Влияние состава на структуру и свойства медицинских композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и поливинилпирролидона, сформированных методом электроспиннинга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Твердохлебова Тамара Сергеевна

• Твердохлебова Тамара Сергеевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Твердохлебова Тамара Сергеевна

Введение

1 Композиционные материалы для лечения гнойных ран

1.1 Строение и функции кожи человека

1.2 Классификация ран

1.3 Повязки для лечения ран, критерии «идеальной» повязки

1.4 Способы изготовления повязок для лечения ран

1.5 Электроспиннинг

1.6 Полимерные / фторполимерные пьезоэлектрики

1.7 Резистентность к антибиотикам

2 Материалы и методы исследования

2.1 Методология работы

2.2 Материалы и технологическое оборудование

2.2.1 Характеристики основных исходных материалов

2.2.1.1 Сополимер винилиденфторида с тетрафторэтиленом

2.2.1.2 Поли^-винилпирролидон)

2.2.1.3 Наночастицы оксида цинка

2.2.2 Характеристики вспомогательных веществ и материалов

2.2.2.1 Ацетон

2.2.2.2 Изопропиловый спирт

2.2.2.3 Диметилформамид

2.3 Изготовление пьезоэлектрических композиционных материалов

2.3.1 Изготовление композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и поливинилпирролидона

2.3.2 Изготовление композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом, поливинилпирролидона и наночастиц оксида цинка

2.4 Методы исследования

2.4.1 Методы исследования прядильных растворов, предназначенных для формирования композиционных материалов методом электроспиннинга

2.4.1.1 Проводимость прядильных растворов

2.4.1.2 Вязкость прядильных растворов

2.4.2 Методы исследования физико-химических свойств композиционных материалов

2.4.2.1 Сканирующая электронная микроскопия

2.4.2.2 Энергорассеивающая рентгеновская спектроскопия

2.4.2.3 Прочность и удлинение при одноосном растяжении

2.4.2.4 Хроматография

2.4.2.5 Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье

2.4.2.6 Рентгеноструктурный анализ

2.4.2.7 Атомно-силовая микроскопия пьезоотклика

2.4.4 Исследования медико-биологических свойств композиционных

материалов

2.4.4.1 Исследование адгезии, жизнеспособности и пролиферативной активности клеток

2.4.4.2 Антибактериальная активность

2.4.4.3 Изучение способности композиционных материалов восстанавливать кожный покров в случае инфицированной раны in vivo

2.5 Статистический анализ

3 Структура и свойства пьезоэлектрических композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и поливинилпирролидона

3.1 Исследование физико-химических свойств пьезоэлектрических композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и поливинилпирролидона

3.2 Исследование медико-биологических свойств пьезоэлектрических композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и поливинилпирролидона

3.3 Практическое применение

3.4 Выводы по главе

4 Свойства пьезоэлектрических композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом, поливинилпирролидона и наночастиц оксида цинка

4.1 Исследование физико-химических свойств пьезоэлектрических композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом, поливинилпирролидона и наночастиц оксида цинка

4.2 Исследование медико-биологических свойств пьезоэлектрических композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом, поливинилпирролидона и наночастиц оксида цинка

4.3 Практическое применение

4.4 Выводы по главе

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Приложение А Патент на способ получения антибактериального материала

Приложение Б Заключение этического комитета

Приложение В Акт внедрения в научную деятельность результатов

диссертационной работы

Приложение Г Акт внедрения в учебный процесс результатов диссертационной

работы

Приложение Д Акт об использовании результатов диссертационной работы в учебном процессе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние состава на структуру и свойства медицинских композиционных материалов на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и поливинилпирролидона, сформированных методом электроспиннинга»

Введение

Актуальность темы. Разработка перевязочных средств на основе композиционных материалов для лечения гнойных ран является одним из актуальных и перспективных направлений исследований во всем мире. Использование композиционных перевязочных средств позволяет одновременно решить несколько важных задач: преодоление проблемы резистентности к антибиотикам, формирование необходимого профиля антимикробной активности и его поддержание в течение необходимого времени, снижение концентрации антимикробного агента и уменьшение его токсичности, увеличение терапевтического эффекта, снижение экологической нагрузки на окружающую среду, увеличение доступности высокотехнологичной медицинской помощи.

Основные компоненты, используемые для создания эффективных перевязочных средств на основе композиционных материалов, поставляются в Россию из-за рубежа, что существенно повышает стоимость данных перевязочных средств и снижает доступность эффективной медицинской помощи широким слоям населения. Разработка эффективных отечественных перевязочных средств для лечения гнойных ран является важным направлением научно -технологического развития Российской Федерации, которое закреплено в статье 20: «Переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных)» Указа Президента Российской Федерации «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации» Федерального закона от 28 июня 2014 года № 172-ФЗ «О стратегическом планировании в Российской Федерации» (с изменениями на 15 марта 2021 года).

Работа выполнена в Научно-образовательном центре Б.П. Вейнберга федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» в сотрудничестве с коллегами кафедры

госпитальной хирургии с курсом сердечно-сосудистой хирургии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Степень разработанности темы. Композиционные материалы из сверхтонких полимерных волокон, сформированные методом электроспиннинга, являются одним из наиболее перспективных видов материалов, используемых для создания эффективных перевязочных средств для лечения гнойных ран. Особый интерес представляют пьезоэлектрические композиционные материалы, стимулирующие процесс регенерации поврежденных тканей за счет непроизвольных механических воздействий на перевязочный материал как со стороны окружающей среды, так и со стороны повреждённых тканей или органов. В настоящее время исследования, направленные на получение пьезоэлектрических композиционных материалов для приложений регенеративной медицины, проводятся в ряде ведущих исследовательских центров России и за рубежом. Известны результаты научных групп Universidade do Minho (S. Lanceros-Mendez), New Jersey Institute of Technology (T. L. Arinzeh), National Center for Nanoscience and Technology (Z. Li), Томского политехнического университета (Р.А. Сурменев). Ряд работ посвящен проблеме получения и улучшению функциональных и биосовместимых свойств композиционных материалов на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) и гидрофильных полимеров, функционализированных наночастицами благородных металлов посредством вариаций химического и структурно-фазового состояния композиционного материала. Недостаток композиционных материалов на основе ПВДФ заключается в том, что наиболее стабильной полиморфной модификацией полимера является параэлектрическая а-форма, не обладающая электрической активностью. Кроме того, для растворения ПВДФ используются высококипящие токсичные органические растворители, такие как диметилформамид и диметилацетамид. Эти обстоятельства заставляют использовать дополнительные технологические приемы для увеличения количества электрически активных кристаллических фаз и

удаления токсичных растворителей, снижают производительность систем электроспиннинга по волокну. Решение перечисленных проблем возможно путем создания композиционных материалов из отечественного полимера - сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом (ВДФ-ТеФЭ). Сополимер ВДФ-ТеФЭ обладает высокими значениями пьезоэлектрических коэффициентов, растворяется в низкотоксичных легкокипящих органических растворителях (ацетон, метилэтилкетон), способен кристаллизоваться в электрически активной Р-фазе сразу из расплава. В настоящее время не исследовано влияние соотношения полимерных компонентов на структуру и комплекс физико-химических и медико-биологических свойств композиционных материалов на основе сополимера ВДФ-ТеФЭ с ПВП, сформированных методом электроспиннинга. Не разработаны композиционные пьезоэлектрические материалы на основе сополимера ВДФ ТеФЭ и ПВП, пригодные для изготовления перевязочных средств для лечения гнойных ран.

Цель работы - разработка новых пьезоэлектрических композиционных материалов, изготовленных методом электроспиннинга, на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом, поливинилпирролидона и наночастиц оксида цинка для регенеративной медицины.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследовать влияние соотношения ВДФ-ТеФЭ/ПВП, при постоянной концентрации полимеров, смесевого растворителя и наночастиц 7пО в прядильных растворах для получения пьезоэлектрических композиционных материалов методом электроспиннинга, на электропроводность и вязкость прядильных растворов;

- сформировать методом электроспиннинга пьезоэлектрические композиционные материалы с различным соотношением ВДФ-ТеФЭ/ПВП и пьезоэлектрические композиционные материалы при вариации состава ВДФ-ТеФЭ/ПВП при постоянном содержании наночастиц 7пО для проведения экспериментальных исследований;

- исследовать влияние соотношения ВДФ-ТеФЭ/ПВП на структуру, химический и фазовый состав сформированных композиционных материалов;

- исследовать влияние соотношения ВДФ-ТеФЭ/ПВП на пьезоэлектрические свойства нановолокон в сформированных композиционных материалах;

- исследовать разработанные пьезоэлектрические композиционные материалы на лабораторных животных на способность восстанавливать кожные покровы в случае гнойной раны в сравнении с клинически используемым перевязочным материалом;

- провести комплексный анализ полученных экспериментальных данных.

Объекты исследования: пьезоэлектрические композиционные материалы на основе сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и поливинилпирролидона; пьезоэлектрические композиционные материалы на основе сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и поливинилпирролидона, функционализированные наночастицами оксида цинка.

Предмет исследования - физико-химические и медико-биологические свойства пьезоэлектрических композиционных материалов, сформированных методом электроспиннинга, на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и поливинилпирролидона и наночастиц оксида цинка в зависимости от соотношения полимерных компонентов в прядильных растворах.

Научная новизна. Научной новизной характеризуются следующие результаты исследования:

1. Методом электроспиннинга получены композиционные материалы из сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом (ВДФ-ТеФЭ), поливинилпирролидона (ПВП) и наночастиц оксида цинка. Установлена зависимость вязкости и электропроводности прядильных растворов, а также структуры, физико-химических и биологических свойств сформированных композиционных материалов от содержания полимерных компонентов.

2. Исследован процесс формирования электрически активной кристаллической Р-фазы в сополимере ВДФ-ТеФЭ при его сокристаллизации с ПВП в условиях получения композиционных материалов методом электроспиннинга. Установлена зависимость между размером кристаллитов Р-фазы в сополимере ВДФ-ТеФЭ и пьезоэлектрическим откликом волокон в сформированных композиционных материалах.

3. Установлен оптимальный диапазон массовых соотношений ПВП и ВДФ-ТеФЭ в прядильном растворе, обеспечивающий получение методом электроспиннинга композиционных материалов, способных эффективно восстанавливать кожные покровы, поврежденные гнойной раной, без включения антибиотиков в состав композиционного материала.

Теоретическая значимость работы. Установлена зависимость структуры, химического и фазового состава, механических и пьезоэлектрических свойств в композиционных материалах на основе сополимера ВДФ-ТеФЭ и ПВП, изготовленных методом электроспиннинга, от соотношения полимерных компонентов в прядильных растворах. Установлены оптимальные соотношения полимерных компонентов в прядильных растворах, обеспечивающих получение пьезоэлектрических композиционных материалов, способствующих эффективной регенерации поврежденных кожных покровов, осложнённых гнойным воспалением тканей без использования антибиотиков. Установленные закономерности влияния соотношения полимерных компонентов в прядильных растворах на физико-химические и медико-биологические свойства сформированных пьезоэлектрических композиционных материалов вносят вклад в развитие представлений о формировании электрически активных композиционных материалов, изготовленных методом электроспиннинга.

Практическая значимость работы. С учетом того, что пьезоэлектрические композиционные материалы, сформированные методом электроспиннинга из фторсодержащих полимеров, активно используются в качестве датчиков, сенсоров, сепараторов литий-ионных батарей, газодиффузионных слоев водородных топливных ячеек, фильтров жидких и

газообразных агрессивных сред, полученные результаты будут востребованы в области машиностроения, электроники, водородной энергетики, химической промышленности. Разработанный перевязочный материал позволяет эффективно подавлять процесс развития патогенной микрофлоры в раневом ложе без использования антибиотиков и ускорять заживление гнойной раны. Композиционные материалы, изготовленные в рамках подготовки диссертационной работы, используются в научном и учебном процессах в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г. Томск), федеральном государственном бюджетном учреждении «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г. Санкт-Петербург), федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (г. Томск).

Методология и методы исследования. Методологической основой работы являются следующие предположения:

наличие у сополимера ВДФ-ТеФЭ пьезоэлектрических свойств, благодаря которым материалы на основе данного фторполимера способны стимулировать процессы регенерации тканей посредством электрической стимуляции, не требуя внешних источников электрической энергии, имплантации батарей или электродов;

способность поливинилпирролидона эффективно транспортировать в зону, поражённую патогенами, антибактериальный агент;

отсутствие резистентности к оксиду цинка и наличие у наночастиц оксида цинка антибактериальных свойств и.

Для изучения свойств прядильных растворов, предназначенных для формирования композиционных материалов, использовали методы кондуктометрии и вискозиметрии. Для исследования физико-химических свойств экспериментальных образцов композиционных материалов применяли следующие

методы: сканирующая электронная микроскопия, энергодисперсионная спектроскопия, оптическая гониометрия, газовая хроматография, инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье, рентгеноструктурный анализ, атомно-силовая микроскопия, исследование прочности и относительного удлинения при одноосном растяжении.

Для оценки биологических свойств разработанных композиционных материалов исследовали антибактериальную активность в отношении патогенов, а также адгезию, жизнеспособность и пролиферативную активность фибробластов линии 3T3L1. Натурные исследования способности пьезоэлектрических композиционных материалов восстанавливать кожные покровы в случае гнойной раны проводили на белых крысах линии Wistar. Исследования биологических свойств проведены на базе федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» (г. Кемерово) и федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г. Томск).

Статистическую обработку полученных экспериментальных результатов осуществляли с использованием программного комплекса Prism software (GraphPad, США).

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения:

1. Физико-химические и медико-биологические свойства композиционных материалов, изготовленных методом электроспиннинга на основе сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом (ВДФ-ТеФЭ) и поливинилпирролидона (ПВП), определяются соотношением полимеров в прядильном растворе. Увеличение содержания ПВП в прядильном растворе до 50 мас. % приводит к снижению вязкости и проводимости прядильных растворов, что вызывает снижение диаметра волокон, уменьшение показателей прочности и относительного

удлинения, снижение биосовместимости и увеличение антибактериальной активности композиционных материалов.

2. Зависимость пьезоэлектрического отклика волокон, формирующих композиционный материал, от содержания ПВП в прядильных растворах носит нелинейный характер. Увеличение содержания ПВП до 5 мас. % позволяет увеличить значение пьезоэлектрического отклика композиционных волокон с 1,6 ± 0,3 до 4,32 ± 1,8 пм/В. Дальнейшие увеличение до 50 мас. % вызывает снижение значения пьезоэлектрического отклика до 0,55 ± 0,20 пм/В, что обусловлено разупорядочиванием электрически активной Р-фазы в сополимере ВДФ-ТеФЭ.

3. Пьезоэлектрические композиционные материалы на основе сополимера ВДФ-ТеФЭ, ПВП и наночастиц 7пО, полученные методом электроспиннинга из прядильных растворов, содержащих ПВП в диапазоне от 5 до 10 мас. %, используемые в качестве перевязочного материала, способствуют более чем двукратному сокращению площади гнойной раны по сравнению с клинически используемыми антибактериальными повязками, что обусловлено пьезоэлектрическими и антибактериальными свойствами композиционных материалов, способностью сорбировать гнойный экссудат и не травмировать рану при перевязке.

Реализация результатов работы. Разработанные в ходе выполнения диссертационной работы экспериментальные образцы композиционных материалов внедрены в научный и учебный процессы в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г. Санкт-Петербург), Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Томск, Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск.

Достоверность и обоснованность. Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается использованием современных высокоточных методов исследования, поверенного измерительного оборудования, достаточным объемом экспериментальных данных, сопоставлением результатов с ранее опубликованными. Исследования проведены с использованием современного высокоточного поверенного оборудования на базе научно-образовательного центра «Наноматериалы и нанотехнологии» федерального государственного автономного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (г. Томск), Томского регионального центра коллективного пользования (ТРЦКП) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» (г. Томск).

Апробация результатов исследования. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: Международная научно-техническая молодежная конференция «Перспективные материалы конструкционного назначения» (Томск, 2019), XXI Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2020), XVII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2020), XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2021), XVII Международная научно-практическая конференция «Новые полимерные композиционные материалы» «Микитаевские чтения» (п. Эльбрус, 2021), Международная научно-техническая молодежная конференция «Перспективные материалы конструкционного и функционального назначения» (Томск, 2022).

Личный вклад автора заключается в анализе литературных данных, решении основных задач исследования, планировании и проведении экспериментальных работ, анализе полученных данных, формулировке выводов и

положений, выносимых на защиту, подготовке публикаций и докладов по теме работы.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 4 статьи в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (из них 3 статьи в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science, 1 статья в зарубежном научном журнале, входящем в Scopus), 2 статьи в сборниках материалов конференций, представленных в изданиях, входящих в Scopus, 1 статья в прочем научном журнале, 5 публикаций в сборниках материалов международных научных и научно-практических конференций, 1 учебное пособие; получен 1 патент Российской Федерации (Приложение А).

