ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2021; 2: 92-101
http://dx.doi.org/10.17213/0321-2653-2021-2-92-101
СИЛИКАТНЫЕ И ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕР-ОКСИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Яценко Елена Альфредовна – д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: e_yatsenko@mail.ru
Рябова Анна Владимировна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: annet20002006@yandex.ru
Храменкова Анна Владимировна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: anna.vl7@yandex.ru
Середин Борис Михайлович – д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Физика и фотоника», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: seredinboris@gmail.com
Попов Виктор Павлович – д-р техн. наук, профессор, кафедра «Физика и фотоника», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова,
г. Новочеркасск, Россия. E-mail: popovnpi@gmail.com
Арискина Дарья Николаевна – аспирант, кафедра «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: ariskina.daria@mail.ru
Трофимов Сергей Вячеславович – аспирант, кафедра «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: 23zarj23@mail.ru
Кириленко Марина Александровна – аспирант, кафедра «Микробиологии и вирусологии», Ивановская государственная медицинская академия, г. Иваново, Россия. E-mail: microbiol.isma@yandex.ru
Кузнецов Олег Ювенальевич – д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой «Микробиологии и вирусологии», Ивановская государственная медицинская академия, г. Иваново, Россия. E-mail: olegkuz58@ya.ru
Аннотация
В обзоре обобщен имеющийся к настоящему времени экспериментальный материал в области создания композиционных покрытий антибактериального и антимикотического действия, используемых в медицине. Рассмотрены основные типы антибактериальных композиционных покрытий на основе эмалей, органических, неорганических соединений, а также гибридных материалов. Показано, что функциональные свойства таких покрытий обусловлены присутствием в их составе наночастиц переходных металлов и их оксидов, являющихся эффективными противомикробными агентами в борьбе с патогенными микроорганизмами. На основе проведенного анализа литературы в данной предметной области выбрано направление дальнейших работ и приведены результаты поисковых исследований.
Ключевые слова: стеклоэмалевые покрытия; органические покрытия; неорганические покрытия; гибридные полимер-оксидные покрытия; антибактериальный эффект.
Полный текст: [in elibrary.ru]
Ссылки на литературу
1. Zollfrank C., Gutbrod K., Wechsler P. [et al.]. Antimicrobial Activity of Transition Metal Acid MoO3 Prevents Microbial Growth on Material Surfaces // Materials Science and Engineering C. 2012. No. 32. Pр. 47 – 54.
2. Акимкин В.Г., Тутельян А.В., Орлова О.А. [и др.]. Инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП) // Информационный бюллетень за 2018 г. Москва. 2019.
3. Гараев И.Х., Мусин И.Н. Антисептические лакокрасочные материалы // Вестн. Технол. ун-та. 2018. Т. 21, № 10. С. 63 – 66.
4. Эсауленко Н.Б., Каменева О.А., Косякова К.Г. [и др.]. Нозокомиальные инфекции и микробиологический мониторинг в многопрофильных лечебных учреждениях // Медицинский алфавит. 2018. Т. 2, № 35. С. 14 – 19.
5. Bhushan М., Kumar Y., Periyasamy L. [et al.]. Fabrication and a Вetailed Study of Antibacterial Properties of α-Fe2O3/NiO Nanocomposites Along with Their Structural, Optical, Thermal, Magnetic and Cytotoxic Features // Nanotechnology. 2015. Vol. 30, No 8. URL: https://iopscience.iop.org/article/ 10.1088/1361-6528/ab0124 (дата обращения 10.04.2021).
6. Kenawy E.-R., Worley S. D., Broughton R. The Chemistry and Applications of Antimicrobial Polymers: A State-of-the-Art Review // Biomacromolecules. 2007. Vol. 8, no. 5. Рр. 1359 – 1384.
7. Chipara M., Ibrahim E., Yust B. Nanoparticles and Bacteria // Journal of Nanomedicine Research. 2015. Vol. 2. No. 3. URL: https: // medcraveonline.com / JNMR / nanoparticles-and-bacteria.html (дата обращения 10.04.2021).
8. Bhushan M., Muthukamalam S., Sudharani S. Synthesis of α-Fe2-xAgxO3 Nanocrystals and Study of Their Optical, Magnetic and Antibacterial Properties // RSC Adv. 2015. Vol. 5, no. 40. Рр. 32006 – 32014.
