактерий и образования биопленок, поэтому важно придавать им антибактериальные свойства. Биоцидное действие на микроорганизмы электросинтезируемого полиметилолакриламида может быть применено в медицине, например, при разработке антисептических материалов и имплантатов, а также для защиты оборудования от биокоррозии и для частичной стерилизации органических растворов при баромембранной фильтрации в сочетании с одновременным разделением, очисткой, фракционированием, концентрированием конечного продукта. Важной характеристикой полиметилолакриламида, установленной нами, является его способность к биодеградации. Это позволяет решать острую проблему утилизации отходов полимеров, актуальную во всем мире».
Разработчик отметил, что данный материал получен методом электрополимеризации – создания пленки на электропроводной поверхности в одну стадию в режиме электролиза растворов мономеров. Эта технология позволяет получать пленку за 5-10 минут, а в качестве растворителя используется вода, что делает метод недорогим, нетоксичным и пожаро- и взрывобезопасным. Метод электрополимеризации может быть использован для нанесения полимерных покрытий со специальными свойствами (защитные, электроизоляционные, декоративные и др.) на металлы и другие электропроводящие поверхности.
Добавим, что исследования технологии создания полимерных пленок методом электорполимеризации ведутся дальневосточными учеными в течение нескольких лет. На эти разработки получено несколько патентов. В последнее время основное внимание уделяется созданию электрохимическими методами композиционных материалов на основе полимеров с включением наночастиц благородных металлов (Au, Ag, Pt).
Руководит работой доктор химических наук Лидия Колзунова. В исследованиях активно участвуют научные сотрудники ИХ ДВО РАН к.х.н. Максим Карпенко и Ирина Родзик, старший научный сотрудник ИХ ДВО РАН, доцент кафедры физической и аналитической химии ШЕН ДВФУ к.х.н. Елена Щитовская, ведущий инженер-технолог ИХ ДВО РАН, аспирант ШЕН ДВФУ Андрей Рунов.
Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном журнале PolymerEngineering and Science.