Российский биоцидный пластик для 3D-принтеров подтвердил свою эффективность

Новый биоцидный материал для FDM 3D-печати REC PETG Biocide успешно прошел испытания в Центре доклинических исследований Сеченовского университета. Исследования подтвердили эффективность материала в плане антибактериальной активности на примерах кишечной палочки и золотистого стафилококка.

Материал PETG Biocide разработан с расчетом на борьбу с вредными микроорганизмами за счет 3D-печати изделий, наделенных биоцидными свойствами. В большинстве случаев бактериальные инфекции передаются контактным путем — через плохо промытые овощи или фрукты, через дверные ручки, перила или деньги.

Новый биоцидный материал от REC создан на основе полиэтилентерефталат-гликоля (PETG, ПЭТГ) — одного из наиболее популярных материалов в арсенале профессионалов и энтузиастов аддитивных технологий. Единственное отличие биоцидной версии от обычной заключается в наличии антибактриальных добавок, никак не влияющих на поведение материала во время 3D-печати или при эксплуатации. С другой стороны, новый материал эффективно противодействует микроорганизмам, а потому может использоваться для 3D-печати изделий с обеззараживающими свойствами.

Для подтверждения бактерицидных свойств нового материала компания обратилась к специалистам Центра доклинических исследований Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова. Краткое описание исследования и результаты проведены ниже, с подробным отчетом можно ознакомиться по этой ссылке.

На каких микроорганизмах исследовались биоцидные свойства PETG Biocide

Для исследования выбраны два вида распространенных и весьма проблематичных микроорганизмов. Первый — штамм АТСС 8739 кишечной палочки (Escherichia coli), одного из самых распространенных возбудителей желудочно-кишечных инфекций при несоблюдении санитарных правил на бытовом уровне или в заведениях общепита. Второй — штамм АТСС 6538P золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), одного из ведущих возбудителей инфекционных заболеваний в медицинских учреждениях, нередко заканчивающихся смертельным исходом ввиду растущей резистентности определенных штаммов к антибиотикам.

Как проводились исследования

Исследования проводились в соответствии с требованиями ISO 22196 «Измерение антибактериальной активности на поверхности пластмасс и других непористых материалов».

Контрольные группы состояли из образцов, взятых с пластика REC PETG — базового полимера для изготовления REC PETG Biocide, только без биоцидных добавок. Подсчет колониеобразующих единиц кишечной палочки и золотистого стафилококка проводился после культивирования на поверхности. Дополнительно проведена оценка антибактериальной эффективности при воздушной контаминации.

В исследовании бактерицидных свойств при воздушной контаминации предварительно стерилизованные образцы помещались в нестерильную комнату на один час, после чего отпечатки образов пластика и смывы помещались в чашки Петри со стерильной агаризированной средой. После 48-часовой инкубации в термостате при температуре 37 °C проводились подсчет колониеобразующих единиц и сравнение результатов с контрольными.

Отпечатки, 48-часовая инкубация. Серый образец — PETG Biocide, оранжевый образец — обычный PETG, справа — контрольная воздушная контаминация без пластика

Смывы, 48-часовая инкубация. Серый образец — PETG Biocide, оранжевыйобразец — обычный PETG, справа — контрольная воздушная контаминация без пластика

В исследовании бактерицидных свойств при культивировании кишечной палочки и золотистого стафилококка на поверхности образцы также стерилизовались 70-процентным этиловым спиртом, после чего засеивались микроорганизмами в суспензиях. С одной половины исследуемых и контрольных образцов смывы на подсчет взяли сразу после иннокуляции, а вторую половину предварительно инкубировали в течение двадцати четырех часов при температуре 35 °C и относительной влажности 90%.

Результаты

Показатель антибактериальной активности ® пластика REC PETG Biocide в сравнении с REC PETG по отношению к золотистому стафилококку составил 0,24, по отношению к кишечной палочке — 0,25. Расчет антибактериальной активности проводился по формуле R=(Ut — U0)-(At — U0)=Ut — At, где:

• R — показатель антибактериальной активности;
• U0 — среднее значение десятичного логарифма количества КОЕ в КОЕ/см^2 из контрольного образца сразу после инокуляции;
• Ut — среднее значение десятичного логарифма количества КОЕ в КОЕ/см^2 для контрольного образца через 24 часа;
• At — среднее значение десятичного логарифма количества КОЕ в КОЕ/см2 для исследуемого образца через 24 часа.

Исследования показали, что при культивировании на поверхности эффективность биоцидного PETG Biocode в сравнении с обычным PETG выше на 43,7% для кишечной палочки и на 24,4% для золотистого стафилококка. При воздушной контаминации по отпечаткам выявлено повышение эффективности на 22,2%, а по смывам — на 31,3%.

Применение

Антибактериальные свойства PETG Biocide могут быть полезны при производстве бытовых товаров и особенно предметов общего пользования, где риски перекрестного заражения наиболее велики.

Некоторые примеры:

• Предметы домашнего обихода. Мыльницы, подставки для зубных щеток, различные пищевые и непищевые емкости.
• Предметы общего пользования. Обеззараживающие накладки на дверные ручки, детские игрушки и учебные пособия в воспитательных и образовательных учреждениях.
• Медицинские изделия. Комплектующие респираторов и лицевых экранов, переходники на фильтры аппаратов искусственной вентиляции легких.
• Комплектующие бытовой техники. Детали фильтров для воды, кондиционеров, холодильников, увлажнителей и других бытовых устройств с повышенным риском возникновения колоний вредных микроорганизмов.
• Инструменты. Сборочная оснастка, детали корпусов измерительных приборов, ручных и электрических инструментов.

В настоящее время материал PETG Biocide проходит сертификацию на соответствие единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к продукции, подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору.