Дослідження антибактеріального ефекту нанонаповнених полімерних матеріалів

Abstract

Метою наукової роботи є дослідження антибактеріального ефекту нанонаповнених полімерних матеріалів на основі суміші поліпропілен/співполіамід з додаванням вуглецевих нанотрубок. Для оцінки антибактеріального ефекту нанонаповнених полімерних матеріалів використали референтні штами бактерій Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923 та Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. Визначали антибактеріальну дію полімерних зразків методом окислювально-відновлювальної індикації із застосуванням резазуринату натрію. Для дослідження можливості бактеріальних клітин прикріплюватися до полімерних матеріалів, також аналізували зразки, відібрані після 24-годинного культивування, за допомогою тесту з резазуринатом натрію. Статистичну достовірність перевіряли за допомогою т-критерію Вілкоксона. Досліджено антибактеріальний ефект нанонаповнених полімерних матеріалів на основі суміші поліпропілен/співполіамід з додаванням вуглецевих нанотрубок. Встановлено, що вихідний поліпропілен/співполіамід з вуглецевими нанотрубками достовірно пригнічує ріст E. coli. Дослідження антиадгезивних властивостей полімерів показало ефективні та достовірні відштовхувальні властивості проти прикріплення клітин E. coli, P. aeruginosa та S. aureus для поліпропілену/співполіаміду з вуглецевими нанотрубками. Наукова новизна роботи полягає у встановленні антибактеріальних та антиадгезивних властивостей нанонаповнених полімерних матеріалів на основі суміші поліпропілен/співполіамід з додаванням вуглецевих нанотрубок. Встановлено антибактеріальний ефект вихідного поліпропілену/ співполіаміду з додаванням вуглецевих нанотрубок (1 мас. %), а також високу антиадгезивну дію поліпропілену/співполіаміду з додаванням вуглецевих нанотрубок проти ряду бактеріальних штамів, що є важливим для матеріалів біомедичного застосування.

The aim of the scientific work is to research the antibacterial effect of nano-filled polymer materials based on a mixture of polypropylene/co-polyamide with the addition of carbon nanotubes. To evaluate the antibacterial effect of nano-filled polymer materials, reference strains of Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 bacteria were used. The antibacterial effect of polymer samples was determined by the method of redox indication using sodium resazurinate. To investigate the ability of bacterial cells to attach to polymeric materials, samples taken after 24-hour cultivation were also analyzed using the sodium resazurinate test. Statistical validity was tested using the Wilcoxon t-test. The antibacterial effect of nanofilled polymer materials based on a mixture of polypropylene/copolyamide with the addition of carbon nanotubes was studied. It was established that the original polypropylene/co-polyamide with carbon nanotubes reliably inhibits the growth of E. coli. Investigation of anti-adhesive properties of polymers showed effective and reliable repellency against E. coli, P. aeruginosa and S. aureus cell attachment for polypropylene/co-polyamide with carbon nanotubes. The scientific novelty of the work consists in establishing the antibacterial and anti-adhesive properties of nano-filled polymer materials based on a mixture of polypropylene/co-polyamide with the addition of carbon nanotubes. The antibacterial effect of the original polypropylene/co-polyamide with the addition of carbon nanotubes (1 wt.%) was established, as well as the high anti-adhesive effect of polypropylene/co-polyamide with the addition of carbon nanotubes against a number of bacterial strains, which is important for materials in contact with wound surfaces.