Матеріали та адитивні технології виготовлення полімерних виробів біомедичного призначення (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 29 червня 2022 р.)

Abstract

Розроблено срібловмісні плівкові матеріали та технологію 3D-друку виробів з них з антимікробною і противірусною дією. Плівкові матеріали на основі біополімеру полілактиду отримували трьома способами: відновленням іонів Ag+ за допомогою природних екстрактів; механічним змішуванням сформованих окремо наночастинок срібла з полімерною матрицею; напиленням наночастинок на поверхню полілактиду. З одержаних плівкових матеріалів виготовляли філаменти, за допомогою яких на 3D-принтері друкували полімерні вироби. Розроблені полімерні матеріали виявляють ефективну протимікробну дію щодо мікроорганізмів S. aureus, E. coli, P. aeruginosa, C. albicans та противірусну активність щодо вірусу грипу А, вірусу простого герпесу 1 та аденовірусу серотипу 2. Встановлено, що нанокомпозити з наночастинками срібла меншого розміру виявляли вищу антимікробну та противірусну дію. Усі досліджувані срібловмісні матеріали не чинили цитотоксичної дії на клітини MDCK, BHK-21 та Hep-2, а також не проявляли цитотоксичного (мутагенного) ефекту при сумісному культивуванні з лімфоцитами периферичної крові.

Silver-containing film materials and the technology of 3D printing of products from them with antimicrobial and antiviral effects have been developed. Film materials based on polylactide biopolymer (PLA) were created by the following methods: (1) reduction of Ag+ ions using natural extracts; (2) mechanical mixing of individually formed silver nanoparticles with the polymer matrix; (3) sputtering of nanoparticles on the surface of PLA. Filaments, which were made from the obtained film materials, were used to print polymer products on a 3D printer. The developed polymer materials demonstrate effective antimicrobial activity against S. aureus, E. coli, P. aeruginosa, C. albicans and antiviral activity against influenza A virus, herpes simplex virus 1 and adenovirus serotype 2. It was found that nanocomposites with smaller silver nanoparticles exhibited higher antimicrobial and antiviral activity. All studied silver-containing materials did not have a cytotoxic effect on MDCK, BHK-21 and Hep-2 cells, and also did not show a cytotoxic (mutagenic) effect when co-cultivated with peripheral blood lymphocytes.