Разработка антибактериального модифицированного перевязочного материала с применением наночастиц серебра

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский  
технологический университет 

Э. А. Хамматова, Р. Ф. Гайнутдинов 

РАЗРАБОТКА АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО
МОДИФИЦИРОВАННОГО 
ПЕРЕВЯЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА 
С ПРИМЕНЕНИЕМ НАНОЧАСТИЦ 
СЕРЕБРА

Монография 

Казань 
Издательство КНИТУ 
2021 

УДК 615.47:620.5 
ББК 34.7:30.3

Х18

Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 

Рецензенты: 
д-р техн. наук, проф. К. Э. Разумеев 
д-р техн. наук, проф. А. Г. Макаров 

Х18 

Хамматова Э. А. 
Разработка антибактериального модифицированного перевязочного 
материала с применением наночастиц серебра : монография / 
Э. А. Хамматова, Р. Ф. Гайнутдинов; Минобрнауки России, Казан. 
нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2021. – 108 с. 

ISBN 978-5-7882-3076-4

Рассматриваются строение и свойства медицинской хлопчатобумажной марли, 
описываются методы ее модификации с помощью потока холодной плазмы пониженного 
давления и коллоидного раствора наночастиц серебра с использованием плазменной 
установки. Описываются методы диагностики для исследования характеристик материала. 
Предлагается технологический процесс модификации медицинской марли с использованием 
коллоидного раствора наночастиц серебра и плазменной технологии. 
Предназначена для магистрантов направления 29.04.02 «Технологии и проектирование 
текстильных изделий», также может быть полезна для преподавателей вузов и 
колледжей, выпускающих студентов по специальности «Материаловедение в легкой 
промышленности». 
Подготовлена на кафедре дизайна. 

ISBN 978-5-7882-3076-4
© Хамматова Э. А., Гайнутдинов Р. Ф., 2021
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2021

УДК 615.47:620.5 
ББК 34.7:30.3

2 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Условные и сокращенные обозначение ....................................................................... 5 

ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................. 6 

Глава 1. ПЕРЕВЯЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИХ МОДИФИКАЦИИ ..... 7 

1.1. Перевязочные материалы и средства .............................................................. 7 

1.2. История возникновения и усовершенствование перевязочных 
материалов ......................................................................................................................... 12 

1.3. Анализ видов, характеристик, технологий изготовления 
волокнистого состава медицинской марли ......................................................... 15 

1.3.1. Основные способы стерилизации медицинских изделий ................. 25 

1.3.2. Строение волокнистого состава медицинской марли .................... 28 

1.4. Физико-механические и химические свойства медицинской 
марли .................................................................................................................................... 31 

1.5. Традиционные и современные методы модификации 
поверхности перевязочных материалов ............................................................... 35 

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ .............................................. 46 

2.1. Обоснование выбора объекта исследования и методик 
исследования .................................................................................................................... 46 

2.2. Реактивы, используемые для изучения бактерицидных свойств 
перевязочного материала ........................................................................................... 48 

2.3. Оборудование для модификации материалов потоком 
холодной плазмы ............................................................................................................ 52 

2.4. Методики исследования свойств медицинской марли ........................... 55 

2.4.1. Механические свойства волокон и нитей ............................................. 56 

2.4.2. Физические свойства волокон и нитей .................................................. 57 

2.4.3. Методика исследования поверхности волокон и нитей ................. 60 

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА  
И ПОТОКА ХОЛОДНОЙ ПЛАЗМЫ НА СВОЙСТВА ПЕРЕВЯЗОЧНОГО 
МАТЕРИАЛА ............................................................................................................................ 65 

3.1. Обработка поверхности медицинской марли с использованием 
потока холодной плазмы пониженного давления ............................................ 65 

3.2. Исследования влияния плазменного потока на механические 
свойства медицинской марли .................................................................................... 67 

3.3. Исследования влияния потока холодной плазмы на физические 
свойства медицинской марли .................................................................................... 71 

3.4. Метод обработки поверхности медицинской марли коллоидным 
раствором наночастиц серебра ................................................................................ 81 

