СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК (БИВНЕЙ МАМОНТА) ОТ БИОЗАРАЖЕНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ Российский патент 2024 года по МПК A01N1/00 A01N37/02 

Изобретение относится к консервированию частей животных, а именно к способам защиты бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении.

Способ защиты бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении, включающий предварительную сушку в проветриваемом помещении при комнатной температуре, очистку, обеспыливание и консервацию микротрещин гидрофобно-биоцидным составом, отличающийся тем, что в качестве гидрофобного средства применяют гидрофобизатор "Пента-820" и молочную кислоту для ветеринарии 40%, при следующем соотношении компонентов, масс. %: гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0; молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0.

Способ обеспечивает высокий уровень антимикробной защиты и повышает устойчивость бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении.

При исполнении способа не требуется осуществления дорогостоящих и трудоемких операций, в способе применяются доступные не дорогие компоненты.

Технической результат - защита бивней мамонта от биозаражения, обеспечивающая высокий уровень антимикробной защиты при длительном хранении.

Преимуществом способа является то, что он обеспечивает высокий уровень антимикробной защиты и повышает устойчивость бивней мамонта к биозаражению при длительном хранении, обладая простотой исполнения и экономичностью.

Актуальность.

В природе не существует материалов, которые не подвергались бы биологической деградации. Само же понятие биодеградация может быть определено, как изменение химической структуры материала вследствие действия биологических факторов, таких как почвенные бактерии, плесневые грибы, атмосферные микроорганизмы и пр. (1. Даутова А.Н., Янов В.В., Алексеев Е.И., Зенитова Л.А. Биодеградирующие полимерные композиционные материалы с использованием натурального каучука // Бутлеровские сообщения. 2017. Т.52. №10. С. 56-72). В оптимальных условиях, в процессе метаболизма и при участии ферментного аппарата, микроорганизмы могут разрушать материалы и их компоненты до углекислого газа и воды, оставляя в качестве конечных продуктов безвредную для окружающей среды микробную биомассу, которую, в свою очередь, утилизируют другие микроорганизмы. Определяющими факторами в этих процессах являются абиотические факторы. Для разнообразных групп микроорганизмов оптимальные условия окружающей среды (ОС), влияющие на жизнедеятельность дифференцируются. Так, плесневые грибы предпочитают подкисленные, влажные и теплые субстраты (2. Kychkin A.A., Lebedev M.P., Erofeevskaya L.A., Neustroeva N.I. Study of microorganisms on polymer composite materials in frigid climate conditions // Atlantis Highlights in Material Sciences and Technology (AHMST). 2019; Vol. 1, P. 219-223. DOI:10.2991/isees-19.2019.43). А большинство актинобактерий, например, Nocardia, хоть и кислотоустойчивы, однако лучше развиваются в щелочной среде (3. Erofeevskaya L.A., Aleksandrov A.R., Kychkin A.K. Prospects for the use of spore-forming bacteria to combat the destruction of polymeric composite materials // International Scientific Conference “Far East Con” Far Eastern Federal University (FEFU). 2020; 753:052010. DOI:10.1088/1757-899X/753/5/052010). Некоторые виды микроорганизмов могут осуществлять жизнедеятельность в присутствии токсических продуктов разложения твердых бытовых отходов (4. Григорьева Е.Н., Смирнова О.Н., Смирнов В.Ф., Кряжев Д.В., Аникина Н.А. Микромицеты почвы полигона твердых бытовых отходов «Игумново» // Микология и фитопатология. 2015. № 49(5): С. 286-292). В условиях токсического влияния нефтяных углеводородов могут развиваться, как бактериальные, так и грибные формы, многие из которых способны осуществлять метаболизм после воздействия на них экстремально низких температур окружающей среды в течение длительного времени (5. Ерофеевская Л.А. Пейзаж микрофлоры мерзлотных нефтезагрязненных почв территории Нижнеколымского района Республики Саха (Якутия) // Инновационные подходы в современной науке: сб. ст. по материалам XLVIII Международной научно-практической конференции «Инновационные подходы в современной науке». 2019. № 12(48). С. 23-28). Способность некоторых штаммов рода Bacillus выдерживать высокие или низкие температуры и высокие или низкие значения рН сделала их важными источниками получения коммерческих препаратов (6. Садунова А.В. Общая характеристика бактерий рода BACILLUS // Материалы VI Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум» URL: <a href="https://scienceforum.ru/2014/article/2014001198">https://scienceforum.ru/2014/article/2014001198</a> (дата обращения: 22.01.2022 )). Еще недавно считалось, что биодеградация возможна только в интервале температур плюс 20-40°С, но в реальности температурный диапазон может быть гораздо шире (7. Миндубаев А.З. Микроорганизмы деструкторы и их роль в очистке природных сред (обзор) // Живые и биокостные системы. 2020. № 31. URL: https://jbks.ru/archive/issue-31/article-7).

В совокупности, физические и биологические факторы активируют процессы деградации природных материалов, в результате чего образуются более простые органические структуры, легко усваивающиеся микробным сообществом почвенных и водных экосистем. Таким образом, процессы биодеградации различных материалов могут включаться в круговорот естественных природных биосистем. И даже после извлечения материалов из природных экотопов и при их хранении в различных условиях процессы биодеградации могут продолжаться.

