Aplikace technologie ultrazvukového nástřiku při přípravě antibakteriálních stehů obsahujících Triclosan

Aplikace technologie ultrazvukového nástřiku při přípravě antibakteriálních stehů obsahujících Triclosan

Infekce v místě chirurgického zákroku (SSI) je jednou z nejčastějších komplikací po operaci, která nejen prodlužuje pobyt v nemocnici a zvyšuje zdravotní zátěž, ale v těžkých případech také potenciálně ohrožuje životy. Mezi četnými preventivními opatřeními jsou antibakteriální chirurgické stehy považovány za důležitý prostředek ke snížení rizika infekce, protože působí přímo v kritickém stádiu uzávěru rány.

Triclosan jako širokospektré antibakteriální činidlo má dobré inhibiční účinky na mnoho běžných bakterií souvisejících s infekcemi v místě chirurgického zákroku, včetně Staphylococcus aureus (včetně kmenů MRSA rezistentních na meticilin) ​​a Escherichia coli. Aplikace triclosanu jako povlaku na povrch stehu umožňuje pomalé uvolňování antibakteriálních složek v těle, přičemž antibakteriální účinek obvykle trvá 5 až 7 dní po operaci, což odpovídá kritickému období pro hojení ran.

Jak stejnoměrně, pevně a efektivně potáhnout povrch stehu triclosanem je hlavní technickou výzvou při přípravě antibakteriálních stehů. Technologie ultrazvukového nástřiku se svými jedinečnými výhodami přesnosti, jednotnosti a účinnosti se v této oblasti stává důležitou procesní cestou.

Technický princip ultrazvukového stříkání

Ultrazvukové stříkání je přesná technologie přípravy nátěru. Jeho základním principem je použití ultrazvukového měniče k přeměně elektrické energie na vysokofrekvenční mechanické vibrace, rozprašování roztoku obsahujícího triclosan do stejnoměrných kapiček v měřítku mikronů nebo dokonce nanometrů pod vlivem vibrační energie. Tyto drobné atomizované částice jsou pak směrově ukládány na povrch stehu pod vedením nízkotlakého nosného plynu (jako je čistý vzduch nebo dusík) a vytvářejí tenký a rovnoměrný antibakteriální povlak.

Na rozdíl od tradičních metod stříkání, které se spoléhají na atomizaci vysokotlakým proudem vzduchu, ultrazvukové stříkání nevyžaduje vysokotlaký náraz, čímž se zabrání rozstřikování a plýtvání nátěrovým materiálem. Vezmeme-li jako příklad systém roztoku triclosan + ethanol, 120kHz vysokofrekvenční ultrazvuková atomizační tryska může rozbít roztok na stejnoměrné kapičky o velikosti 10-50μm s úzkou a ovladatelnou distribucí velikosti kapiček.

Hlavní výhody ultrazvukového stříkání

Extrémně vysoká jednotnost povlaku

Lékařské šicí materiály jsou přesné lékařské prostředky s přísnými požadavky na jednotnost povlaku. Malá odchylka velikosti kapiček generovaná ultrazvukovou atomizací, spojená se směrovou depozicí dosahovanou pomocí nízkotlakého nosného plynu, zajišťuje, že odchylka tloušťky povlaku na povrchu stehu je řízena v rozmezí ±5 %. Naproti tomu tradiční procesy ponořování mohou vést k odchylkám tloušťky povlaku o 30 % až 50 %. Tato vysoká stejnoměrnost je klíčová pro jemné stehy, čímž se účinně předchází problémům s 'lokalizovaným nahromaděním' nebo 'chybějícím povlakem', které jsou běžné u tradičních metod.

Žádná zvláštní omezení pro šicí materiály: 

Technologie ultrazvukového stříkání nabízí vynikající všestrannost procesu. Ať už používáte vstřebatelné stehy (jako je PGA a PLA) nebo nevstřebatelné stehy (jako je nylon a polypropylen), ideální povlaky lze získat úpravou parametrů stříkání (jako je frekvence ultrazvuku a viskozita roztoku). U vstřebatelných stehů triclosanový povlak degraduje synchronně se stehem, čímž se zabrání zbytkům povlaku; u nevstřebatelných stehů povlak přilne po dlouhou dobu a nepřetržitě poskytuje prevenci infekce.

Vysoká spotřeba materiálu: 

V tradičních procesech nanášení máčením je míra využití nátěrového materiálu pouze 30%-50%, přičemž velké množství materiálu se ztrácí s odpadní kapalinou. Ultrazvukové stříkání však dosahuje míry využití povlaku více než čtyřnásobné oproti tradičnímu stříkání dvěma kapalinami. To nejen snižuje výrobní náklady, ale také snižuje zátěž při zpracování odpadních kapalin obsahujících bioaktivní složky, což prokazuje významnou hodnotu pro životní prostředí.

Nízké poškození

ochrana substrátu a funkčních součástí: Vysokotlaký dopad tradičních vysokotlakých metod stříkání může poškodit substráty citlivé na teplo nebo způsobit předčasnou degradaci vstřebatelných stehů (jako je PGA). Ultrazvukové stříkání využívá nízkotlaký nosný plyn k dodávání kapiček, čímž se dosahuje přesného a málo poškozeného spojení mezi povlakem a šicím substrátem, účinně chrání mechanické vlastnosti šití a antibakteriální aktivitu triclosanu.

Ultrazvukové rozprašovací a stříkací zařízení rozprašuje potahovací roztok pomocí vysokofrekvenčních ultrazvukových vibrací a vytváří atomizované částice o velikosti mikronů. Vezmeme-li jako příklad 120kHz vysokofrekvenční atomizační trysku, její přesnost atomizace je lepší než u konvenčních 40-60kHz trysek, které rozprašují roztok triklosanu + etanolu na jemnější, jednotnější kapičky. Výsledný antibakteriální povlak vykazuje odchylku rovnoměrnosti tloušťky menší než 5 %.

Technologie ultrazvukového nástřiku poskytuje přesný, účinný a univerzální proces přípravy antibakteriálních stehů obsahujících triclosan. Zásadně překonává úzká místa tradičních procesů nanášení a stříkání, jako je nerovnoměrné nanášení, plýtvání materiálem a poškození substrátu. Se svými hlavními výhodami, jako je vysoká jednotnost, vysoké využití materiálu a nízké poškození, dokonale splňuje přísné požadavky lékařských šicích materiálů na povlaky, pokud jde o 'biologickou bezpečnost, funkční stabilitu a konzistenci procesu.'

S neustálým vývojem precizní medicíny a personalizovaných implantátů budou aplikační možnosti technologie ultrazvukového nástřiku při přípravě funkčních povlaků pro antibakteriální stehy a další zdravotnické prostředky ještě širší.