Aplicarea tehnologiei de pulverizare cu ultrasunete în prepararea suturilor antibacteriene care conțin triclosan

Aplicarea tehnologiei de pulverizare cu ultrasunete în prepararea suturilor antibacteriene care conțin triclosan

Infecția locului chirurgical (ISS) este una dintre cele mai frecvente complicații după intervenția chirurgicală, nu numai că prelungește șederea în spital și crește sarcina medicală, dar și poate pune vieți în pericol în cazurile severe. Printre numeroasele măsuri preventive, suturile chirurgicale antibacteriene sunt considerate un mijloc important de reducere a riscului de infecție deoarece acţionează direct asupra stadiului critic al închiderii plăgii.

Triclosanul, ca agent antibacterian cu spectru larg, are efecte inhibitoare bune asupra multor bacterii comune asociate cu infecțiile la nivelul locului chirurgical, inclusiv Staphylococcus aureus (inclusiv tulpinile MRSA rezistente la meticilină) și Escherichia coli. Aplicarea triclosanului ca acoperire pe suprafața suturii permite eliberarea lentă a componentelor antibacteriene în organism, efectul antibacterian durând de obicei 5 până la 7 zile după operație, potrivindu-se cu perioada critică pentru vindecarea rănilor.

Cum să acoperiți uniform, ferm și eficient suprafața suturii cu triclosan este provocarea tehnică de bază în pregătirea suturii antibacteriene. Tehnologia de pulverizare cu ultrasunete, cu avantajele sale unice de precizie, uniformitate și eficiență, devine o cale de proces importantă în acest domeniu.

Principiul tehnic al pulverizării cu ultrasunete

Pulverizarea cu ultrasunete este o tehnologie de pregătire de precizie a acoperirii. Principiul său de bază este utilizarea unui traductor cu ultrasunete pentru a converti energia electrică în vibrații mecanice de înaltă frecvență, atomizând o soluție care conține triclosan în picături uniforme la scara micronului sau chiar a nanometrilor sub influența energiei vibraționale. Aceste particule atomizate minuscule sunt apoi depuse direcțional pe suprafața suturii sub îndrumarea unui gaz purtător de joasă presiune (cum ar fi aerul curat sau azotul), formând un înveliș antibacterian subțire și uniform.

Spre deosebire de metodele tradiționale de pulverizare care se bazează pe atomizarea fluxului de aer la presiune înaltă, pulverizarea cu ultrasunete nu necesită impact la presiune înaltă, evitând astfel stropirea și risipa de material de acoperire. Luând ca exemplu un sistem de soluție triclosan + etanol, o duză de atomizare ultrasonică de înaltă frecvență de 120 kHz poate sparge soluția în picături uniforme de 10-50 μm, cu o distribuție îngustă și controlabilă a dimensiunii picăturilor.

Avantajele de bază ale pulverizării cu ultrasunete

Uniformitate de acoperire extrem de ridicată

Suturile medicale sunt dispozitive medicale de precizie cu cerințe stricte pentru uniformitatea acoperirii. Deviația mică a dimensiunii picăturilor generată de atomizarea cu ultrasunete, cuplată cu depunerea direcțională realizată printr-un gaz purtător de joasă presiune, asigură că deviația grosimii acoperirii pe suprafața suturii este controlată cu ±5%. În schimb, procesele tradiționale de acoperire prin scufundare pot duce la abateri ale grosimii acoperirii de 30%-50%. Această uniformitate ridicată este crucială pentru suturile delicate, evitând eficient problemele de „acumulare localizată” sau „acoperire ratată” comune în metodele tradiționale.

Fără restricții speciale privind materialele de sutură: 

Tehnologia de pulverizare cu ultrasunete oferă o versatilitate excelentă a procesului. Indiferent dacă se utilizează suturi absorbabile (cum ar fi PGA și PLA) sau suturi neabsorbabile (cum ar fi nailon și polipropilenă), acoperirile ideale pot fi obținute prin ajustarea parametrilor de pulverizare (cum ar fi frecvența ultrasonică și vâscozitatea soluției). Pentru suturile absorbabile, învelișul cu triclosan se degradează sincron cu sutura, evitând reziduurile de acoperire; pentru suturile neabsorbabile, învelișul aderă timp îndelungat, oferind continuu prevenirea infecțiilor.

Utilizare ridicată a materialului: 

În procesele tradiționale de acoperire prin scufundare, rata de utilizare a materialului de acoperire este de numai 30%-50%, cu o cantitate mare de material pierdută cu lichidul rezidual. Cu toate acestea, pulverizarea cu ultrasunete realizează o rată de utilizare a acoperirii de peste patru ori mai mare decât cea a pulverizării tradiționale cu două fluide. Acest lucru nu numai că reduce costurile de producție, dar reduce și sarcina tratării lichidelor reziduale care conțin componente bioactive, demonstrând o valoare semnificativă pentru mediu.

Daune reduse

protectoare a substratului și a componentelor funcționale: impactul de înaltă presiune al metodelor tradiționale de pulverizare de înaltă presiune poate deteriora substraturile sensibile la căldură sau poate provoca degradarea prematură a suturilor absorbabile (cum ar fi PGA). Pulverizarea cu ultrasunete folosește gaz purtător de joasă presiune pentru a furniza picături, realizând o legătură precisă și cu deteriorare redusă între acoperire și substratul suturii, protejând eficient proprietățile mecanice ale suturii și activitatea antibacteriană a triclosanului.

Echipamentele de atomizare și pulverizare cu ultrasunete atomizează soluția de acoperire folosind vibrații ultrasonice de înaltă frecvență, producând particule atomizate de dimensiuni micron. Luând ca exemplu o duză de atomizare de înaltă frecvență de 120 kHz, precizia sa de atomizare este superioară duzelor convenționale de 40-60 kHz, atomizând soluția de triclosan + etanol în picături mai fine și mai uniforme. Acoperirea antibacteriană rezultată prezintă o abatere de uniformitate a grosimii mai mică de 5%.

Tehnologia de pulverizare cu ultrasunete oferă un proces precis, eficient și universal pentru prepararea suturilor antibacteriene care conțin triclosan. Depășește în mod fundamental blocajele proceselor tradiționale de acoperire prin scufundare și pulverizare, cum ar fi acoperirea neuniformă, deșeurile de materiale și deteriorarea substratului. Cu avantajele sale principale de uniformitate ridicată, utilizare ridicată a materialului și deteriorare redusă, îndeplinește perfect cerințele stricte ale suturilor medicale pentru acoperiri în ceea ce privește „biosecuritatea, stabilitatea funcțională și consistența procesului”.

Odată cu dezvoltarea continuă a medicinei de precizie și a implanturilor personalizate, perspectivele de aplicare a tehnologiei de pulverizare cu ultrasunete în pregătirea acoperirilor funcționale pentru suturile antibacteriene și alte dispozitive medicale vor fi și mai largi.