Особенно актуальной является проблема сохранения различных артефактов или палеонтологических находок, в частности, бивней мамонтов (БМ) после их извлечения из вмещающих мерзлых пород. Поскольку БМ являются ценным сырьем, имеющим достаточно высокую рыночную стоимость, проблема их наилучшего сохранения после добычи и в процессе хранения является определяющей при ценообразовании. Деградация БМ под воздействием внешних факторов и при недолжном хранении протекает достаточно стремительно, полное разрушение объекта может произойти в период от 6 месяцев до 2 лет. Основное влияние на процессы деструкции извлеченных из природных тайников БМ оказывают длительность воздействия прямого солнечного излучения и ветра, температура и влажность окружающей среды либо помещения, в котором они хранятся, способ упаковывания, длительность хранения в заданных условиях и пр. (8. Хлопачев Г.А., Гиря Е.Ю. Секреты древних косторезов Восточной Европы и Сибири: приемы обработки бивня мамонта и рога северного оленя в каменном веке (по археологическим и экспериментальным данным). СПб.: Наука, 2010. 144 с.; 9. Керемясов Н.В. Методы и технологии поиска ископаемой мамонтовой кости // Прикладные исследования. Вестник СВФУ. Серия «Науки о Земле». 2018. № 2. С. 5÷18). Известно (10. Тарабукина Н.П., Неустроев М.П., Скрябина М.П., Степанова А.М., Парникова С.И., Былгаева А.А., Неустроев М.М. Роль бактерий рода Bacillus в сохранении останков мамонтовой фауны в многолетних мерзлых грунтах // Проблемы региональной экологии. 2018. № 6. С. 21-23. DOI: 10.24411/1728-323X-2019-16021), что помимо приведенных выше факторов, существенное воздействие на сохранность ископаемой мамонтовой кости (ИМК) оказывают микроорганизмы окружающей среды. В зависимости от условий и среды залегания (мерзлые породы, дно водоемов, открытые участки и т.д.) и способа хранения ИМК может поражаться различными видами бактерий и грибов. В процессе жизнедеятельности бактерии и микроскопические грибки используют органические компоненты бивня в качестве источника питания и энергии. При этом могут образовываться различные продукты биохимических реакций, такие как аммиак, сероводород, органические кислоты и др., которые в свою очередь способствуют изменению свойств и разрушению БМ (11. Albéric M., Gourrier A., Müller K., Zizake I., Wagermaier W., Fratzl P., Reiche I. Early diagenesis of elephant tusk in marine environment // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2014. Vol. 416. P. 120-132. DOI: 10.1016/j.palaeo.2014.09.006; 12. Child A.M. Towards an Understanding of the Microbial Decomposition of Archaeological Bone in the Burial Environment // Journal of Archaeological Science. 1995. Vol. 22. P. 165-174. DOI: 10.1006/jasc.1995.0018; 13. María Teresa Doménech-Carbó, Milagros Buendía-Ortuño, Trinidad Pasies-Oviedo, Laura Osete-Cortina. Analytical study of waterlogged ivory from the Bajo de la campana site (Murcia, Spain) // Microchemical Journal. 2016. Vol. 126. P. 381-405. DOI: 10.1016/j.microc.2015.12.022; 14. Jackes M., Sherburne R., Lubell D., Barker C., Wayman M. Destruction of the microstructure in archaeological bone: a case study from Portugal // International Journal of Osteoarchaeology. 2001. Vol. 11. No. 6. P. 387-399. DOI: 10.1002/oa.583; 15. Marchiafava V., Bonucci E., Ascenzi A. Fungal osteoclasia: a model of dead bone resorption // Calcified Tissue Research. 1974. Vol. 14. P. 195-210. DOI: 10.1007/BF02060295; 16. Godfrey I. M., Ghisalberti E. L., Beng E. W., Byrne L. T., Richardson G. W. The Analysis of Ivory from a Marine Environment // Studies in Conservation. 2002. Vol. 47. No 1. P. 29-45. DOI: 10.1179/sic.2002.47.1.29). Поэтому разработка способов защиты палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта в процессе длительного хранения, от биозаражений в настоящее время является очень актуальным.

Уровень техники.

Известны способы приготовления костных препаратов - путем мацерации (отгнивания мягких тканей в воде) и путем вываривания (17. Пикалюк B.C., Мороз Г.А., Кутя С.А. Методическое пособие по изготовлению анатомических препаратов, Симферополь, 2004. - 76 с.), с дальнейшим отбеливанием кости в растворе перекиси водорода или под действием солнечного света.

Недостатком способов является то, что они не предназначены для защиты палеонтологических находок, в частности бивней мамонта, от биозаражения при их длительном хранении.

Известен способ приготовления костных препаратов без применения последующих мер по их консервации (18. Кузнецов Л.Е., Хохлов В.В., Фадеев С.П., Шигеев В.Б. Бальзамирование и реставрация трупов: Руководство. - М., 1999. - 496 с.).

Недостатком способа является постепенное разрушение костной ткани в местах, где костные балки истончены, на поверхности кости имеются неровности, многочисленные питательные отверстия.

Известен способ полимерного бальзамирования анатомических препаратов силоксановыми композициями (19. Патент РФ № 2426311. A01N1/00. Способ полимерного бальзамирования анатомических препаратов силоксановыми композициями подача заявки: 2009-03-30. Публикация патента: 20.08.2011. Авторы: Гайворонский И.В. Григорян С.П. Патентообладатели: Гайворонский И.В. Григорян С.П.). заключающийся в проведении нескольких этапов-фиксации, дегидратации, обезжиривания, пропитывания в силоксановой композиции без применения растворителей и под действием ультразвука и полимеризации после придания органу необходимого положения путем нагревания последнего в термостате при 35-40°С.