3.5. Исследования влияния потока холодной плазмы на структурную 
поверхность волокон ..................................................................................................... 86 

Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА 
В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ ....................... 90 

4.1. Характеристика изделий медицинского назначения 
из медицинской марли, содержащей наночастицы серебра ....................... 90 

4.2. Разработка антибактериальной медицинской маски 
с использованием коллоидного раствора наночастиц серебра 
для защиты верхних дыхательных путей .............................................................. 96 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................................... 101 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ........................................................ 103 

4 

У с л о в н ы е  и  с о к р а щ е н н ы е  о б о з н а ч е н и е

НД – нормативная документация. 
ДТА – дифференциально-термический анализ. 
ДСК – дифференциально-сканирующий анализ. 
ТГ – термогравиметрия. 
КОЕ – колониеобразующая единица. 
ДДМ – диско-диффузионный метод. 
ППМ – потеря при сушке. 
Air – плазмообразующий газ воздух. 
Ar – плазмообразующий газ аргон. 
Ag – серебро. 
Ag+ – ионы серебра. 
Ppm – миллионная доля. 
G – расход плазмообразующего газа. 
t – продолжительность обработки. 
Р – давление в вакуумной камере. 
Wp – мощность разряда. 
W – влажность материала. 

5 

В В Е Д Е Н И Е

На сегодняшний день одной из актуальных проблем в хирургии является 
поиск наиболее эффективных методов лечения ран различной этиологии. Особое 
внимание к данной проблеме продиктовано тем, что повышенное количество 
гнойно-воспалительных осложнений и ран наблюдается у 3,1–33 % пациентов [
1]. На новом этапе модернизации хирургии лечение гнойно-воспалительных 
заболеваний мягких тканей производится с учетом фаз течения раневого 
процесса. Первостепенным принципом осуществления лечебных мероприятий 
гнойных ран после хирургической обработки гнойного очага является 
применение физико-химических и противомикробных факторов. Зачастую инфицирование 
гнойных ран мягких тканей осуществляется через использование 
повязки из медицинской марли и применение многообразных лечебных 
средств, которые отличаются простотой и доступностью, а также экономически 
выгодны в любых условиях [2]. 
Основополагающим сырьем медицинской марли является хлопок, и до 
настоящего времени он применяется для изготовления перевязочных материалов 
и средств медицинского назначения, к числу которых относятся повязки, 
бинты, тампоны, повязки, салфетки и другие средства. Он отвечает за основные 
характеристики перевязочных материалов, такие как прочность и впиты-
ваемость, антиаллергентность, смачиваемость, сохранение свойств при стерилизации 
и контакте с лекарственными препаратами [3]. 
Для возрастания результативности лечения ран с использованием повязки 
из медицинской марли применяются многообразные методы модификации 
биологически активными веществами: среди всего прочего антисептиками 
и ферментами протеолиза. В основном раневым покрытиям на основе 
медицинской марли придаются пролонгированные антисептические свойства 
за счет применения метода физической сорбции или химического присоединения 
низкомолекулярных антибиотиков и катионных поверхностно-активных 
антисептиков [4]. 
В настоящее время растет спрос на контурные перевязки в связи с большой 
распространенностью нового вируса, который задает задачу расширения 
арсенала перевязок, обладающих высокой антисептической активностью. Известные 
марлевые и одноразовые повязки малоэффективны для сотрудников 
больниц, которые ежедневно сталкиваются с инфицированными больными. 
Данная проблема ставит цель по решению разработки медицинских масок, 
имеющих противомикробные свойства. 

Г л а в а  1 .  П Е Р Е В Я З О Ч Н Ы Е  М А Т Е Р И А Л Ы
И  М Е Т О Д Ы  И Х  М О Д И Ф И К А Ц И И  

В данной главе рассматриваются строение и свойства, методы модификации 
перевязочных материалов, позволяющие улучшить их технологические 
и потребительские свойства. Целенаправленное изучение 
физико-механических и физико-химических свойств перевязочных 
материалов помогает изучению факторов, приводящих к улучшению 
качества медицинских изделий и дает направление к изучению способов 
уменьшения их неблагоприятного воздействия. 