Диссертационная работа выполнена в рамках грантов РФФИ № 20-33-90159 «Разработка композиционных пьезоэлектрических имплантатов с различным содержанием электрически активных кристаллических фаз для управления кинетикой выхода фармакологически активных веществ из имплантата под воздействием внешних физических факторов», РФФИ № 20-03-00171 «Исследование особенностей кристаллизации сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом в композиционных сегнетоэлектрических мембранах для приложений реконструктивно-восстановительной хирургии».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений, списка литературы, включающего 174 наименования, и пяти приложений. Объем работы составляет 133 страницы машинописного текста, включая 25 рисунков, 16 таблиц.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и признательность коллегам из Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга Национального исследовательского Томского политехнического университета, особенно кандидату технических наук С.И. Горенинскому, кандидату физико-математических наук А.И. Козельской, Т.С. Коврижных, коллегам с кафедры «Госпитальной хирургии с курсом сердечно-сосудистой хирургии» Сибирского

государственного медицинского университета Минздрава России, а также близким, вклад которых в эту работу неоценим. Отдельную благодарность автор выражает научному руководителю кандидату технических наук Евгению Николаевичу Больбасову за доверие, веру, помощь и поддержку при написании данной диссертационной работы. И конечно, бесконечная благодарность дорогим и близким людям, которые меня поддерживали на всем пути.

1 Композиционные материалы для лечения гнойных ран 1.1 Строение и функции кожи человека

Кожа (от лат. Cutis) является наружным покровом позвоночных животных и людей. Покрывая площадь около 1,5 - 2,3 м2 кожа человека является самым большим органом. Кожа одновременно выполняет несколько важных функций:

- обеспечивает защитный барьер от механических, термических и физических травм, опасных веществ и микроорганизмов;

- предотвращает потерю влаги;

- снижает вредное воздействие ультрафиолетового излучения благодаря содержащемуся в ней пигменту - меланину;

- действует как орган чувств, обеспечивая осязание и определение температуры;

- обеспечивает терморегуляцию организма;

- является важным иммунным органом для обнаружения инфекций;

- обеспечивает синтез витамина D.

Строение кожи представлено на рисунке 1. Основными слоями кожи являются эпидермис (внешний слой), дерма (средний слой) и подкожный жир (самый глубокий слой).

Эпидермис - внешний или верхний слой кожи толщиной от 0,03 мм до 1,5 мм. Эпидермис состоит из пяти основных слоев: рогового, блестящего, зернистого шиповатого и базального. Данный слой кожи обеспечивает защиту организма от неблагоприятных условий окружающей среды, защищает от проникновения микроорганизмов, обеспечивает водонепроницаемый барьер, отвечает за выработку меланина - темного пимента, который обеспечивает коже ее цвет. Эпидермис постоянно обновляется посредством притока новых клеток из базального слоя и отшелушивания старых с верхнего рогового слоя.

Рисунок 1 - Схема строения кожи [1]

Дерма - средний слой кожи, располагается под эпидермисом. Она сформирована плотной соединительной тканью. В этом слое кожи расположены многочисленные нервные окончания, осязательные, холодовые и тепловые рецепторы, которые позволяют воспринимать сигналы окружающей среды. В дерме располагаются волосяные фолликулы, потовые и сальные железы.

Самый глубокий слой кожи - подкожная клетчатка (гиподерма). Она прилегает к дерме и представлена рыхлой соединительной тканью. В ней находится большое количество жировых клеток, в которых накапливаются запасные жиры. Этот слой выполняет роль подушки, смягчает механические воздействия, защищает внутренние органы от травм, а также выполняет теплоизолирующую функцию [2].

Являясь защитным экраном организма от внешней среды, кожа наиболее часто подвергается повреждениям, в том числе ранам. Большинство ран заживают без осложнений. Это обусловлено регенерацией кожи - заменой клеток на поверхности кожи клетками из нижних слоев. Однако в случае гнойных и/или хронических ран процесс естественной регенерации затрудняется. Таким образом, кожа не в состоянии выполнять все свои функции.

1.2 Классификация ран

Рана - это нарушение целостности кожи или слизистых оболочек, как правило, сопровождающееся повреждением глубжележащих тканей или органов, вызванное механическим воздействием [3].

Существует большое количество разновидностей ран. Процесс заживления каждой раны уникален. Наружные раны легче лечить, чем внутренние, потому что видимые раны отражают их осложнения. Раны характеризуются на основе видимости, загрязнения, времени заживления, потери ткани и т. д.

По степени бактериального загрязнения различают асептические, контаминированные и инфицированные раны [3].

Асептические или чистые раны, т. е. нанесенные в стерильных условиях (при соблюдении правил асептики) согласно современным представлениям, операционные раны называют «условно стерильными» и требуют назначения в послеоперационном периоде антибиотикопрофилактики.

Контаминированные (микробно загрязненные) - все случайные раны, а также случаи, когда в результате условно чистых операций в рану попадают патогенные микроорганизмы из патологического очага (острый аппендицит, перитонит и т. д.); определяющим фактором перехода контаминированной раны в инфицированную является недостаточность антибактериальной терапии.

Инфицированные (в том числе и гнойные) - раны, характеризующиеся развитием активного воспаления с иммунным компонентом в ответ на контаминацию патогенными микроорганизмами при отсутствии адекватной антибактериальной терапии.

Гнойная рана - это рана, в которой развивается инфекционный процесс, так как защитные силы организма не справляются с микробами, попавшими в неё. Иначе такую рану называют инфицированной. Она сопровождается симптомами воспаления: болью, покраснением, скоплением крови и лимфы в окружающих тканей, а также наличием гнойного отделяемого с неприятным запахом. Изображение гнойной раны представлено на рисунке 2.

Непосредственно гнойные раны подразделяют на два типа:

- первично-гнойные - возникают после прорыва гнойника внутри мягких тканей (например, при абсцессе и флегмоне). В данном случае повреждённые окружающие ткани сразу же являются инфицированными;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Твердохлебова Тамара Сергеевна, 2023 год

Список литературы

1. Строение кожи [Электронный ресурс]. - [Б.м., б.г.]. - URL: https://image.shutterstock.com/image-vector/skin-sensory-receptors-concept-nerve-600w-1858922863 (дата обращения: 8.03.2021).

2. Функции и строение кожи [Электронный ресурс]. - [Б.м.], 2022. -№ 8.5.2017. - URL: https://www.yaHass.ru/p/biologia/8-klass/naruzhnyi-pokrov-tela-cheloveka-16086/kozha-stroenie-i-znachenie-16087/re-89e2b958-1 d34-4951 -ae22-79c920884fd4 (дата обращения: 8.03.2021).

3. Завражнов А. А. Раны и раневой процесс: учебно-методическое пособие для интернов, ординаторов и практических врачей / А. А. Завражнов, М.Ю. Гвоздев, В. А. Крутова, А.А. Ордокова. - Краснодар, 2016. - 29 с.

4. Гостищев В.К. Инфекции в хирургии: Руководство для врачей / В.К. Гостищев. - Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 768 с.

5. ConvaTec. Лечение гнойных ран [Электронный ресурс]. - [Б.м.], 2021.

- URL: https://convatec-russia.ru/company/articles/lechenie-gnoynykh-ran/ (дата обращения: 13.03.2021).

6. Hayes T.R. Wound dressings / T.R. Hayes, B. Su // Electrospinning for Tissue Regeneration. - Elsevier, 2011. - P. 317-339.

7. A dressing history / D. Queen [et al.] // Int. Wound J. - 2004. - Vol. 1, № 1. - P. 59-77.

8. Jones V. Wound dressings / V. Jones, J.E. Grey, K.G. Harding // BMJ. -2006. - Vol. 332, № 7544. - P. 777-780.

9. Electrospun nanofibrous polyurethane membrane as wound dressing / M.-S. Khil [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. - 2003. - Vol. 67B, № 2. - P. 675-679.

10. Fabrication and characterization of a sponge-like asymmetric chitosan membrane as a wound dressing / F.-L. Mi [et al.] // Biomaterials. - 2001. - Vol. 22, № 2.

- P. 165-173.

11. The Future Prospects of Microbial Cellulose in Biomedical Applications / W.K. Czaja [et al.] // Biomacromolecules. - 2007. - Vol. 8, № 1. - P. 1-12.

12. Davis A. Bioactive Hybrid Composite Membrane with Enhanced Antimicrobial Properties for Biomedical Applications / A. Davis, K. Balasubramanian // Def. Sci. J. - 2016. - Vol. 66, № 4. - P. 434.

13. Dextran hydrogel scaffolds enhance angiogenic responses and promote complete skin regeneration during burn wound healing / G. Sun [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2011. - Vol. 108, № 52. - P. 20976-20981.

14. Electron beam crosslinked PEO and PEO/PVA hydrogels for wound dressing / F. Yoshii [et al.] // Radiat. Phys. Chem. - 1999. - Vol. 55, № 2. - P. 133-138.

15. Flexible and Microporous Chitosan Hydrogel/Nano ZnO Composite Bandages for Wound Dressing: In Vitro and In Vivo Evaluation Sudheesh / P.T. Kumar [et al.] // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2012. - Vol. 4, № 5. - P. 2618-2629.

16. Kokabi M. / PVA-clay nanocomposite hydrogels for wound dressing / M. Kokabi, M. Sirousazar, Z.M. Hassan // Eur. Polym. J. - 2007. - Vol. 43, № 3. - P. 773781.

17. Chitosan film containing fucoidan as a wound dressing for dermal burn healing: Preparation and in vitro/in vivo evaluation / A.D. Sezer [et al.] // AAPS PharmSciTech. - 2007. - Vol. 8, № 2. - P. E94-E101.

18. Pranoto Y. Enhancing antimicrobial activity of chitosan films by incorporating garlic oil, potassium sorbate and nisin / Y. Pranoto, S.K. Rakshit, V.M. Salokhe // LWT - Food Sci. Technol. - 2005. - Vol. 38, № 8. - P. 859-865.

19. Physical properties of silk fibroin/chitosan blend films / H. Kweon [et al.] // J. Appl. Polym. Sci. - 2001. - Vol. 80, № 7. - P. 928-934.

20. Altiok D. Physical, antibacterial and antioxidant properties of chitosan films incorporated with thyme oil for potential wound healing applications / D. Altiok, E. Altiok, F. Tihminlioglu // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2010. - Vol. 21, № 7. - P. 22272236.

21. A Novel Route for the Preparation of Silver Loaded Polyvinyl Alcohol Nanogels for Wound Care Systems / S. Anjum [et al.] // Int. J. Polym. Mater. Polym. Biomater. - 2015. - Vol. 64, № 17. - P. 894-905.

22. Preparation and characterisation of thermoresponsive nanogels for smart

antibacterial fabrics / M. Zafar [et al.] // Mater. Sci. Eng. C. - 2014. - Vol. 40. - P. 135141.

23. Preparation of SMART wound dressings based on colloidal microgels and textile fibres Cornelius / V. Cornelius [et al.] // Proceedings. - 2006. - Vol. 6413. - P. 64130X.

24. Development of novel chitin/nanosilver composite scaffolds for wound dressing applications / K. Madhumathi [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2010. - Vol. 21, № 2. - P. 807-813.

25. Effect of chitosan acetate bandage on wound healing in infected and noninfected wounds in mice / M. Burkatovskaya [et al.] // Wound Repair Regen. - 2008. - Vol. 16, № 3. - P. 425-431.

26. Evaluation of electrospun PCL/gelatin nanofibrous scaffold for wound healing and layered dermal reconstitution / E. Chong [et al.] // Acta Biomater. - 2007. -Vol. 3, № 3. - P. 321-330.

27. Nano-TiO 2 /collagen-chitosan porous scaffold for wound repairing / X. Fan [et al.] // Int. J. Biol. Macromol. - 2016. - Vol. 91. - P. 15-22.

28. Yadav R. Polyacrylonitrile/Syzygium aromaticum hierarchical hydrophilic nanocomposite as a carrier for antibacterial drug delivery systems / R. Yadav, K. Balasubramanian // RSC Adv. - 2015. - Vol. 5, № 5. - P. 3291-3298.

29. Purushothaman A.E. Development of highly porous, Electrostatic force assisted nanofiber fabrication for biological applications / A.E. Purushothaman, K. Thakur, B. Kandasubramanian // Int. J. Polym. Mater. Polym. Biomater. - 2020. - Vol. 69, № 8. - P. 477-504.

30. Castner D.G. Biomedical surface science: Foundations to frontiers / D.G. Castner, B.D. Ratner // Surf. Sci. - 2002. - Vol. 500, № 1-3. - P. 28-60.

31. Nanotopography-induced changes in focal adhesions, cytoskeletal organization, and mechanical properties of human mesenchymal stem cells / E.K.F. Yim [et al.] // Biomaterials. - 2010. - Vol. 31, № 6. - P. 1299-1306.

32. Gore P.M. Heterogeneous wettable cotton based superhydrophobic Janus biofabric engineered with PLA/functionalized-organoclay microfibers for efficient oil-

water separation / P.M. Gore, B. Kandasubramanian // J. Mater. Chem. A. - 2018. - Vol. 6, № 17. - P. 7457-7479.

33. Gore P.M. Bionic creation of nano-engineered Janus fabric for selective oil/organic solvent absorption / P.M. Gore, M. Dhanshetty, K. Balasubramanian // RSC Adv. - 2016. - Vol. 6, № 112. - P. 111250-111260.

34. Pamfil D. Poly (vinyl alcohol)/chitosan cryogels as PH responsive ciprofloxacin carriers / D. Pamfil, E. Butnaru, C. Vasile // J. Polym. Res. - 2016. - Vol. 23, № 8. - P. 146.

35. Ambekar R.S. A polydopamine-based platform for anti-cancer drug delivery / R.S. Ambekar, B. Kandasubramanian // Biomater. Sci. - 2019. - Vol. 7, №2 5. - P. 17761793.

36. Controlled release of bone morphogenetic protein 2 and dexamethasone loaded in core-shell PLLACL-collagen fibers for use in bone tissue engineering / Y. Su [et al.] // Acta Biomater. - 2012. - Vol. 8, № 2. - P. 763-771.

37. Sustained delivery of recombinant human bone morphogenetic protein-2 from perlecan domain I - functionalized electrospun poly (e-caprolactone) scaffolds for bone regeneration / Y.-C. Chiu [et al.] // J. Exp. Orthop. - 2016. - Vol. 3, № 1. - P. 25.

38. Current sustained delivery strategies for the design of local neurotrophic factors in treatment of neurological disorders / H. Liu [et al.] // Asian J. Pharm. Sci. -2013. - Vol. 8, № 5. - P. 269-277.

39. Nerve Guidance Conduits from Aligned Nanofibers: Improvement of Nerve Regeneration through Longitudinal Nanogrooves on a Fiber Surface / C. Huang [et al.] // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2015. - Vol. 7, № 13. - P. 7189-7196.

40. Promotion of skin regeneration in diabetic rats by electrospun core-sheath fibers loaded with basic fibroblast growth factor / Y. Yang [et al.] // Biomaterials. - 2011. - Vol. 32, № 18. - P. 4243-4254.

41. Laschke M.W. Vascularization in Tissue Engineering: Angiogenesis versus Inosculation / M.W. Laschke, M.D. Menger // Eur. Surg. Res. - 2012. - Vol. 48, № 2. -P. 85-92.

42. Electrospun polymeric micro/nanofibrous scaffolds for long-term drug

release and their biomedical applications / Q. Zhang [et al.] // Drug Discov. Today. -2017. - Vol. 22, № 9. - P. 1351-1366.

43. Rogalski J.J. Rotary jet spinning review - a potential high yield future for polymer nanofibers / J.J. Rogalski, C.W.M. Bastiaansen, T. Peijs // Nanocomposites. -2017. - Vol. 3, № 4. - P. 97-121.

44. Novel Making of Bacterial Cellulose Blended Polymeric Fiber Bandages / E. Altun [et al.] // Macromol. Mater. Eng. - 2018. - Vol. 303, № 3. - P. 1700607.

45. Co-Culture of Keratinocyte- Staphylococcus aureus on Cu-Ag-Zn/CuO and Cu-Ag-W Nanoparticle Loaded Bacterial Cellulose:PMMA Bandages / E. Altun [et al.] // Macromol. Mater. Eng. - 2019. - Vol. 304, № 1. - P. 1800537.

46. Abrigo M. Electrospun Nanofibers as Dressings for Chronic Wound Care: Advances, Challenges, and Future Prospects / M. Abrigo, S.L. McArthur, P. Kingshott // Macromol. Biosci. - 2014. - Vol. 14, № 6. - P. 772-792.