Недостатком способа являются значительная трудоемкость, необходимость наличия дорогостоящих реактивов и специального оборудования, значительное время на приготовление препаратов и содержательная избыточность способа.

Известен способ бальзамирования анатомических препаратов силиконовыми композициями, содержащими каучук медицинского назначения, (метилвинилдиметилсилоксановый полимер), сшивающий агент (платинохлористоводородная кислота) и катализатор (гидридсилоксановый олигомер) путем выдержки препаратов при пониженной температуре в указанной композиции с последующим термостатированием (20. Патент RU № 2182766, С2, МПК-7 A01N1/00. Способ бальзамирования анатомических препаратов силоксановыми композициями. Заявка № 99127483/14 от 21.12.1999. Опубл. 27.05.2002. Авторы: Григорян С.П., Старчик Д.А., Гайворонский И.В. Патентообладатели: Григорян С.П., Старчик Д.А., Гайворонский И.В.).

Недостатком способа является длительность процесса бальзамирования и использование дорогих компонентов.

Известен способ получения и консервации минерализованного костного матрикса (21. Патент РФ №2495567. МПК A01N1/00. Способ получения и консервации минерализованного костного матрикса. Дата подачи заявки: 29.03.2012. Дата начала действия: 29.03.2012. Дата публикации патента: 20.10.2013. Авторы: Ковинька М.А., Лунева С.Н., Накоскин А.Н. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (RU)), включающий механическую очистку губчатой кости от хрящевой ткани, перфорацию кости спицей, далее кость последовательно обрабатывают раствором натрия хлорида и твина-100, раствором перекиси водорода, смесью хлороформ-этанол, перемешивают, объем всех используемых растворов составляет не менее 5 объемов губчатой кости, далее обрабатывают спирт-эфирной смесью, перемешивают, все перемешивания проводят на магнитной мешалке, далее центрифугируют и проветривают на воздухе, затем костные фрагменты замораживают, лиофильно высушивают и стерилизуют, при определенных условиях.

Недостатком способа является длительность процесса консервации и использование дорогих компонентов.

Известен способ переработки, консервирования и хранения пантового сырья (22. Патент РФ №2466537. МПК A01N 1/02. Способ переработки, консервирования и хранения пантового сырья. Дата подачи заявки: 13.04.2011. Дата начала действия: 13.04.2011. Дата публикации патента: 20.11.2012. Авторы: Григорьев Е.А., Шварц Я.Ш. Патентообладатели: Григорьев Е.А., Шварц Я.Ш.), предполагающий дезинфекцию свежесрезанных пантов, приготовление из них гомогената с добавлением в гомогенат средств гипоксигенации и/или антиоксидантов и консервирующих соединений и помещение гомогената в тару без доступа воздуха. Изобретение позволяет предотвратить потери биологической активности пантового сырья при его консервировании и хранении, сократить время приготовления консервированного продукта, получать его в более компактной форме.

Недостаток способа заключается в невозможности его применения для защиты от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Известен способ изготовления губчатых костных трансплантатов (23. Патент РФ №2440730. МПК A01N 1/02. Способ изготовления губчатых костных трансплантатов. Дата подачи заявки: 22.06.2010. Дата начала действия: 22.06.2010. Дата публикации патента: 27.01.2012. Авторы: Демичев Н.П., Дианов С.В., Тарасов А.Н. Патентообладатель: Астраханская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию), включающий заготовку тканей в нестерильных условиях и их механическую обработку, экспонирование в 6% растворе перекиси водорода в течение 60 мин с последующим полипозиционным отмыванием спонгиозной кости от миелоидно-жирового костного мозга и элементов крови проточной водой под различным углом атаки гидродинамической струи под давлением 8 МПа с расстояния 10 см в течение 1 мин. и стерилизацией в смеси перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Недостаток способа заключается в невозможности его применения для защиты от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Известен способ изготовления трансплантатов из губчатой костной ткани (24. Патент РФ № 2172104. МПК A01N 1/02. Способ изготовления имплантатов из губчатой костной ткани. Дата подачи заявки: 15.06.2000. Дата начала действия: 15.06.2000. Дата публикации патента: 20.08.2001. Авторы: Васильев М.Г., Лекишвили М.В., Михайлов А.Ю. Патентообладатель: ГУН Центральный НИИ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова), включающий погружение в 6%-ный раствор перекиси водорода на 48 часов при соотношении объема костных фрагментов и раствора перекиси водорода 1:4 с четырехкратной сменой раствора через каждые 12 часов, костные фрагменты подвергают центрифугированию, затем погружают их в смесь этанола с хлороформом в соотношении 1:1 на 48 часов, повторно центрифугируют и проветривают на воздухе 24 часа, после чего биологические ткани замораживают при температуре -70°С в течение 24 часов с последующей лиофилизацией в течение 48 часов с достижением остаточной влажности 5% и упаковкой в стандартный двойной пакет и стерилизацией потоком быстрых электронов дозой 18±5 кГр на ускорителе ЛУЭ-8-5М.

Недостаток способа заключается в трудоемкости и длительности процесса стерилизации, к тому же данный способ не применим для защиты от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Известна композиция на основе следующих компонентов, мас. %: 29,00-32,70 эпоксидной диановой смолы, 2,49-3,70 аминного отвердителя, 9,80-14,32 смеси бутадиен-нитрильного каучука и трихлордифенила, взятых в соотношении 1:1, 37,38-47,62 минерального наполнителя, 1,82-3,24 триоксида сурьмы, 5,15-9,74 галогенсодержащего антипирена, 0,87-2,18 смешанного железооксидного пигмента (25. Патент RU № 2495894. Слабогорючая химически стойкая полимерная композиция. МПК C09D 163/02, C09D 5/18. Дата подачи заявки: 18.07.2012. Дата начала действия: 18.07.2012. Дата публикации патента: 20.10.2013. Авторы: Абрамов В. В., Бруяко М. Г., Григорьева Л. С., Славин А. М., Ушков В. А. Патентообладатель: Московский государственный строительный университет (RU)), позволяющая повысить прочность слабогорючих полимерных эпоксидно-каучуковых композиций.

Недостатком решения является не способность композиции обеспечить защиту от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Известна композиция, которая содержит следующие компоненты, мас. %: 29,00-32,70 эпоксидной диановой смолы, 2,49-3,70 аминного отвердителя, 9,80-14,32 смеси бутадиен-нитрильного каучука и трихлордифенила, взятых в соотношении 1:1, 37,38-47,62 минерального наполнителя, 1,82-3,24 триоксида сурьмы, 5,15-9,74 галогенсодержащего антипирена, 0,87-2,18 смешанного железооксидного пигмента. В качестве галогенсодержащего антипирена используют 30-60% раствор продукта бромирования 1,1-дихлор-2,2-бис(4-хлорфенил)этилена, содержащего 50,44% брома, 22,38% хлора, 26,54% углерода и 0,64% водорода, в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине (26. Патент RU № 2495894. Слабогорючая химически стойкая полимерная композиция. МПК C09D163/02, C09D5/18. Авторы: Абрамов В. В., Бруяко М. Г., Григорьева Л. С., Славин А. М., Ушков В.А. Патентообладатель: Московский государственный строительный университет (RU)), позволяющий повысить прочность слабогорючих полимерных эпоксидно-каучуковых композиций.

Недостатком решения является таже причина, что у композиции, указанной выше, а именно, не способность композиции обеспечить защиту от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Известна композиция для покрытия, которая содержит эпоксидно-диановую смолу ЭД-20, модифицированную термостойким борорганическим полимером - полиметилен-n-трифениловым эфиром борной кислоты, пластификатор диоктилфталат, микроармирующий наполнитель волластонит, пигмент технический углерод, армирующий наполнитель микрокремнезем, органический растворитель и отвердитель (27. Патент RU № 2468053. Термостойкая антикоррозионная композиция. C09D163/02, C09D5/08. Авторы: Коробщикова Т. С., Орлова Н. А. Дата подачи заявки: 11.05.2011. Дата начала действия: 11.05.2011. Дата публикации патента: 27.11.2012. Патентообладатель: Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова (RU)), улучшающая физико-механические и термические показатели покрытия и повышения седиментационной устойчивости композиции в процессе хранения.

Недостатком решения является не способность композиции обеспечить защиту от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Известен состав для защитного покрытия на основе эпоксидных смол (28. Патент RU №2394861. Состав для защитного покрытия. МПК C09D 163/02. Дата подачи заявки: 25.12.2008. Дата начала действия: 25.12.2008. Дата публикации патента: 20.07.2010. Авторы: Абузин Ю.А., Кондрашов Э.К., Кузнецов Г.В., Кузнецова В.А., Семенова Л.В. Патентообладатель: ВНИИ авиационных материалов (RU)), способствующий повышению твердости, эластичности, влагостойкости, устойчивости покрытия к перепадам температур до 150°С при сохранении высокого уровня адгезии к алюминиевым сплавам, различным сталям, полимерным композиционным материалам и прочности при ударе.

Недостатком решения является не способность композиции обеспечить защиту от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Известен способ защиты от биообрастания на основе порошкового полимерного покрытия, в состав которого входят: металлический цинк, оксид цинка и оксид титана (29. Patent US №6974847. Melt compounded fusion bonded marine antifouling coating. B1, C08K 3/08, С08К 3/22, C08L 63/100, C09D 5/16. Patent Submission Date 2002.07.16. Patent Grant Date 2005.12.13. Patent Inventor: Jacky T. Thygesen. Patent Applicant: Matrix Engenering).

Недостатком данного способа является усложнение технологического процесса за счет необходимости применения в технологии высоких температур (до 300°С), что требует дополнительного оборудования, кроме этого, способ является агрессивным для палентологических находок, в частности для обработки бивней мамонта, в связи с применением в технологии высоких температур (до 300°С), что может неблагоприятно отразиться на качестве бивней при последующем длительном хранении.

Известен особо тяжелый защитный полимерраствор, включающий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полиэтиленполиамин ПЭПА, кремнийорганический лак КО-922, минеральный наполнитель, легирующую добавку (30. Патент RU 2119899. Особо тяжелый полимерраствор. С1, МПК С04В 26/14. Заявка 93027622/04 от 1993.05.18. Опубл. 1998.10.10. Авторы: Прошин А.П., Соломатов В.И., Худяков В.А. Патентообладатель: Пензенский государственный архитектурно-строительный институт).

Недостатком предлагаемого эпоксидного полимерраствора является то, что он предназначен для защиты от гамма-излучений и не используется для защиты от биозаражений палеонтологических находок, в частности, бивней мамонта при длительном хранении.

Таким образом, на основе анализа известных способов, составов и защитных композиций следует, что недостаток предлагаемых решений заключается в том, что они не способны обеспечить защиту палеонтологическим находкам, в частности бивням мамонта, от биозаражения при длительном хранении.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому способу является способ длительного хранения мамонтовых бивней (31. Патент RU № 2763196. C1, МПК A01N 1/00. Способ длительного хранения мамонтовых бивней. Заявка 2021111426, 20.04.2021. Дата начала отчета срока действия патента: 20.04.2021. Дата подачи заявки: 20.04.2021. Опубликовано: Опубликовано: 28.12.2021 Бюл. № 1. Авторы: Протопопов А.В., Плотников В.В., Петрова Т.Ф. Патентообладатель: Государственное бюджетное учреждение "Академия наук Республики Саха (Якутии)" (RU)), предусматривающий нанесение в стерильных условиях на очищенный, обезжиренный и высушенный мамонтовый бивень клеевого раствора, содержащего 99 мер водного клеевого раствора ПВА-строительный и 1 меру анилида салициловой кислоты. Обработанный клеевым раствором мамонтовый бивень хранится в стерильных условиях до полного высыхания клеевого раствора на его поверхности. На мамонтовый бивень наносится и уплотняется мокрый снег или измельченное ледяное крошево для создания ледяной корки толщиной не менее 1 см. Мамонтовый бивень многократно поочередно окунается в дистиллированную воду в спокойном состоянии и/или газонасыщенную дистиллированную воду в турбулентном состоянии при обтекании мамонтового бивня при температуре воды 0-(-1,4)°С. Мамонтовый бивень замораживается при температуре воздуха от минус 18°С до минус 40°С до достижения в толще мамонтового бивня или его ледяной корке стабильной температуры не выше минус 18°С. Хранение замороженного мамонтового бивня осуществляется в помещениях, где постоянно поддерживается температура воздуха от минус 5°С до минус 12°С.

Недостатком способа является усложненная технология осуществления способа защиты мамонтовых бивней от разрушающего воздействия сублимационных, гнилостных и окислительных воздействий, предусматривающего соблюдение определенных температурных условий,, что отражается на трудоемкости технологии, кроме этого, не известны данные о применении данного способа для обеспечения защиты палеонтологических находок (бивней мамонта), от биозаражения микроорганизмами при длительном хранении.

Задачей настоящего изобретения является расширение номенклатуры способов защиты палеонтологических находок (бивней мамонта), от биозаражения микроорганизмами при длительном хранении, не требующих для изготовления дорогостоящих и трудоемких операций, способных обеспечить высокий уровень их антимикробной защиты.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражения при длительном хранении, включающий предварительную сушку палеонтологических находок в проветриваемом помещении при комнатной температуре, очистку и обеспыливание, консервацию микротрещин гидрофобно-биоцидным составом (ГБС), отличающимся тем, что в качестве гидрофобного средства применяется гидрофобизатор "Пента-820" (32. ТУ 2229-027-40245042-2001 изм.1 "Гидрофобизаторы кремнийорганические марок "Пента-820" и "Пента-822". - Москва. - 2001; 33. Экспертное заключение ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве" № 78987 от 04.12.2006г."), в качестве биоцидного средства применяется молочная кислота для ветеринарии 40% (34. ГОСТ 490-2006 Кислота молочная пищевая. Технические условия. - Москва: Стандартинформ. - 2007. - 27 с.) при следующем соотношении компонентов, масс. %: гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0; молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0.

Способ легкий в исполнении, обеспечивает высокий уровень антимикробной защиты и повышает устойчивость палеонтологических находок, в частности бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении.

При исполнении способа не требуется осуществления дорогостоящих и трудоемких операций, в способе применяются доступные не дорогие компоненты, которые можно приобрести в российских компаниях.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1. Получение гидрофобно-биоцидного состава для защиты палеонтологических находок (бивней мамонта), от биозаражения микроорганизмами при длительном хранении.

Гидрофобно-биоцидный состав (ГБС) для защиты палеонтологических находок (бивней мамонта), от биозаражения микроорганизмами, получен путем механического смешивания следующих компонентов: гидрофобизатора "Пента-820" (ТУ 2229-027-40245042-2001) и 40% молочной кислоты для ветеринарии (ГОСТ 490-2006), обладающей биоцидным действием против широкого спектра микроорганизмов, при следующем соотношении компонентов, масс. %: гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0; молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0.

Краткая характеристика компонентов состава для защиты армированных гибридных ПКМ:

1) Силиконовый гидрофобизирующий состав «Пента-820».

Водоотталкивающий состав «Пента-820» представляет собой раствор алкилтриэтоксисилана с отвердителем в изопропиловом спирте. Состав «Пента-820» придает водоотталкивающие свойства обработанным материалам при сохранении их внешнего вида, газо- и паропроницаемости, предотвращает появление высолов. Состав «Пента-820» может применяться как в чистом виде, так и разбавленным органическим растворителем (изопропиловый спирт, уайт-спирит) в соотношении 1:1,1:2,1:3. Свойства: Хорошая проникающая способность, высокая стойкость к щелочам, эффективен также на влажных строительных материалах, быстрое нарастание гидрофобности, очень высокая стойкость к воздействию климатических факторов (замораживание, оттаивание, УФ-облучение и т.п., способность к окрашиванию с помощью большинства водных дисперсионных красок. очень слабое изменение исходной пористости субстрата, паропроницаемость не меняется. Применение: Состав «Пента-820» предназначен для проникновения состава на всю глубину пор (35. Силиконовый гидрофобизирующий состав Пента-820 [Электронный ресурс]. URL: https://pentasever.ru/catalog/gidrofobizatory_i_smyvki/ silikonovyy_gidrofobiziruyushchiy_sostav_penta_820/ (дата обращения: 22.12.2022).

2) Молочная кислота.

Молочная кислота является веществом биологического происхождения, которое получают путем естественной ферментации из натурального сырья. Т.е. преимущества молочной кислоты перед полихлорированными феноксифенольными и изотиазолиноновыми биоцидами заключается в природном происхождении и экологичности. Кислота молочная для ветеринарии (Aciduni lacticum 40 % ad usum veterinarium) - бесцветная либо желтоватая жидкость консистенции сиропа. Вкус кисловатый, запах специфический, но слабый. Препарат обладает противомикробным действием, основанным на способности молочной кислоты смещать pH цитоплазмы микробной клетки в кислую сторону, коагулировать белки клеточной оболочки микроорганизма. Выпускается промышленностью во флаконах из стекла вместимостью 50,100, 500 мл и 1 л. Можно смешивать с водой, эфиром, глицерином, спиртом в нужных пропорциях. Купить средство можно в обычных аптеках. Молочная кислота не токсичная и может применяться для лечения инфекционных заболеваний у животных, для наружного применения при лечении раневых поверхностей, для аэрозольной дезинфекции воздуха животноводческих помещений в присутствии животных при вирусных респираторных заболеваниях телят и поросят, птичников и инкубаторов при пуллорозе, пастереллезе, инфекционном ларинготрахеите птиц из расчета 2-4 см³ 10 - 15 % раствора на 1 м³ воздуха (36. Кислота молочная для ветеринарии [Электронный ресурс]. URL: https://vetsnab.info/vetpreparaty/kislota-molochnaya-80-dlya-veterinarii/ (дата обращения: 22.12.2022); 37. Кислота молочная для ветеринарии [Электронный ресурс]. URL: https://dachamechty.site/krs/molochnaya-kislota-instruktsiya.html (дата обращения: 22.12.2022)).

Технологический процесс изготовления состава для защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражений при длительном хранении включает следующие основные операции: механическое смешивание в течение 1-2 минут следующих компонентов: гидрофобизатора "Пента-820" (ТУ 2229-027-40245042-2001) и 40% молочной кислоты для ветеринарии (ГОСТ 490-2006), обладающей биоцидным действием против широкого спектра микроорганизмов, при следующем соотношении компонентов, масс. %: гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0; молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0.

Полученный ГБС наносят на образцы бивней мамонта кистью-макловицей сразу же после приготовления или разбрызгиванием под небольшим давлением до полного насыщения материала (образца БМ) или методом погружения в состав, если это мелкие образцы, после чего образцы складывают на чистую сухую тканевую или бумажную почверхность и сушат при комнатной температуре в течение 24 часов и убирают на складское хранение. Для обработки бивней мамонта составом достаточно однократной обработки. Состав сохраняет биоцидные свойства не менее чем на 5 лет.

Перед обработкой поверхность бивней должна быть очищена от грязи и пыли. Все крошащиеся детали должны быть удалены.

Обработка бивней мамонта составом должна проводиться при температуре не ниже +5°С.

Расход состава зависит от впитывающей способности бивней или другой костной ткани, и определяется экспериментально. Ориентировочно для обработки 10 см.кв поверхности бивней мамонта расход полученного гидрофобно-биоцидного состава составляет 2-4 см.куб.

Техника безопасности. ГБС для защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражения относится к веществам малоопасным, он не токсичен, не обладает кумулятивным действием.

При работе с ГБС для защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражения рекомендуется использовать защитные очки и перчатки. При работе внутри помещения необходимо обеспечить проветривание помещения.

Пример 2. Подготовка к тестированию способа защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражения микроорганизмами.

Для тестирования заявленного способа использовали:

1) опытные образцы из бивней мамонта кубической формы (1х1х1 см), вырезанные из срединной части костного фрагмента;

2) эмаль универсальную алкидную матовую белого цвета (38. ТУ 20.30-025-53934955-2017 "Лакокрасочные материалы. Технические условия", 2017, KUDO). Следует отметить, что возможно применение любых других окрашивающих средств, данное средство применялось для наглядности;

3) оборачивание в плотную черную пленку. Данный подход был предложен в связи с тем, что одним из основных факторов, оказывающих негативное деструктивное воздействие на материал, является солнечное излучение. Пленка, содержащая пигмент, способствует поглощению наиболее вредной части солнечного излучения - УФ-излучения.

4) обработка ГБС, при следующем соотношении компонентов, масс. %: гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0; молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0;

5) обработка ГБС и оборачивание в плотную черную пленку (ЧП).

Для сравнения в заданных условиях экспонировались контрольные образцы бивней мамонта (БМ), не обработанные ни одним из указанных способов.

В настоящее время методические пособия по микробиологическому исследованию палеонтологических находок не разработаны, поэтому в работе использованы государственные стандарты и методические рекомендации, разработанные для специалистов, осуществляющих функции по контролю и надзору в сфере обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, организаций и учреждений Роспотребнадзора (39. Федеральный закон от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»; 40. Постановление Правительства РФ от 30 июня 2021 г. № 1100 «О федеральном государственном санитарно-эпидемиологическом контроле (надзоре)»). Методы микробиологических исследований включали: микроскопирование, посев смывной жидкости на твердые питательные среды; выделение и изучение культуральных и биохимических свойств чистых культур.

Оценку микробной контаминации опытных образцов БМ проводили путем взятия смыва с последующим посевом смывной жидкости непосредственно в чашки Петри с твердой питательной средой и подсчете общей численности микроорганизмов (ОЧМ) в сформировавшихся колониях. Результаты исследования ОЧМ и плесневых грибов выражали в колониеобразующих единицах (КОЕ). Посев и учет результатов проводили в соответствии с общепринятой методикой (41. МР 4.2.0220-20. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Методы санитарно-бактериологического исследования микробной обсемененности объектов внешней среды. Методические рекомендации). Смывы отбирали с помощью стерильных увлажненных ватных тампонов. Перед взятием смывов предварительно готовили стерильную пептонную воду следующего состава (г/л): протеозопептон - 10,00; натрия хлорид - 5,00; натрия гидрофосфат - 3,50; калия дигидрофосфат - 1,50. Ингредиенты, входящие в вышеописанный состав, растворяли в 1 литре дистиллированной воды, после чего устанавливали рН до 7,2±0,2 усл.ед. и разливали в стерильные стеклянные флаконы по 50 мл. Флаконы с пептонной водой стерилизовали при 1,1 атм. (121°С) в течение 15 минут. После стерилизации пептонную воду охлаждали до комнатной температуры. Затем подготавливали необходимое количество предварительно простерилизованных биологических пробирок с ватными тампонами для забора смывов. В подготовленные пробирки с ватными тампонами асептически разливали по 2 мл охлажденной стерильной пептонной воды таким образом, чтобы ватный тампон не касался жидкости (42. МУК 4.2.2942-11. Методы санитарно-бактериологических исследований объектов окружающей среды, воздуха и контроля стерильности в лечебных организациях). Несмотря на то, что определение общей микробной численности дает условные результаты, при постоянном использовании одних и тех же методов исследования на одних и тех же объектах можно достичь вполне сопоставимые результаты.

Для определения численности жизнеспособных клеток использован метод посева смывной жидкости на плотные питательные среды: мясо-пептонный агар (МПА) и агар Чапека промышленного производства (Оболенск). Метод основан на принципе Коха, согласно которому каждая колония является потомством одной клетки. Это позволяет, на основании числа колоний, сформированных после посева на плотные питательные среды определенного объема исследуемой смывной жидкости, судить об исходном содержании в ней клеток. При этом, каждая колония на чашке с питательной средой вырастает из одной КОЕ, которая может представлять собой бактериальную, дрожжевую клетку, спору, фрагмент мицелия актиномицета или гриба (43. Каменская Е.П., Аверьянова Е.В. Количественный учет микроорганизмов. Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ. Бийск: Алт. гос. тех. ун-т, БТИ, - 2007. - 35 с.).

Для определения общей микробной численности тампон тщательно отмывали, а затем в зависимости от предполагаемой обсемененности по 0,1-1,0 мл смывной жидкости вносили в две параллельные чашки Петри и заливали расплавленным и остуженным до 45°С МПА в количестве 15-20 мл, размешивали круговым движением. После застывания агара чашки переворачивали вверх дном и помещали в термостат при температуре 30°С на 72 часа. После инкубирования подсчитывали все сформированные колонии на поверхности и в толще агара. Предварительный учет проводили через 48 ч., окончательный - через 72 ч.

Для определения количества плесневых грибов тампон тщательно отмывали, а затем в зависимости от предполагаемой обсемененности по 0,1-1,0 мл смывной жидкости вносили в две параллельные чашки Петри и заливали расплавленным и остуженным до 45°С агаром Чапека в количестве 15-20 мл, размешивали круговым движением. После застывания агара чашки, не переворачивая вверх дном, помещали в термостат при температуре 24°С на 120 ч. После инкубирования подсчитывали все сформированные колонии грибов на поверхности агара. Предварительный учет плесневых грибов проводили через 72 ч., окончательный - через 120 ч.

Обработка результатов измерений. Плотность обсеменения рассчитывали по формуле:

где N - количество колоний на чашке;

V₁ - объем посеянной пробы (0,1-1,0 мл);

V₂ - объем пробы раствора для помещения смыва (2 мл).

За окончательный результат применяли среднее арифметическое значение двух результатов параллельных измерений, рассчитанное по формуле:

где Х1 - результат первого параллельного измерения;

Х2 - результат второго параллельного измерения.

Контрольный отбор смывов с опытных образцов БМ выполнен после 6 месяцев экспонирования (табл. 1. Варианты опытов).

Таблица 1. Варианты опытов № Вариант опыта Отапливаемое помещение 1. БМ, образец И49, необработанный 2. БМ, образец К49, окрашенный 3. БМ, образец А49, обработанный гидрофобно-биоцидным составом (ГБС) 4. БМ, образец Б49, обработанный ГБС в черной пленке (ЧП) 5. БМ, образец П49, в ЧП Неотапливаемое помещение 6. БМ, образец И9, необработанный 7. БМ, образец К9, окрашенный 8. БМ, образец А9, обработанный ГБС 9. БМ, образец Б9, обработанный ГБС в ЧП 10. БМ, образец П9, в ЧП

Примечание: БМ - бивень мамонта; ГБС - гидрофобно-биоцидный состав; ЧП - черная пленка.

Пример 3. Исследование особенностей биозаражения образцов БМ с использованием различных подходов к их хранению и защите от микробиологического заражения.

