Описание проекта

Вирулицидные и бактерицидные композиционные материалы и покрытия

Разработаны технологии производства биосовместимых полимеров с вирулицидными и бактерицидными свойствами и нанесения их на ткани. Обычные средства защиты задерживают микрокапли с вирусами, но активные вирусы остаются на поверхности. Производимые нами полимеры необратимо связывают вирусы и бактерии, подавляя их инфекционную активность. Области применения антивирусных и антибактериальных материалов: маски и респираторы; перчатки; защитные костюмы; одежда, белье, постельные принадлежности; фильтры для очистки воздуха и воды; раневые покрытия; материалы для защиты от электромагнитных излучений.

Проблемы

Пандемия коронавирусной инфекции COVID-19 привела к заражению 170 миллионов человек в мире, жертвами пандемии стали более 3,5 млн. человек. Огромен экономический урон от эпидемии. Коронавирусом заразились десятки тысяч медиков, тысячи медиков умерли от инфекции, несмотря на наличие средств индивидуальной защиты (СИЗ) – масок, респираторов, перчаток и защитных костюмов. Пандемия выявила проблему несовершенства средств защиты от микропатогенов (бактерий и вирусов) для медицинского персонала и для населения. Остается проблемой внутрибольничное распространение инфекции. Пандемия остро поставила проблемы очистки воздуха, обеззараживания питьевой воды и санитарной обработки помещений.

Участниками проекта разработаны композиционные материалы на основе сопряженных полимеров, доказаны вирулицидные и бактерицидные свойства этих материалов. Сорбционная активность порошковых образцов сопряженных полимеров в отношении вирусов и бактерий была продемонстрирована в ФГБУ «НИЦ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва. Исследования проводились в водных средах с использованием методик, одобренных ВОЗ. Объектами тестирования были безоболочечные вирусы полиомиелита и десятки различных штаммов вирусов гриппа, как представителей класса оболочечных вирусов, в которых ДНК вируса окружена протеиновой оболочкой. Коронавирус COVID-19 относится к оболочечным вирусам. Изготовленные заявителями образцы полимеров сорбировали практически все типы известных на тот момент вирусов и наиболее распространенных бактерий. Эффективность сорбции была значительно выше, чем у образцов сравнения - наноструктурированных углеродных сорбентов. Показано, что после применения полимерного сорбента очищаемая водная среда, а также сам полимер, поглотивший микропатоген, становятся инфекционно неактивными. Микропатоген прочно удерживается сорбентом, его десорбция отсутствует. Сопряженные полимеры подавляют жизнедеятельность различных типов грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также грибов. Полимеры являются нетоксичными; более того, они обладают биосовместимостью.

Разработаны способы нанесения полимеров в виде субмикронных и наноразмерных слоев на различные виды носителей – на тканые и нетканые материалы, на материалы фильтров. Испытания тканых и нетканых материалов с полимерным покрытием в НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера показали, что инфекционная активность вирусов гриппа после контакта с этими материалами снижается на 6-6,5 порядков, в 1 000 000 – 3 000 000 раз, т.е. происходит практически полная потеря инфекционной активности вирусов.

Цель проекта

Вирулицидные и бактерицидные полимеры представляют собой платформу, на которой можно создавать широкий спектр инновационных товаров: маски и респираторы; перчатки; защитные костюмы; одежда, белье; фильтры для очистки воздуха и воды; раневые покрытия, материалы для защиты от электромагнитных излучений. Наша цель: масштабирование технологии и создание партнерской сети для совместного производства товаров с вирулицидными и бактерицидными свойствами. Покрытия из вирулицидных и бактерицидных полимеров могут быть нанесены на имеющиеся у партнеров различные ткани и нетканые материалы: натуральные – хлопок, бинты, марля, шерсть, лен, шелк, вискоза, байка, целлюлоза и т.п.; синтетические – полиамид, полиэфир, арамид, полиэтилентерефталат, ацетат целлюлозы и т.п.

Будет повышен уровень защиты людей от вирусов, обеспечен больший комфорт средств защиты и увеличена продолжительность их защитного действия. Применяемые в настоящее время средства защиты на основе синтетических нетканых материалов ориентированы на то, чтобы просто создать механический барьер на пути микрокапель с патогенами. При этом активные вирусы остаются на поверхности материалов, что создает опасность заражения. Мы считаем, что материалы, из которых создаются средства защиты, должны полностью подавлять инфекционную активность вирусов и бактерий, а не только задерживать их на поверхности.