1 . 1 .  П е р е в я з о ч н ы е  м а т е р и а л ы  и  с р е д с т в а  

Многофункциональная продукция, представляющая собой пленки, 
нити, ткани, а также разнообразные нетканые материалы, относят 
к перевязочным материалам и перевязочным средствам. Представленные 
материалы известны еще с давних времен, когда для перевязки ран 
и различных повреждений тканей организма первобытные люди применяли 
древесину. По своей структуре перевязочные материалы могут 
быть натуральными, синтетическими или смешанными с использованием 
вискозной пряжи. Наиболее популярными среди перевязочных 
материалов являются вата и марля. 
Важные свойства перевязочных материалов – атравматичность и 
прочность, а при необходимости – придание стерильности. Наиболее 
важными показателями для материалов перевязки являются эластичность, 
проницаемость для воздуха и непроницаемость для микроорганизмов [
5]. 
Перевязочное средство относится к медицинским изделиям, которые 
изготавливаются из одного или нескольких слоев материалов, 
предназначенных для профилактики заражения и лечения ран [4]. 
На основе применяемой пропитки различными лекарствами, средства 

защиты выполняют исключительно роль защиты ран от заражений, повреждений, 
а также являются непосредственно лекарственным средством. 
Типология перевязочных средств в зависимости от формы представления 
можно наблюдать на рис. 1.1.  

Рис. 1.1. Виды перевязочных средств 

Медицинская продукция на основе волокон, нитей, тканей, 
пленки, нетканых материалов, производится промышленными предприятиями 
и применяется медицинским персоналом и больными [5]. 
Перевязочный материал применяется при оказании первой помощи, 
где невозможно применить циркулярную повязку. Кроме того, перевязочные 
материалы используются в процессе проведения операционных 
действий или перевязок. При его использовании достигаются цели, 
представленные на рис. 1.2.  
Перевязочные материалы и средства защиты должны быть легкими 
в использовании для облегчения труда врачей и медсестер, что 
позволит применять их также при индивидуальном лечении и помощи. 
Область применения перевязочных материалов и средств при оказании 
первой помощи очень расширенная: 
- прекращение кровотечения;
- удаление из раны продуктов распада ферментов, тканей, аллергенов, 
микробов, токсинов; 
- предохранение ран от многих факторов внешней среды (грязь,
пыль, холод, жара, и др.); 

- предостережение проникновения в рану микроорганизмов из
внешней среды, то есть избавление ран от вторичной инфекции; 
- в качестве лечебного воздействия на раневой процесс для профилактики 
и лечения герпеса, гриппа, урогенитальных инфекций: для 
обезболивающего, восстанавливающего, противомикробного, кровоостанавливающего, 
способного препятствовать развитию свободных 
радикалов, иммуностимулированию; 
- закрепление затвердевающих перевязочных средств защиты на
пораженной части тела, создание иммобилизации. 

Рис. 1.2. Цели перевязочных материалов и средств 

К современным перевязочным материалам и средствам защиты 
предъявляется ряд требований: однородность структуры, высокая гигроскопичность, 
химическая нейтральность, поддержание процессов регенерации, 
гипоаллергенность и сохранение устойчивости в процессе 
стерилизации или при взаимодействии с лекарствами.  
Таким образом, создается возможность придания перевязочным 
материалам дополнительных лечебных свойств в результате их пропитки (
импрегнирования) лекарственным веществом или использования 
перевязочных материалов в качестве подложки для лекарственных 
средств (композитов).  
Основными показателями качества перевязочных материалов являются [
6]:  
1. влажность - потеря в массе при высушивании за счет потери
гигроскопической влаги; 

2. поглотительная способность - возможность впитывать жидкость (
воду, кровь и др.), которая определяется количеством воды 
в граммах, поглощенной 1 г относительно сухой ваты; 
3. капиллярность - способность материала поднимать жидкость
из нижних слоев материала в его верхние слои за определенный промежуток 
времени, и определяется высотой поднятия жидкости по материалу 
в (мм); 
4. химическая нейтральность - нейтральная реакция водной вытяжки. 