47. Handspinning Enabled Highly Concentrated Carbon Nanotubes with Controlled Orientation in Nanofibers / H. Lee [et al.] // Sci. Rep. - 2016. - Vol. 6, № 1. - P. 37590.

48. Heseltine P.L. Developments in Pressurized Gyration for the Mass Production of Polymeric Fibers / P.L. Heseltine, J. Ahmed, M. Edirisinghe // Macromol. Mater. Eng. - 2018. - Vol. 303, № 9. - P. 1800218.

49. Fiber Formation from Silk Fibroin Using Pressurized Gyration / P.L. Heseltine [et al.] // Macromol. Mater. Eng. - 2019. - Vol. 304, № 1. - P. 1800577.

50. Tahalyani J. Investigation of dielectric properties of free standing electrospun nonwoven mat / J. Tahalyani, S. Datar, K. Balasubramanian // J. Appl. Polym. Sci. - 2018. - Vol. 135, № 16. - P. 46121.

51. An aligned porous electrospun fibrous membrane with controlled drug delivery - An efficient strategy to accelerate diabetic wound healing with improved angiogenesis / X. Ren [et al.] // Acta Biomater. - 2018. - Vol. 70. - P. 140-153.

52. Controlled release of a hydrophilic drug from electrospun amyloid-like protein blend nanofibers / G. Kabay [et al.] // Mater. Sci. Eng. C. - 2017. - Vol. 81. -P. 271-279.

53. Preparation and Characterization of Polyvinyl Alcohol Based Copolymers as Wound Dressing Fibers / A. Aytimur [et al.] // Int. J. Polym. Mater. Polym. Biomater. - 2015. - Vol. 64, № 3. - P. 111-116.

54. Electrospun PLGA/collagen nanofibrous membrane as early-stage wound dressing / S.-J. Liu [et al.] // J. Memb. Sci. - 2010. - Vol. 355, № 1-2. - P. 53-59.

55. Fabrication of Chitosan/Silk Fibroin Composite Nanofibers for Wound-dressing Applications / Z. Cai [et al.] // Int. J. Mol. Sci. - 2010. - Vol. 11, № 9. - P. 3529-3539.

56. Electrospun chitosan-based nanocomposite mats reinforced with chitin nanocrystals for wound dressing / N. Naseri [et al.] // Carbohydr. Polym. - 2014. - Vol. 109. - P. 7-15.

57. Versatile Application of Nanocellulose: From Industry to Skin Tissue Engineering and Wound Healing / L. Bacakova [et al.] // Nanomaterials. - 2019. - Vol. 9, № 2. - P. 164.

58. Fibrin-Modified Cellulose as a Promising Dressing for Accelerated Wound Healing / M. Bacakova [et al.] // Materials (Basel). - 2018. - Vol. 11, № 11. - P. 2314.

59. Controlled release of ketoprofen from electrospun poly(vinyl alcohol) nanofibers / E.-R. Kenawy [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2007. - Vol. 459, № 1-2. - P. 390-396.

60. Wang J. Functional electrospun fibers for the treatment of human skin wounds / J. Wang, M. Windbergs // Eur. J. Pharm. Biopharm. - 2017. - Vol. 119. - P. 283-299.

61. Li D. Electrospinning of Nanofibers: Reinventing the Wheel? / D. Li, Y. Xia // Adv. Mater. - 2004. - Vol. 16, № 14. - P. 1151-1170.

62. Progress in electrospun polymeric nanofibrous membranes for water treatment: Fabrication, modification and applications / Y. Liao [et al.] // Prog. Polym. Sci. - 2018. - Vol. 77. - P. 69-94.

63. Anselme K. Osteoblast adhesion on biomaterials // Biomaterials. - 2000. -Vol. 21, № 7. - P. 667-681.

64. Morphology and adhesion of mesenchymal stem cells on PLLA, apatite and

apatite/collagen surfaces / Y. Chen [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2008. - Vol.

19, № 7. - P. 2563-2567.

65. Lee Y.-S. The Influence of Piezoelectric Scaffolds on Neural Differentiation of Human Neural Stem/Progenitor Cells / Y.-S. Lee, T.L. Arinzeh // Tissue Eng. Part A. - 2012. - Vol. 18, № 19-20. - P. 2063-2072.

66. Formation of microporous poly(hydroxybutyric acid) membranes for culture of osteoblast and fibroblast / H.-S. Huag [et al.] // Polym. Adv. Technol. - 2009. - Vol.

20, № 12. - P. 1082-1090.

67. Systematic study of osteoblast and fibroblast response to roughness by means of surface-morphology gradients / T.P. Kunzler [et al.] // Biomaterials. - 2007. -Vol. 28, № 13. - P. 2175-2182.

68. Biodegradable Polymers in Bone Tissue Engineering / R. Kroeze [et al.] // Materials (Basel). - 2009. - Vol. 2, № 3. - P. 833-856.

69. Characterization and in vitro cytocompatibility of piezoelectric electrospun scaffolds / N. Weber [et al.] // Acta Biomater. - 2010. - Vol. 6, № 9. - P. 3550-3556.

70. Verma D. Osteoblast adhesion, proliferation and growth on polyelectrolyte complex-hydroxyapatite nanocomposites / K.S. Katti, D.R. Katti // Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. - 2010. - Vol. 368, № 1917. - P. 2083-2097.

71. Attachment, spreading and short-term proliferation of human osteoblastic cells cultured on chitosan films with different degrees of acetylation / I.F. Amaral [et al.] // J. Biomater. Sci. Polym. Ed. - 2007. - Vol. 18, № 4. - P. 469-485.

72. The effect of hydrogel charge density on cell attachment / G.B. Schneider [et al.] // Biomaterials. - 2004. - Vol. 25, № 15. - P. 3023-3028.

73. Fibronectin adsorption and cell response on electroactive poly(vinylidene fluoride) films / C. Ribeiro [et al.] // Biomed. Mater. - 2012. - Vol. 7, № 3. - P. 035004.

74. Fukada E. On the Piezoelectric Effect of Bone / E. Fukada, I. Yasuda // J. Phys. Soc. Japan. - 1957. - Vol. 12, № 10. - P. 1158-1162.

75. Anderson J.C. Piezoelectric Properties of Dry and Wet Bone / J.C. Anderson, C. Eriksson // Nature. - 1970. - Vol. 227, № 5257. - P. 491-492.

76. Kim D.-H. The effects of electrical current from a micro-electrical device on

tooth movement / D.-H. Kim, Y.-G. Park, S.-G. Kang // Korean J. Orthod. - 2008. - Vol. 38, № 5. - P. 337.

77. Fukada E. Piezoelectricity of Wood // J. Phys. Soc. Japan. - 1955. - Vol. 10, № 2. - P. 149-154.

78. Fukada E. Piezoelectricity of biopolymers // Biorheology. - 1995. - Vol. 32, № 6. - P. 593-609.

79. Bassett C.A.L. Biologic significance of piezoelectricity // Calcif. Tissue Res. - 1967. - Vol. 1, № 1. - P. 252-272.

80. Marino A.A. Piezoelectric Effect and Growth Control in Bone / A.A. Marino, R.O. Becker // Nature. - 970. - Vol. 228, № 5270. - P. 473-474.

81. Influence of the ß-phase content and degree of crystallinity on the piezo- and ferroelectric properties of poly(vinylidene fluoride) / J. Gomes [et al.] // Smart Mater. Struct. - 2010. - Vol. 19, № 6. - P. 065010.

82. Relationship between the microstructure and the microscopic piezoelectric response of the a- and ß-phases of poly(vinylidene fluoride) / J. Serrado Nunes [et al.] // Appl. Phys. A. - 2009. - Vol. 95, № 3. - P. 875-880.

83. Enhanced proliferation of pre-osteoblastic cells by dynamic piezoelectric stimulation / C. Ribeiro [et al.] // RSC Adv. - 2012. - Vol. 2, № 30. - P. 11504.

84. Characterization and Determination of the Biocompatibility of Porous Polytetrafluoroethylene Membranes Fabricated via Electrospinning / I. Kolesnik [et al.] // J. Fluor. Chem. - 2021. - Vol. 246. - P. 109798.

85. Influence of Processing Conditions on Polymorphism and Nanofiber Morphology of Electroactive Poly(vinylidene fluoride) Electrospun Membranes / C. Ribeiro [et al.] // Soft Mater. - 2010. - Vol. 8, № 3. - P. 274-287.