Средства защиты медиков и населения можно изготавливать на основе комфортных для человека натуральных и смесовых тканей, на поверхность волокон которых нанесен полимер. Ткань остается комфортной: «дышащей», гидрофильной, т.е. хорошо впитывающей пот и влагу, и не опасной для человека. В то же время, уровень защиты таких материалов будет повышен благодаря тому, что полимер необратимо связывает и тем самым полностью дезактивирует вирусы и бактерии.

Биодеградируемые материалы с покрытием из вирулицидных и бактерицидных полимеров показали гемостатические свойства. Лучшие импортные гемостатические средства останавливают кровотечение за 45 сек; наши материалы останавливают кровотечение в 3 раза быстрее, за 15 сек. Материалы могут быть применены в качестве раневых покрытий и биодеградируемых материалов для внутренних кровотечений.

Изготовленные сорбенты на основе сопряженных полимеров показали способность эффективно сорбировать из водного раствора органические загрязнения и ионы тяжелых металлов. Изготовлены также ткани для защиты от электромагнитных излучений.

Области применения покрытий из вирулицидных и бактерицидных полимеров:

Респираторы;

Тканевые маски для населения;

Многоразовые защитные костюмы для медиков;

Тканевые перчатки для официантов, стюардесс, для населения;

Латексные и нитриловые перчатки для медиков;

Постельные принадлежности, салфетки для дезинфекции в медицине;

Материалы для медицины в полевых условиях, медицины катастроф;

Материалы для медицинского транспорта;

Фильтры для дезинфекции воздушных сред (больницы, офисные, производственные и жилые помещения; транспорт – пассажирские суда и круизные лайнеры, поезда, метрополитен, автобусы);

Фильтры для очистки промышленных выбросов (тонкая очистка от органических загрязнений);

Фильтры для очистки водных сред от бактерий и вирусов, органических загрязнений и тяжелых металлов;

Раневые покрытия, кровеостанавливающие средства;

Тканевые материалы для защиты от электромагнитных излучений.

В настоящее время ведутся испытания совместных продуктов с производителем респираторов; с производителем защитных костюмов; с производителем фильтров для воздушных и водных сред; с дистрибьютором тканевых перчаток для сферы обслуживания.

Актуальность и аналоги

В ходе пандемии произошел резкий рост количества пластиковых отходов – выбрасываются миллиарды одноразовых масок и костюмов из синтетических материалов.

Маски и респираторы.

В большинстве медицинских масок применяются синтетические нетканые материалы (спанбонд, мельтблаун). В масках и респираторах из таких материалов дыхание затруднено, в них тяжело находиться продолжительное время. Недостатки: одноразовость; меняют не реже, чем через 2 часа; следует избегать прикосновения к маске руками из-за опасности заражения; при снятии есть опасность возникновения аэрозоля с вирусами; создается большое количество опасных пластиковых отходов; использованные маски подлежат обеззараживанию и уничтожению, как отходы класса Б или В. Главная опасность – активный вирус остается на внешней (и внутренней) поверхности маски в течение 7 дней.

Преимущества наших решений: маски из натуральных тканей с нанесенным сопряженным полимером дезактивируют вирусы и бактерии, они многоразовые, комфортные для человека, к ним можно прикасаться руками, при снятии нет опасности возникновения аэрозоля с вирусами, отходы биоразлагаемы и не представляют опасности.

Защитные костюмы и перчатки.

Основная доля защитных костюмов для медиков делается из синтетических нетканых материалов, основное назначение которых состоит в том, чтобы не пропустить микрокапли с микропатогенами. По отзывам медиков, в непроницаемом защитном костюме душно и жарко, очки запотевают, руки потеют, вену нащупать через двойные перчатки невозможно. Из-за одноразовости костюмов медики вынуждены проводить в защитных костюмах (в памперсах) по 6-8 часов без воды и еды. На внешней поверхности таких костюмов после контакта врачей с зараженными остаются активные вирусы. Вирусы также могут оставаться на перчатках, поэтому требуется менять перчатки после каждого больного, через 20 мин использования.

Недостатки: одноразовость; в костюмах душно и жарко; необходимость проводить 6 часов без воды и еды, без посещения туалета; следует избегать прикосновения к внешней поверхности из-за опасности заражения; создается большое количество опасных пластиковых отходов; использованные костюмы подлежат обеззараживанию и уничтожению, как отходы класса Б или В; при снятии возникают аэрозоли с вирусами; главная опасность – активный вирус остается на внешней поверхности костюмов в течение 7 дней. Исследования воздуха помещений больниц показали высокую концентрацию аэрозолей с вирусами в помещениях, в которых медики снимали защитные костюмы.