9. Zollfrank C., Gutbrod K., Wechsler P., Guggenbichler J.P. Antimicrobial activity of transition metal acid MoO3 prevents microbial growth on material surfaces // Materials Science and Engineering C. 2012. Vol. 32. Рр. 47 – 54.
10. Kandelbauer A., Widsten P. Antibacterial melamine resin surfaces for wood-based furniture and flooring // Progress in Organic Coatings. 2009. Vol. 65. Рр. 305 – 313.
11. Simo A., Drah M., Sibuyi N.R.S. Hydrothermal Synthesis of Cobalt-Doped Vanadium Oxides: Antimicrobial Activity Study // Ceramics International. 2018. Vol. 44, no. 7. Рр. 7716 – 7722.
12. Rufus A., Sreeju N., Daizy P. Synthesis of Biogenic Hematite (α-Fe2O3) Nanoparticles for Antibacterial and Nanofluid Applications // RSC Adv. 2016. Vol. 6. Pр. 94206 – 94217.
13. Sharma P., Rana D.S., Ahmad U. Iron Oxide Nanocubes for Photocatalytic Degradation and Antimicrobial Applications // Nanosci. Nanotechnol. Lett. 2016. Vol. 8, no. 11. Pр. 1014 – 1019.
14. Moodley J.S., Krishna S.B.N., Pillay K. [et al.]. Green synthesis of silver nanoparticles from Moringa oleifera leaf extracts and its antimicrobial potential // Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 2018. Vol. 9, no. 1. URL: https: // iopscience.iop.org / article / 10.1088 /2043-6254 / aaabb2 (дата обращения12.04.2021).
15. Yuan Y.G., Peng Q.L., Gurunathan S.J. Effects of Silver Nanoparticles on Multiple Drug-Resistant Strains of Staphylococcus Aureus and Pseudomonas Aeruginosa from Mastitis-infected Goats: An alternative Approach for Antimicrobial Therapy // Int. J. Mol. Sci. 2017. Vol.18, no. 3. URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/18/3/569 (дата обращения 15.04.2021)
16. Hameed A.S.H., Karthikeyan C., Ahamed A.P. [et al.]. In Vitro Antibacterial Activity of ZnO and Nd Doped ZnO Nanoparticles Against ESBL Producing Escherichia Coli and Klebsiella Pneumonia // Scientific Reports 2016. Vol. 6. URL: https://www.nature.com/articles/srep24312 (дата обращения 15.04.2021).
17. Saxena V., Chandra P., Pandey L.M. Design and Characterization of Novel Al-Doped ZnO Nanoassembly as an Effective Ananoantibiotic // Appl Nanosci. 2018. Vol. 8, no.8. Pp. 1925 – 1941.
18. Trujillo W., Zarria J., Pino J. [et al.]. Adherence of Amino Acids Functionalized Iron Oxide Nanoparticles on Bacterial Models E. coli and B. subtilis // Subtilis Journal of Physics: Conf. Series. 2018. Vol. 987. URL: https: //iopscience.iop.org/article/ 10.1088/1742-6596/987/1/012044 (дата обращения 16.04.2021).
19. Davarpanah A.M., Rahdar A., Dastnae M.A. [et al.]. (1-x) BaFe12O19/ xCoFe2O4 Hard/Soft Magnetic Nanocomposites: Synthesis, Physical Characterization, and Antibacterial Activities Study // Journal of Molecular Structure. 2019. Vol. 1175. Pр. 445 – 449.
20. Jinbiao L. China Enamel Handbook, Light Industry Press, Beijing, 2001.
21. Savvova O.V., Bragina L.L. Antibacterial Composite Glass Coatings for Protecting Special-Purpose Steel Panels // Glass and Ceramics. 2010. Vol. 67, no. 3 – 4. Рр. 123 – 125.
22. Jiang W., Wang Y., Gu L. Study of the antibacterial function of enamel surface with Ag element diffusion // Materials Letters. 2008. Vol. 62. Рр. 262 – 265.
23. Smith J.R., Lamprou D.A. Polymer coatings for biomedical applications: a review // Transactions of the IMF. 2014. Vol. 92, no. 1. Pр. 9 – 19.
24. Neoh K. G., Kang E. T. Combating Bacterial Colonization on Metals via Polymer Coatings: Relevance to Marine and Medical Applications // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2011. Vol. 3. Рр. 2808 – 2819.
25. Yuan S.J., Xu F.J., Kang E.T., Pehkonen S.O. Modification of Surface-Oxidized Copper Alloy by Coupling of Viologens for Inhibiting Microbiologically Influenced Corrosion // Journal of The Electrochemical Society. 2007. Vol. 154, no. 11. Рр. 645 – 657.
26. Michel E.C., Montano-Machado V., Chevallier P. [et al.]. Dextran grafting on PTFE surface for cardiovascular applications // Biomatter. 2014. Vol. 4. URL: https://www.tandfonline. com/doi/full/10.4161/biom.28805 (дата обращения 16.04.2021).
27. Carvalho D., Sousa T., Morais P.V., Piedade A.P. Polymer/metal nanocomposite coating with antimicrobial activity against hospital isolated pathogen // Applied Surface Science. 2016. Vol. 379. Рр. 489 – 496.
28. Kanazawa A., Ikeda T., Endo T. J. Antibacterial activity of polymeric sulfonium salts// Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1993. Vol. 31. Рр. 2873 – 2876.
29. Kenawy E.-R., Abdel-Hay F.I., Abou El-Magd A., Mahmoud Y. Biologically active polymers: VII. Synthesis and antimicrobial activity of some crosslinked copolymers with quaternary ammonium and phosphonium groups //React. Funct. Polym. 2006. Vol. 66. Рр. 419 – 429.
30. Dutta R.K., Nenavathu B.P., Gangishetty M.K. [et al.]. Studies on antibacterial activity of ZnO nanoparticles by ROS induced lipid peroxidation // Colloid Surf. B. 2012. Vol. 94. Рр. 143 – 150.
31. Moritz M., Moritz M.G. The newest achievements in synthesis, immobilization and practical applications of antibacterial nanoparticles // Chemical Engineering Journal. 2013. Vol. 228.
Рр. 596 – 613.
32. Golkhatmi F.M., Bahramian B., Mamarabadi M. Application of surface modified nano ferrite nickel in catalytic reaction (epoxidation of alkenes) and investigation on its antibacterial and antifungal activities // Materials Science and Engineering C. 2017. Vol. 78. Рр. 1 – 11.
33. Oves M., Arshad M., Khan M. S. [et al.]. Antimicrobial activity of cobalt doped zinc oxide nanoparticles: Targeting water borne bacteria // Journal of Saudi Chemical Society. 2015, Vol. 19.
Рр. 581 – 588.
34. Faustini М., Nicole L., Ruiz-Hitzky Е., Sanchez С. History of Organic–Inorganic Hybrid Materials: Prehistory, Art, Science, and Advanced Applications // Adv. Funct. Mater. 2018. Vol. 28. URL: https: // onlinelibrary.wiley.com / doi / full / 10.1002 / adfm.201704158 (дата обращения 17.04.2021).
35. Brunet E., Colon J.L., Clearfield F. Tailored Organic-Inorganic Materials // John Wiley & Sons, Inc. 2015. URL: https: // onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118792223.ch3 (дата обращения 19.04.2021).
36. Kharisov B.I., Kharissova O.V., Ortiz-Mendez U. CRC Concise Encyclopedia of Nanotechnology. CRC Press, 2015. 330 p.
37. Soler-Illia G.J. de A.A., Sanchez C., Lebeau B., Patarin J. Chemical Strategies to Design Textured Materials: from Microporous and Mesoporous Oxides to Nanonetworks and Hierarchical Structures // Chem. Rev. 2002. Vol. 102, no. 11. Рр. 4093 – 4138.
38. Faustini M., Grosso D., Boissière C. [et al.]. Integrative Sol–Gel Chemistry: a Nanofoundry for Materials Science // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2014. Vol. 70. Рр. 216 – 226.
39. Brun N., Ungureanu S., Deleuze H., Backov R. Hybrid Foams, Colloids and Beyond: From Design to Applications // Chem. Soc. Rev. 2011. – Vol. 40. Рр. 771 – 778.
40. Mann S., Burkett S.L., Davis S.A. [et al.]. Sol-Gel Synthesis of Organized Matter // Chem. Mater. 1997. Vol. 9. Рр. 2300 – 2310.
41. Храменкова А.В., Арискина Д.Н., Положенцев О.Е., Беспалова Ж.И. Получение гибридных полимер-оксидных материалов методом нестационарного электролиза // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2018. № 2. С. 110 – 114. Doi: 10.17213/0321-2653-2018-2-110-114.