Перевязочные материалы делят по классификациям в зависимости 
от физической структуры. Общая классификация перевязочных материалов 
приводится на рис. 1.3. 

Рис. 1.3. Классификация перевязочных материалов в зависимости 
от физической структуры 

Перевязочные материалы выпускаются в виде полотна, и они бывают 
тканые, вязальные и нетканые. Классификация перевязочного материала 
в зависимости от применяемого сырья представлена на рис. 1.4. 
Хлопковое перевязочное полотно включает широкий ассортимент 
материалов, который включен ниже: 
- марля с пропиткой;
- марля адсорбирующая;
- полотно перевязочное суровое (миткаль);
- полотно перевязочное отбеленное;
- марля.

Рис. 1.4. Классификация перевязочных материалов по составу 

Полотно перевязочное суровое с содержанием миткали слегка рыжеватого 
оттенка производится из хлопка, иногда с примесью вискозы, 
имеет большую плотность по сравнению с обычной марлей. Суровая 
неотбеленная и необезжиренная ткань применяется для тугого бинто-
вания и иммобилизационных повязок [7]. 
Полотно отбеленное перевязочное представляет собой суровое полотно 
после отбеливания и обезжиривания средней степени, применяется 
в случаях, требующих более плотных повязок. 
При рассмотрении льняного полотна можно наблюдать, что это довольно 
плотная и прочная ткань, хорошо переносящая стирку и стерилизацию. 
Применяется для операционных полотенец и салфеток [7]. 
Другим материалом для медицинских целей является марля, представляющая 
собой редкую сеткообразную ткань с содержанием чистого 
хлопка или примеси вискозы. Может быть как отбеленной гигроскопической, 
так и суровой. 
Выпускается марля с каким-либо средством лечебным свойством 
на основе пропитки. В качестве пропитки используют дерматол (основная 
висмутовая соль галловой кислоты), йодоформ или ксероформ [9]. 
Для тампонирования кровоточащих ран и повреждений паренхиматозных 
органов выпускается марля адсорбирующая, которая пропитана 
различными адсорбентами (Сорбацель, Оксицель, Саргицель) [8]. 
В настоящее время разрабатываются перевязочные материалы на 
основе следующих прогрессивных направлений: 

- самофиксирующиеся (липкие) перевязочные средства в области 
раны; 
- спектр фармакотерапевтических перевязочных средств на основе 
применения иммобилизированных протеолитических ферментов 
с антимикробным и анестезирующим действием; 
- улучшение сорбционной способности за счет повышения физических 
свойств; 
- повышение биосовместимости перевязочных средств и открытой 
раны; 
- пролонгирование действия перевязочных средств за счет постепенного 
рассасывания в тканях организма [9]. 
В последние годы иностранные производители выпускают бинты 
импрегнированные, которые пропитываются настоем, содержащим лекарственные 
вещества, в частности оксид цинка, каламин и др. Основное 
их предназначение – это лечение язв голени, в том числе варикозной 
и хронической экземы.  
Материалы для перевязки должны быть эластичными, проницаемыми 
для воздуха и непроницаемыми для микроорганизмов. Ассортимент 
перевязочных средств в настоящее время достаточно широк, 
но часто используемыми перевязочными материалами являются традиционные 
материалы – вата и бинт, которые применяются во всех сферах 
медицины. Медицинская марля дешевый расходный материал в медицинских 
организациях. За счет гигроскопичности, легкости и прочности 
она находит применение в различных областях медицины. Данный 
материал является популярным не только из-за стоимости, ни и из-
за хороших физико-механических свойств. 

1 . 2 .  И с т о р и я  в о з н и к н о в е н и я  
и  у с о в е р ш е н с т в о в а н и е  п е р е в я з о ч н ы х  м а т е р и а л о в  

Одним из первых перевязочных материалов, известных еще со времен 
Древнего Египта являлись полоски льняной ткани, на которые 
накладывались смола из меда, масла, вина [11]. Очень часто бинты