Преимущества наших решений: для защитных костюмов можно применить натуральные или смесовые материалы с нанесенным сопряженным полимером, который дезактивирует вирусы и бактерии; ткань остается комфортной: «дышащей», гидрофильной, т.е. хорошо впитывающей пот и влагу, и не опасной для человека; костюмы многоразовые, комфортные для человека, к ним можно прикасаться руками, при снятии нет опасности возникновения аэрозоля с вирусами, отходы биоразлагаемы и не представляют опасности. Преимущества перчаток с нанесенным вирулицидным покрытием: перчатки не слипаются, увеличенный срок службы, нет опасности переноса вирусов от больного к больному, нет опасности заражения при снятии перчаток, снижение количества отходов, отходы не относятся к биологически опасным.

Фильтры для очистки воздуха

На океанском круизном лайнере Diamond Princess произошло массовое заражение персонала и пассажиров коронавирусом, несмотря на соблюдение карантина. Пассажиры находились в своих каютах, однако каюты были связаны общей системой вентиляции. В применяющихся в настоящее время системах вентиляции не предусмотрена защита от вирусов, которые в составе микрокапель аэрозоля могут проникать в помещения вместе с потоком воздуха. Обычные фильтры для очистки воздуха не предназначены для фильтрации микрокапель аэрозолей размерами менее 2 мкм. Если микрокапли с вирусами задержатся в фильтре, вирус может сохранять активность в течение длительного времени. Недостатки: опасность перенесения аэрозолей с вирусами в системах вентиляции, опасность заражения при смене фильтрующего материала, опасные отходы. Преимущества материалов фильтров с нанесенным вирулицидным полимером: вирус сорбируется и дезактивируется материалом, нет опасности заражения при смене фильтрующего материала, отходы не являются биологически опасными.

Материалы фильтров для очистки воды

    Централизованное обеззараживание питьевой воды обычно проводится с использованием хлорирования или озонирования. Однако бывают ситуации, когда централизованное обеззараживание невозможно: в условиях садоводств, в сельской местности, в полевых условиях. Сорбенты фильтров очистки воды предполагается наносить на имеющиеся фильтры производственных партнеров; изготавливать на основе синтетических тканей и нетканых материалов, а также нетоксичных порошковых носителей (углеродные материалы, силикагель и т.п.). Преимущества сорбентов: сорбция вирусов и бактерий, а также органических красителей и тяжелых металлов; возможность применения в полевых условиях; высокая сорбционная емкость, отходы не являются опасными.  

Средства дезинфекции длительного действия

   Пандемия остро поставила проблему санитарной обработки помещений. При использовании традиционных жидких дезинфицирующих средств необходимо протирать контактные поверхности не реже одного раза в 2 часа. Это требует большого количества средств дезинфекции и ручного труда. Мы изучаем возможность нанесения вирулицидных и бактерицидных полимеров на различные твердые материалы: дерево, пластики, металл, резину. Сезонные эпидепии гриппа и острых респираторных вирусных инфекций, а также иные эпидемии продолжатся и в будущем, что делает актуальными и востребованными более удобные и эффективные средства средства дезинфекции длительного действия.

Приглашаем к разработке и производству совместных продуктов:

производителей СИЗ;

текстильные предприятия;

швейные предприятия;

производителей фильтров и систем очистки воды, вентиляции, кондиционирования воздуха.

Конечными потребителями созданных товаров являются:

Население – маски, тканевые перчатки, фильтры для очистки воды и воздуха;

Медицинские учреждения, дома престарелых – СИЗ для защиты от инфекций;

Медицинские учреждения – раневые покрытия;

Больницы, библиотеки, офисные помещения,

объекты пассажирского транспорта (пассажирские суда, круизные лайнеры,

поезда, автобусы) – фильтры в системах вентиляции и кондиционирования для очистки воздуха от вирусов, бактерий и спор грибков;

Промышленные предприятия – фильтры для очистки промышленных выбросов

от органических загрязнений.

Рынки

Объем рынка СИЗ, связанного с борьбой с инфекциями, оценивается в 10 млрд USD в 2019 г. Ожидается среднегодовой рост в 19,3 % в период с 2020 до 2026 и достижение размера в 17,1 млрд USD к 2026 году. По данным ВОЗ, около 9 % пациентов больниц приобретают внутрибольничные инфекции. Кроме коронавируса, есть опасность заразиться гриппом, СПИДом и другими болезнями. Сегмент больниц составлял 5,5 млрд USD в 2019 г. 

Рынок фильтров в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха достигнет 3 млрд USD к 2027 г.

#инвестиционно_привлекательный

Презентации

Вирулицидные и бактерицидные материалы

Пульс