розділ 2), у
водному розчині 4-вінілпіридину. В подальшому здійснювали реакцію N-алкілювання
макроланцюгів полі-4-вінілпіридину по відомому методу [151]. На рис.5.11
наведено схему модифікації поверхні поліпропілену.
а
Рис. 5.11 Пероксидована поверхня поліпропілену модифікована макроланцюгами:
полі-4-вінілпіридину (а); полі-4-вініл-N-гексилпіридиній хлориду (б).
У табл. 5.6 приведені поверхневі характеристики полімерних поверхонь, що
підтверджують процес проходження модифікації поверхні ланцюгами
полі-4-вінілпіридину та полі-4-вініл-N-гексилпіридиній хлориду. Слід відмітити
гідрофібізацію поверхні після кватернізації ланцюгів полі-4-вінілпіридину.
Таблиця 5.6 Поверхневі характеристики модифікованих поверхонь поліпропілену
Природа поверхні
цH2О, 0
цСН2I2,0
Складові та сумарна вільна поверхнева енергія, мН/м
lSd
lSh
lS
ПП-ВО*
86,3
56,3
30,5
3,1
33,6
ПП-ВО-4-ВП
54,3
48,3
25,3
22,8
48,1
ПП-ВО-4-ВГПХ
70,7
50,5
27,4
11,3
38,7
Примітки: ПП- поліпропілен; 4-ВП - полі-4-вінілпіридин; 4-ВГПХ -
полі-4-вініл-N-гексилпіридиній хлорид
На рис.5.12 наведено розподіл кутів змочування водою пероксидованої поверхні
поліпропілену, модифікованої ланцюгами полі-4-вінілпіридину, та цієї ж поверхні
після кватернізації. Розподіл кутів змочування, (крива 2), що відповідає
поверхні модифікованій полі-4-вінілпіридином після кватернізації
характеризується високою дисперсією. Очевидно, що більша частина поверхні є
модифікованою гексиловмісними фрагментами.
Рис. 5.12 Розподіл значень кутів змочування водою пероксидованої поверхні
поліпропілену модифікованої: 1 -- полі-4-вінілпіридином; 2 --
полі-4-вініл-N-гексилпіридиній хлоридом (2).
Для визначення антибактеріальних властивостей поверхонь, модифіковані зразки
розміщали на поверхні м'ясо-пептонного агару з висіяною на ньому бактеріальною
суспензією S. aureus. Після 24 год інкубації пластинки виймали і на третю добу
відслідковували наявність зони пригнічення росту тест-культури (табл.5.7).
Разом з тим, для дослідження адгезії бактеріальних клітин на модифікованих
полімерних поверхнях, полімерні зразки на 15 хв занурювали у розчин
бактеріальної суспензії (105 клітин на мл) і на третю добу підраховували
кількість бактеріальних колоній, що виросли на цих поверхнях (табл.5.7).
Таблиця 5.7 Антибактеріальні властивості модифікованих поверхонь поліпропілену
Природа поверхні
Кількість колоній, що виросло на смІ.
Відносна кількість колоній, що виросла (в %)
Зона пригнічення росту тест-мікроорганізма
ПП
145
100
ПП-ВО*
169
116
ПП-ВО-4-ВП
123
84
ПП-ВО-4-ВГПХ
15
10
ПП-ВО-2-ГЕМ
185
127
ПП-ВО-Д
97
66
Результати дослідження антибактеріальних властивостей модифікованих поверхонь
поліпропілену приведені у табл.5.7. Найкращі результати, як і слід було
очікувати, одержані для зразка ПП-ВО-ВГПХ, для якого спостерігалась чітко
виражена зона пригнічення росту бактерій S.aureus. Кількість колоній, що
виросла на цій поверхні складає лише 10% від кількості колоній, що виросли на
поверхні немодифікованого поліпропілену. Отримані результати практично повністю
співпадають з даними роботи [151] і підтверджують перспективність
запропонованого нами метода створення антибактеріальних покрить на полімерних
поверхнях. Для решти тестуємих поверхонь пригнічення росту тест-мікроорганізму
не спостерігали. При цьому поверхня поліпропілену гідрофілізована
полі(2-гідроксиетилметакрилатом) (ПП-ВО-ГЕМ), яка має при високій ступені
модифікації, більш високе значення вільної поверхневої енергії, сприяє посадці
та розвитку бактерій S.aureus у порівнянні з тестовою поверхнею поліпропілену.
На поверхні з частковою модифікацією декстраном (ПП-ВО-Д), для якої значення
вільної поверхневої енергії є нижчим у порівнянні з значенням вільної
поверхневої енергії поверхонь модифікованих полі-2-гідроксиетилметакрилатом,
бактеріальних колоній виросло у 1,5 рази менше, ніж на поверхні
немодифікованого поліпропілену та у 2 рази менше, ніж на поверхні ПП-ВО-ГЕМ.
Зменшення кількості бактеріальних колоній на поверхні ПП-ВО-Д добре
узгоджується з даними [[clxxx]]. В цій роботі таке зменшення пояснено зниженням
індексу адгезії бактеріальних клітин до поверхні, але приходить у видиме
протиріччя з спробами авторів [143], подати залежність індексу адгезії лише, як
антибатну до збільшення значення вільної поверхневої енергії. Це
підтверджується результатами досліджень зразка ПП-ВО-4-ВП, вільна поверхнева
енергія якого є більшою за ПП-ВО-Д, а зменшення кількості колоній є меншим, ніж
у випадку ПП-ВО-Д. Очевидно, що на індекс адгезії має вплив не лише значення
вільної поверхневої енергії, але її природа та структура поверхні або
модифікуючого шару.
Механізм дії модифікованих гексил хлоридом полімерних макроланцюгів
полі-4-вінілпіридину на клітини бактерій до кінця не відомий. Припускається, що
гексилпіридинієві фрагменти взаємодіють з клітинною стінкою бактерій і при
цьому катіонні групи ведуть до розривів у бактеріальній стінці. За подібним
механізмом діють і природні полікатіони, такі як поліміксин В [151]. Окремо,
слід відзначити, що полімерні поверхні модифіковані полімерними ланцюгами такої
природи володіють довготерміновим антибактеріальним ефектом.
* * *
Таким чином, запропонований нами метод модифікації промислових поліолефінових
поверхонь дозволяє сформувати на полімерній поверхні прищеплені полімерні шари
з гемосумісними та антибактеріальними властивостями. При цьому, слід відмітити