VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

По данным статистической отчетности, каждая пятая проба водопроводной воды в России не отвечает установленным гигиеническим требованиям по химическим показателям, а каждая десятая – по микробиологическим. Таким образом, практически каждый второй россиянин пьет воду, не соответствующую по тем или иным показателям гигиеническим требованиям.

Найти выход из сложившейся ситуации могут помочь мембранные технологии.

В настоящее время одной из наиболее важных проблем мембранной технологии является снижение производительности мембран во время работы вследствие образования на их поверхности различных осадков. В отличие от процесса загрязнения мембран коллоидными и кристаллическими осадками, бактерии и микроорганизмы, задержанные мембраной в процессе фильтрации, продолжают свой рост, что, в зависимости от условий (температура, рН и др.), вызывает дополнительное забивание пор мембраны. При дальнейшем размножении бактерии способны прорастать через поры и вызывать заражение фильтрата и, тем самым, потерю ее стерилизующих свойств. Кроме того, бактерии могут вызывать микробиологическое разрушение полимерной матрицы, например, таких полимеров, как целлюлоза. Поэтому дальнейшее развитие мембранных технологий привело к необходимости разработки полимерных мембран, способных задерживать рост микроорганизмов на поверхности и внутри пор.

Перспективным методом борьбы с биологическими загрязнениями является использование различных добавок, обладающих антибактериальным действием, используемых в процессе модификации исходной полиамидной микрофильтрационной мембраны марки ММК и ММПА.

Мембраны микропористые капроновые (ММК) представляют собой пористые пленки белого цвета, изготовленные по технологии на основе капрона мокрым способом формования с широким диапазоном размеров пор

Благодаря высокой пористости и контролируемому размеру пор мембраны ММК обладают высокой эффективностью удержания микрочастиц при большой скорости фильтрации.

Мембраны ММК отвечают требованиям, предъявляемым к медицинским изделиям и материалам, длительно контактирующим с кровью и лимфой.

Мембрана марки ММК – это полиамидная «гидрофильная» мембрана из капрона (Nylon-6).

Мембрана ММК имеет крупноячеистое строение с тонкими микропористыми перегородками, что предопределяет непрерывность структуры мембран и обеспечивает прочность и эластичность в сухом и смоченном виде.

Основные применения

- тонкая и стерилизующая фильтрация водных растворов и препаратов крови.

- осветляющая и стерилизующая фильтрация фармацевтических жидкостей небольших объемов.

- предварительная и стерилизующая фильтрация агрессивных сред (разбавленных кислот, щелочей, растворителей).

Известно значительное количество природных и синтетических веществ, проявляющих антибактериальную активность. Бактерицидный агент для модификации должен отвечать следующим требованиям:

- быть безопасным для человека,

- обладать высокой бактерицидной активностью по отношению к микроорганизмам.

В процессе выполнения различных диагностических и лечебных манипуляций, а также при уходе за пациентами в организациях, осуществляющих медицинскую деятельность (ООМД), большое значение придается соблюдению асептических условий. Для определенных целей в ряде отделений указанных организаций необходима вода высокого микробиологического качества. Применение традиционного способа дополнительного обеззараживания водопроводной воды путем кипячения непосредственно перед ее применением практически неосуществимо, когда речь идет о значительных объемах воды.

В некоторых странах (Германия, Франция и др.) для решения данного вопроса используют сменные фильтры, устанавливаемые на водопроводные краны, душевые шланги, и позволяющие освобождать воду от различных микроорганизмов без изменения химического состава воды. Выполнение фильтрами своей функции происходит за счет наличия в их конструкции специального элемента – фильтрующей мембраны из полисульфона или из полиамида. Данные мембраны, уложенные специальным образом внутри корпуса фильтра с целью увеличения площади фильтрующей поверхности, задерживают частицы размером более 0,2 мкм. Однако эти фильтры не так эффективны в отношении вирусов, в виду их малого размера.

В 1960-х годах ученые обнаружили, что микроорганизмы, удерживаемые микропористой мембраной с рабочей стороны, могут проникать в нее с течением времени, и в дальнейшем могут быть обнаружены на оборотной стороне мембраны.

В 1976 году американским управлением контроля над продуктами и лекарствами (FDA) было предложено решать эту проблему требованием того, чтобы смешение и фильтрация партий была завершена в течение восьмичасового периода за одну смену, этот интервал был слишком короткий для прорастания мембраны. В самом деле, в соответствии с этим правилом, не рекомендуется долговременное применение мембранных фильтров в системах водоснабжения без проверки эффективности дезинфекции.

В последнее время явлению прорастания через мембрану было дано рациональное объяснение, заключающееся в том, что бактериальная клетка при размножении делится на две части. По-видимому, в таком уменьшенном состоянии бактериальная клетка может проникнуть через мембрану, которая является непроницаемой для нее в остальное время.

Особенно важным и опасным это проникновение микроорганизмов через мембрану является в условиях с повышенной чувствительностью к бактериальным загрязнителям. Например, в различных медицинских стационарах. Так, в Городской клинической больнице №20 Департамента здравоохранения города Москвы в связи с выделением в водопроводе условно-патогенных микроорганизмов в родильном доме были установлены антимикробные фильтры AQ14F1S для гигиены новорожденных и обработки рук персонала. При повторном бактериологическом исследовании воды, прошедшей фильтрацию, роста микроорганизмов не обнаружено.

Как было отмечено выше, серьезной проблемой в области мембранных технологий является забивка полимерных мембран биологическими загрязнителями, вызывающая снижение их рабочих характеристик. В настоящее время практически не существует выпускаемых в промышленном масштабе антибактериальных мембран, и для предотвращения забивки мембран биологическими веществами пользователи вынуждены использовать сильные дезинфицирующие средства. Это часто вызывает деструкцию мембран и коррозию оборудования, с которым этот раствор вступает в соприкосновение.

Одним наиболее эффективным способом придания мембранам бактерицидных свойств, может быть их модификация. Модификация может быть физической и химической, а так же комбинацией этих методов. С точки зрения придания мембранам антибактериальных свойств наиболее эффективной является химическая модификация (объемная или поверхностная).

Код для цитирования: Скопировать