86. Tailoring porous structure of ferroelectric poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) by controlling solvent/polymer ratio and solvent evaporation rate / A. California [et al.] // Eur. Polym. J. - 2011. - Vol. 47, № 12. - P. 2442-2450.

87. Kochervinskii V. V. The structure and properties of block poly(vinylidene fluoride) and systems based on it // Russ. Chem. Rev. - 1996. - Vol. 65, № 10. - P. 865913.

88. Martins P. Electroactive phases of poly(vinylidene fluoride): Determination, processing and applications / P. Martins, A.C. Lopes, S. Lanceros-Mendez // Prog. Polym. Sci. - 2014. - Vol. 39, № 4. - P. 683-706.

89. Kang G. Application and modification of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membranes - A review / G. Kang, Y. Cao // J. Memb. Sci. - 2014. - Vol. 463. - P. 145165.

90. Cui Z. Recent progress in fluoropolymers for membranes / Z. Cui, E. Drioli, Y.M. Lee // Prog. Polym. Sci. - 2014. - Vol. 39, № 1. - P. 164-198.

91. Franco P. The Use of Poly(N-vinyl pyrrolidone) in the Delivery of Drugs: A Review / P. Franco, I. De Marco // Polymers (Basel). - 2020. - Vol. 12, № 5. - P. 1114.

92. Greenfield E. Infectious complications: prevention and strategies for their control. / E. Greenfield, A.T. McManus // Nurs. Clin. North Am. - 1997. - Vol. 32, № 2. - P. 297-309.

93. Leaper D.J. Prophylactic and therapeutic role of antibiotics in wound care // Am. J. Surg. - 1994. - Vol. 167, № 1. - P. S15-S20.

94. Robson M.C. WOUND INFECTION // Surg. Clin. North Am. - 1997. - Vol. 77, № 3. - P. 637-650.

95. Bacterial colonization and healing of venous leg ulcers / S.M. Madsen [et al.] // APMIS. - 1996. - Vol. 104, № 7-8. - P. 895-899.

96. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: an overview for manual therapists / B.N. Green [et al.] // J. Chiropr. Med. - 2012. - Vol. 11, № 1. P. - 64-76.

97. A study of245 infected surgical wounds in Singapore / K. Esuvaranathan [et al.] // J. Hosp. Infect. - 1992. - Vol. 21, № 3. - P. 231-240.

98. Phillips E. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus and wound management / E. Phillips, T. Young // Br. J. Nurs. - 1995. - Vol. 4, № 22. - P. 13451349.

99. Dunford C.E. Methicillin resistant Staphylococcus aureus // Nurs. Stand. -1997. - Vol. 11, № 25. - P. 58-64.

100. Chow J. Epidemiologic perspectives on Enterobacter for the infection control professional / J. Chow, V. Yu, D. Shlaes // Am. J. Infect. Control. - 1994. - Vol.

22, № 4. - P. 195-201.

101. Attempts to eradicate methicillin-resistant Staphylococcus aureus from a long-term-care facility with the use of mupirocin ointment / C.A. Kauffman [et al.] // Am. J. Med. - 1993. - Vol. 94, № 4. - P. 371-378.

102. Recommendations for Preventing the Spread of Vancomycin Resistance // Infect. Control Hosp. Epidemiol. - 1995. - Vol. 16, № 2. - P. 105-113.

103. O'Dell B.L. Role of Zinc in Plasma Membrane Function // J. Nutr. - 2000.

- Vol. 130, № 5. P. - 1432S-1436S.

104. Berg J.M. The Galvanization of Biology: A Growing Appreciation for the Roles of Zinc / J.M. Berg, Y. Shi // Science (80-. ). - 1996. - Vol. 271, № 5252. - P. 1081-1085.

105. The zinc finger protein A20 protects endothelial cells from burns serum injury / C. Zhu [et al.] // Burns. - 2004. - Vol. 30, № 2. - P. 127-133.

106. Hock H. Zinc-finger transcription factor Gfi-1: versatile regulator of lymphocytes, neutrophils and hematopoietic stem cells / H. Hock, S.H. Orkin // Curr. Opin. Hematol. - 2006. - Vol. 13, № 1. - P. 1-6.

107. In vitro modulation of keratinocyte wound healing integrins by zinc, copper and manganese / I. Tenaud [et al.] // Br. J. Dermatol. - 1999. - Vol. 140, № 1. - P. 2634.

108. Zinc in Wound Healing Modulation / P.-H. Lin [et al.] // Nutrients. - 2017.

- Vol. 10, № 1. - P. 16.

109. Kietzmann T.C. Improvement and retardation of wound healing: effects of pharmacological agents in laboratory animal studies // Vet. Dermatol. - 1999. - Vol. 10, № 2. - P. 83-88.

110. Electrospun polycaprolactone/ZnO nanocomposite membranes as biomaterials with antibacterial and cell adhesion properties / R. Augustine [et al.] // J. Polym. Res. - 2014. - Vol. 21, № 3. - P. 347.

111. Biological Composites Based on Fluoropolymers with Hydroxyapatite for Intramedullary Implants / A.M. Aronov [et al.] // Biomed. Eng. (NY). - 2010. - Vol. 44.

- P. 108-113.

112. Химическая энциклопедия: в 5 т. / ред. Н.С. Зефиров, Н.Н. Кулов. -Москва: Научное издательсво "Большая Российская энциклопедия", 1988. - Т. 5. -783 с.

113. Ferroelectric polymer scaffolds based on a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride: Fabrication and properties / E.N. Bolbasov [et al.] // Mater. Sci. Eng. C -. 2014. - Vol. 40. - P. 32-41.

114. Biological Composites Based on Fluoropolymers with Hydroxyapatite for Intramedullary Implants / A.M. Aronov [et al.] // Biomed. Eng. (NY). - 2010. - Vol. 44, № 3. - P. 108-113.

115. Bühler V. Polyvinylpyrrolidone excipients for pharmaceuticals povidone, crospovidone, and copovidone. - Berlin; New York: Berlin; New York: Springer. -2005. - 254 p.

116. Poly( N -vinylpyrrolidone)-Modified Surfaces for Biomedical Applications / X. Liu [et al.] // Macromol. Biosci. - 2013. - Vol. 13, № 2. - P. 147-154.

117. Ravin H.A. Polyvinyl Pyrrolidone as a Plasma Expander / H.A. Ravin, A.M. Seligman, J. Fine // N. Engl. J. Med. - 1952. - Vol. 247, № 24. - P. 921-929.

118. Polyvinylpyrrolidone (PVP) in nanoparticle synthesis / K.M. Koczkur [et al.] // Dalt. Trans. - 2015. -Vol. 44, № 41. - P. 17883-17905.

119. Химическая энциклопедия: в 5 т. / ред. И.Л. Кнунянц. - Москва: Научное издательсво "Большая Российская энциклопедия", 1992. - Т. 3. - 639 с.

120. Teodorescu M. Poly(vinylpyrrolidone) - A Versatile Polymer for Biomedical and Beyond Medical Applications / M. Teodorescu, M. Bercea // Polym. Plast. Technol. Eng. - 2015. - Vol. 54, № 9. - P. 923-943.

121. Wound Dressing: Combination of Acacia Gum/PVP/Cyclic Dextrin in Bioadhesive Patches Loaded with Grape Seed Extract / C. Pagano [et al.] // Pharmaceutics. - 2022. - Vol. 14, № 3. - P. 485.

122. SF/PVP nanofiber wound dressings loaded with phlorizin: preparation, characterization, in vivo and in vitro evaluation / S. Sun [et al.] // Colloids Surfaces B Biointerfaces. - 2022. - Vol. 217. - P. 112692.

123. Metal sulfide nano-frameworks anchored into 3D honeycomb-like porous

carbon nanofibers as freestanding anodes for high performance lithium-ion batteries / X. Zhou [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2022. - Vol. 597. - P. 153627.

124. PVP-microneedle array for drug delivery: mechanical insight, biodegradation, and recent advances / K.N. Mangang [et al.] // J. Biomater. Sci. Polym. Ed. - 2022. - P. 1-32.

125. Application of Lyophilized Gene-Delivery Formulations to Dental Implant Surfaces: Non-Cariogenic Lyoprotectant Preserves Transfection Activity of Polyplexes Long-Term / W.I. Malkawi [et al.] // J. Pharm. Sci. - 2023. - Vol. 112, № 1. - P. 83-90.

126. Analysis of Optical Absorbance Spectra for the Determination of ZnO Nanoparticle Size Distribution, Solubility, and Surface Energy / Segets D. [et al.] // ACS Nano. - 2009. - Vol. 3, № 7. - P. 1703-1710.

127. Synthesis of ZnO2 nanoparticles by laser ablation in liquid and their annealing transformation into ZnO nanoparticles / M.A. Gondal [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2009. - Vol. 256, № 1. - P. 298-304.

128. A comprehensive review of ZnO materials and devices / Ü. Özgür [et al.] // J. Appl. Phys. - 2005. - Vol. 98, № 4. - P. 041301.

129. Bhattacharyya S. A template-free, sonochemical route to porous ZnO nano-disks / S. Bhattacharyya, A. Gedanken // Microporous Mesoporous Mater. - 2008. - Vol. 110, № 2-3. - P. 553-559.

130. Preparation of ZnO Nanoparticles with High Dispersibility Based on Oriented Attachment (OA) Process / D. Cao [et al.] // Nanoscale Res. Lett. - 2019. - Vol. 14, № 1. - P. 210.

131. Antibacterial responses of zinc oxide structures against Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Streptococcus pyogenes / L.C. Ann [et al.] // Ceram. Int. - 2014. - Vol. 40, № 2. - P. 2993-3001.

132. A state of the art review on the synthesis, antibacterial, antioxidant, antidiabetic and tissue regeneration activities of zinc oxide nanoparticles / T.A. Singh [et al.] // Adv. Colloid Interface Sci. - 2021. - Vol. 295. - P. 102495.

133. Structure and Properties of Biodegradable PLLA/ZnO Composite Membrane Produced via Electrospinning / D.A. Goncharova [et al.] // Materials (Basel).

- 2020. - Vol. 14, № 1. - P. 2.

134. Химическая энциклопедия: в 5 т. / ред. И.Л.. Кнунянц. - Москва: Издательсвто "Советская энциклопедия", 1988. - Т. 1. - 623 с.

135. Химическая энциклопедия: в 5 т. / ред. И.Л. Кнунянц. - Москва: Издательсвто "Советская энциклопедия", 1990. - Т. 2. - 671 с.

136. Матвеев А.Т. Получение нановолокон методом электроформования: учебное пособие для студентов по специальности "Комопзиционные наноматериалы" / И.М. Афанасов. - Москва: Изд -во Моск. ун-та, 2010. - 83 с.

137. Твердохлебов С.И. Изготовление, модифицирование и и исследование материалов биомедицинского назначения: сборник методических указаний. / С.И. Твердохлебов, А.Ю. Федоткин, А.Д. Бадараев, П.В. Марьин, Т.С. Твердохлебова, В.Р. Букал. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2022.

- 170 с.

138. Crystalline polymorphism in poly(vinylidenefluoride) membranes / Cui Z. [et al.] // Prog. Polym. Sci. - 2015. - Vol. 51. - P. 94-126.

139. Comparative Study of Physicochemical and Antibacterial Properties of ZnO Nanoparticles Prepared by Laser Ablation of Zn Target in Water and Air / E. Gavrilenko [et al.] // Materials (Basel). - 2019. - Vol. 12, № 1. - P. 186.

140. Hoefer D. Antimicrobial Active Clothes Display No Adverse Effects on the Ecological Balance of the Healthy Human Skin Microflora / D. Hoefer, T.R. Hammer // ISRN Dermatol. - 2011. - Vol. 2011. - P. 1-8.

141. Janet C.G. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals / C.G. Janet , R.W. Barbee, J.T. Bielitzki, L.A. Clayton, J.C. Donovan, C.F.M. Hendriksen, D.F. Kohn, N.S. Lipman, P.A. Locke, J. Melcher, F.W. Quimby, P.V. Turner G.A.W. -Washington, D.C.: National Academies Press, 2011. - 246 p.

142. Electrospun polymer biomaterials / J. Ding [et al.] // Prog. Polym. Sci. -2019. - Vol. 90. - P. 1-34.

143. Teo W.E. A review on electrospinning design and nanofibre assemblies / W.E. Teo, S. Ramakrishna // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17, № 14. - P. R89-R106.

144. Teo W.E. A review on electrospinning design and nanofibre assemblies /

W.E. Teo,S. Ramakrishna // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17, № 14. - P. R89-R106.

145. Kobayashi M. Molecular Vibrations of Three Crystal Forms of Poly(vinylidene fluoride) / M. Kobayashi, K. Tashiro, H. Tadokoro // Macromolecules. -1975. - Vol. 8, № 2. - P. 158-171.

146. Tashiro K. Computer simulation of structure and ferroelectric phase transition of vinylidene fluoride copolymers (1) vdf content dependence of the crystal structure / K. Tashiro, Y. Abe, M. Kobayashi // Ferroelectrics. - 1995. - Vol. 171, № 1.

- P. 281-297.

147. Kochervinskii V. V. The properties and applications of fluorine-containing polymer films with piezo- and pyro-activity // Russ. Chem. Rev. - 1994. - Vol. 63, № 4.

- P. 367-371.

148. Poly(vinylpyrrolidone)/Poly(vinylidene fluoride) as Guest/Host Polymer Blends: Understanding the Role of Compositional Transformation on Nanoscale Dielectric Behavior through a Simple Solution-Process Route / Prateek [et al.] // ACS Appl. Energy Mater. - 2019. - Vol. 2, № 9. - P. 6146-6152.

149. PVP induce self-seeding process for growth of Au@Ag core@shell nanocomposites / W.H. Eisa [et al.] // Chem. Phys. Lett. - 2016. - Vol. 651. - P. 28-33.

150. Compositional variation of the structure and solid-state transformations of vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymers / A.J. Lovinger [et al.] // Macromolecules. - 1988. - Vol. 21, № 1. - P. 78-83.

151. Kang G. Application and modification of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membranes - A review / G. Kang, Y. Cao // J. Memb. Sci. - 2014. - Vol. 463. - P. 145165.

152. Lando J.B. The polymorphism of poly(vinylidene fluoride). I. The effect of head-to-head structure / J.B. Lando, W.W. Doll // J. Macromol. Sci. Part B. - 1968. -Vol. 2, № 2. - P. 205-218.

153. Tasaka S. Effects of crystal structure on piezoelectric and ferroelectric properties of copoly(vmylidenefluoride-tetrafluoroethylene) / S. Tasaka, S. Miyata // J. Appl. Phys. - 1985. - Vol. 57, № 3. - P. 906-910.

154. Piezoelectric smart biomaterials for bone and cartilage tissue engineering /

J. Jacob [et al.] // Inflamm. Regen. - 2018. - Vol. 38, № 1. - P. 2.

155. The investigation of the production method influence on the structure and properties of the ferroelectric nonwoven materials based on vinylidene fluoride -tetrafluoroethylene copolymer / E.N. Bolbasov [et al.] // Mater. Chem. Phys. - 2016. -Vol. 182. - P. 338-346.

156. Nanoscale investigations on ß-phase orientation, piezoelectric response, and polarization direction of electrospun PVDF nanofibers / X. Liu [et al.] // RSC Adv. -2016. - Vol. 6, № 110. - P. 109061-109066.

157. Influence of parameters of molecular mobility on formation of structure in ferroelectric vinylidene fluoride copolymers / V. V. Kochervinskii [et al.] // J. Appl. Phys.

- 2015. - Vol. 117, № 21. - P. 214101.

158. Peculiarities of structure and dielectric relaxation in ferroelectric vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer at different crystallization conditions / V. V. Kochervniskii [et al.] // Colloid Polym. Sci. - 2020. - Vol. 298, № 9. - P. 1169-1178.

159. Electrospinning of PCL/PVP blends for tissue engineering scaffolds / G.-M. Kim [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2013. - Vol. 24, № 6. - P. 1425-1442.

160. Burnett C.L. PVP (Polyvinylpyrrolidone) // Int. J. Toxicol. - 2017. - Vol. 36, № 5, suppl2. - P. 50S - 51S.

161. Duncan R. Endocytosis and Intracellular Trafficking as Gateways for Nanomedicine Delivery: Opportunities and Challenges / R. Duncan, S.C.W. Richardson // Mol. Pharm. - 2012. - Vol. 9, № 9. - P. 2380-2402.

162. Composite Ferroelectric Membranes Based on Vinylidene Fluoride-Tetrafluoroethylene Copolymer and Polyvinylpyrrolidone for Wound Healing / T.S. Tverdokhlebova [et al.] // Membranes (Basel). - 2020.- Vol. 11, № 1. - P. 21.

163. Electrospun polymer biomaterials / J. Ding et al. // Prog. Polym. Sci. - 2019.

- Vol. 90. - P. 1-34.

164. Alternative Synthesis Route of Biocompatible Polyvinylpyrrolidone Nanoparticles and Their Effect on Pathogenic Microorganisms / V. Milosavljevic [et al.] // Mol. Pharm. - 2017. - Vol. 14, № 1. - P. 221-233.

165. Tailoring Bacteria Response by Piezoelectric Stimulation / E.O. Carvalho [et

al.] // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2019. - Vol. 11, № 30. - P. 27297-27305.

166. Crystalline polymorphism in poly(vinylidenefluoride) membranes / Z. Cui [et al.] // Prog. Polym. Sci. - 2015. - Vol. 51. - P. 94-126.

167. The role of polyvinylpyrrolidone (PVP) as a capping and structure-directing agent in the formation of Pt nanocubes / I.A. Safo [et al.] // Nanoscale Adv. - 2019. -Vol. 1, № 8. - P. 3095-3106.

168. Effect of gamma-irradiation on (PEO/PVP)/Au nanocomposite: Materials for electrochemical and optical applications / A.M. Abdelghany [et al.] // Mater. Des. -2016. - Vol. 97. - P. 532-543.

169. Goncharova D.A. Structure and Properties of Biodegradable PLLA/ZnO Composite Membrane Produced via Electrospinning / E.N. Bolbasov, A.L. Nemoykina, A.A. Aljulaih, T.S. Tverdokhlebova, S.A. Kulinich, V.A. Svetlichnyi // Materials (Basel).

- 2020. - Vol. 14, № 1. - 13 p. - URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/14/1/2 (access date: 17.08.2022).

170. Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism / A. Sirelkhatim [et al.] // Nano-Micro Lett. - 2015. - Vol. 7, № 3. - P. 219242.

171. Lukiev I. V. Antibacterial Ferroelectric Hybrid Membranes Fabricated via Electrospinning for Wound Healing / I. V. Lukiev, L.S. Antipina, S.I. Goreninskii, T.S. Tverdokhlebova, D.V. Vasilchenko, A.L. Nemoykina, D.A. Goncharova, V.A. Svetlichnyi, G.T. Dambaev, V.M. Bouznik, E.N. Bolbasov // Membranes (Basel). - 2021.

- Vol. 11, № 12. - P. 986.

172. Tverdokhlebova T.S. Composition Polymeric Membranes Based on the VDF-TeFE Copolymer Formed by Electrospinning / T.S. Tverdokhlebova, E.N. Bolbasov, V.M. Bouznik // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. - 2020. - Vol. 731. - P. 012022.

173. Hicks J.C. Ferroelectric properties of poly(vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene) / J.C. Hicks, T.E. Jones, J.C. Logan // J. Appl. Phys. - 1978. - Vol. 49, № 12. - P. 6092.

174. Antipina L.S. Usage composite ferroelectric membranes for healing of

purulent wounds in the experiment / L.S. Antipina, T.S. Tverdokhlebova, E.N. Bolbasov, D.V. Vasilchenko, M.M. Soloviov, N.E. Kurtseitov // Issues Reconstr. Plast. Surg. -2022. - Vol. 25, № 2. - P. 7-14.

129

Приложение А

(справочное)

Патент на способ получения антибактериального материала

130

Приложение Б

(справочное) Заключение этического комитета

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)

Этический комитет

У^ША^^дс.^^К^^даго^^ каб- №3 (цокольный этаж)__телефон [phone]

)тмесш) комитет Ф1 НОУ ВО Сиб1 Ш Минздрава России Осйощ ет а соответствии с нормами ЮГОСГ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Регистрационный №: 6897

Дата регистрации: 29 октября 2018 г.

Дата проведения заседания: 06 ноября 2018 г.

Название протокола: «Комплексное хирургическое лечение гнойных ран и использованием стабильных и биоразлагаемых повязок из биополимерных материалов»

Место проведения: Госпитальная хирургическая клиника СибГМУ

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, д-р мед. наук, профессор член-корр. РАН Дамбаев Г.Ц.

Научный консультант: кандидат физико-математических наук, доцент Твердохлебов

Исполнитель: очный аспирант кафедры госпитальной хирургии Мамонтова Л.С

Присутствовали: Букреева Е.Б., Жукова Н.Г., Алябьев Ф.В., Комкона Т.Б., Терентьева A.A., Ворошнлин Ю.С., Лаптева Е.В., Ваизова O.E., Кошмелева М.В

Были рассмотрены документы но исследованию:

1. Аннотация НИР

2. Протокол НИР

3. Справка о выполненном объеме НИР

4. Гарантийное обязательство

Решение: Одобрить проведение научно-исследовательскойУ работы «Комплексное хирургическое лечение гнойных ран и использованием ста^льны^'^^рркЦш-аемых повязок из биополимерных материалов» ['=■*"'( ^ р

1 Iii* \ г^' к £ I

Документация представлена полностью и соответствует УтрсбоэЙйшгм Этической экспертизы.

Председатель,

Профессор:

Секретарь:

С^^Е.Б. Букреева .В. Кошмелева

131

Приложение В

(справочное)

Акт внедрения в научную деятельность результатов диссертационной работы

Приложение Г

(справочное)

Акт внедрения в учебный процесс результатов диссертационной работы

Минздрав России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранен Российской Федерации (ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава Росси

Московский тракт, д. 2, г. Томск, 634050 Телефон [phone]; Факс [phone] e-mail: [e-mail] http://www.ssmu.ru ОКПО 01963539 ОГРН 1027000885251 ИНН 7018013613 КПП 701701001

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе и последиплолщо^ подготовке д-

Федорова

2023 г.

На №

№ от

АКТ

внедрения в учебный процесс кафедры госпитальной хирургии с курсом сердечнососудистой хирургии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации результатов диссертационной работы Твердохлебовой Тамары Сергеевны на тему «Композитные капиллярно-пористые мембраны для лечения гнойных ран: структура и свойства», представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 2.6.17 Материаловедение.

Мы, нижеподписавшиеся, комиссия в составе: председателя - заведующего кафедрой Дамбаев Георгий Цыренович, д.м.н., член-корр. РАН и членов - Соловьев Михаил Михайлович, д.м.н., профессор каф., Антипина Людмила Сергеевна, ассистент каф., удостоверяем, что результаты диссертационной работы Твердохлебовой Т.С. внедрены в учебный процесс кафедры госпитальной хирургии с курсом сердечнососудистой хирургии в разделе «Гнойная хирургия» с сентября 2022 года. Получены новые данные, касающиеся лечения гнойно-воспалительных забоаеваций мягких тканей,

-а« -V*

которые позволяют сократить сроки лечения гнойных ран.

Председатель: Зав. каф., д.м.н., член-корр. РАН

Члены комиссии: Профессор каф., д.м.н.

Ассистент каф.

/

Г.Ц. Дамбаев

J1.C. Антипина

Приложение Д

(справочное)

Акт об использовании результатов диссертационной работы в учебном

процессе

TOMSK 1MKH томский POLYTECHNIC ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ

UNIVERSITY УНИВЕРСИТЕТ

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (TF1V)

УТВЕРЖДАЮ Директор ИЯТШ ТПУ / . ,——ТОЮ. Долматов '«_>_2023 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Мы. нижеподписавшиеся, заведующий кафедрой - руководитель научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга на правах кафедры, д.ф.-м.н., профессор Кривобокое, профессор научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга, д.ф.-м.н., Г.А. Блейхер, доцент научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга, к.ф.-м.н., С.И. Твердохлебов, подтверждаем, что результаты диссертационной работы Твердохлебовой Тамары Сергеевны на тему «Композитные капиллярно-пористые мембраны для лечения гнойных ран: структура и свойства», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 2.6.17 «Материаловедение», внедрены и используются в учебном процессе Инженерной школы ядерных технологий, НОЦ Б.П. Вейнберга при изучении дисциплины «Пучковое и плазменное модифицирование поверхности», преподаваемой студентам, обучающимся по специальности 14.03.02 «Ядерные физика и технологии».

Заведующий кафедрой - руководитель - j / / /

_ _______А .... в. 6 м (

НОЦ Б.П. Вейнберга. д.ф.-м.н. Профессор НОЦ Б.П. Вейнберга, д.ф.-м.н. Доцент НОЦ Б.П. Вейнберга. к.ф-м.н.

В.П. Кривобоков Г.А. Блейхер

; . L— ^П С.

ч — У

С.И. Твердохлебов