Для исследования были изготовлены опытные образцы по примеру 2. Безусловно в процессе изготовления образцы контактировали с различными объектами ОС, включая поверхности, с которыми они соприкасались, воздух и пр. Перед экспонированием с опытных образцов БМ отобраны смывы (24.06.2021). Установлено, что образцы были контаминированы различными группами микроорганизмов. Основные дифференциально-диагностические свойства выделенных культур микроорганизмов представлены в табл. 2.

Таблица 2. Основные дифференциально-диагностические свойства выделенных культур Свойства / Properties Bacillus subtilis Bacillus atropheus Chryseo
bacterium Enterobacter Penicillium Asрergillus Окраска по Граму + + - - - - Морфология клеток Палочки Палочки Палочки Палочки Гифы кисти Гифы нити Морфология колоний Кремовые, складчатые Темно-коричневыескладчатые Желто-оранжев Крупные розовые Серовато-зеленые Черные, вырастают из желтых Подвижность + + - + - - Наличие спор + + - - + + Наличие капсул - - - - - - Рост аэробно + + + + + + Рост анаэробно (+) (+) - + - - Оксидаза - - + - - - Продуцирование каталазы + + + - - - Разжижение желатиназы + + + - - - Образование лецитиназы + - + + - + Редукция NO₃ до NO₂ - - + + + + Гидролиз крахмала + + - - - - Кислота из: глюкозы + - - + + + лактозы + - - + + - мальтозы + - - + + + маннита + - - + + - ксилозы + - - + - - глицерина + - - - - - арабинозы + - - - + - сорбита + + - + + - сахароза + - - + + + Реакция Фогес-Проскауэра + - - + - - Утилизация цитрата натрия + - - + - - Утилизация малоната натрия - - - + - - β-галактозидаза - - - + - - Образование уреазы - - - - - - Образование индола - - - - - - Образование сероводорода - - - - - - Лизин - - - + - - Орнитин - + - + - - Условные обозначения: + тест положительный; - тест отрицательный; (+) тест слабоположительный

По результатам микробиологических исследований установлено, что в пейзаже микроорганизмов, вызывающих биозаражение БМ доминировали преимущественно спорообразующие бактерии р. Bacillus (B. atropheus, B. subtilis), неферментирующие бактерии р. Chryseobacterium, энтеробактерии р. Enterobacter, грибы родов Penicillium и Aspergillus. Среднее значение колиниеобразующих единиц (КОЕ) в исследуемых смывах на МПА после 72 часов инкубации составило 484±0,9 КОЕ/см³; на агаре Чапека после 120 часов инкубации - 4,2±0,2 КОЕ/см³.

На следующем этапе работ исследовано влияние различных условий хранения на контаминацию БМ микроорганизмами. На фигуре 1 представлены результаты исследования смывов с образцов БМ, обработанных вышеуказанными способами, полученные после ≈ 6 мес. (10.12.21) экспонирования в отапливаемом помещении (Фиг. 1. Рост микроорганизмов на питательном агаре после высева смывной жидкости, отобранной с опытных образцов БМ после 6 мес. экспонирования в отапливаемом помещении).

На фиг. 2 представлена оценка КОЕ в зависимости от применяемых защитных средств (Фиг. 2. Оценка КОЕ методом смыва с поверхностей опытных образцов БМ после 6 мес. экспонирования в отапливаемом помещении, 10.12.2021). Показано, что окрашивание БМ позволило снизить численность микроорганизмов, вызывающих биозаражение в 2 раза по сравнению с необработанным образцом. При обработке бивней гидрофобно-биоцидным составом (ГБС) численность микроорганизмов в 6 раз ниже по сравнению с исходными образцами. В опыте с ГБС и черной пленкой (ЧП) численность бактерий, вызывающих биозаражение БМ сократилась в 5 раз. При оборачивании БМ в пленку без обработки ГБС микробная обсемененность бивня не снизилась, а наоборот увеличилась, что вероятно связано с накоплением конденсата под пленкой, которую микроорганизмы используют для своего роста и развития.

Таким образом, показано, что наиболее перспективным для практического применения в отапливаемом помещении является способ защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражения микроорганизмами при длительном хранении с применением гидрофобно-биоцидного состава (ГБС) или ГБС с последующим обвертыванием образцов бивней мамонта в плотную пленку.

В опытах, при экспонировании БМ в условиях неотапливаемого помещения наибольшую эффективность защиты бивней от биозаражения также показали варианты с применением ГБС или ГБС с последующим обвертыванием образцов БМ в ЧП (Фиг. 3. Рост микроорганизмов на питательном агаре после высева смывной жидкости, отобранной с опытных образцов БМ после 6 месяцев экспонирования в условиях неотапливаемого помещения). В результате микробиологического обследования выявлены те же виды микроорганизмов, что и в опыте с экспонированием в условиях отапливаемого помещения (Фиг. 4. Оценка КОЕ методом смыва с поверхностей опытных образцов БМ после экспонирования под навесом на полигоне климатических испытаний (10.12.21)).

В целом, численность КОЕ в большинстве проб за 6 месяцев экспонирования увеличилась почти в два раза. В видовом составе микроорганизмов в пробах, отобранных через 6 месяцев, произошли изменения; из контаминантов, выделенных до опыта исчезли плесневые грибы и энтеробактерии. Пейзаж микроорганизмов в смывном материале был представлен преимущественно спорообразующими бактериями р. Bacillus (В. subtilis, В. atropheus), что вероятно обусловлено наибольшей устойчивостью данной группы бактерий к неблагоприятным условиям окружающей среды и воздействию биоцидных составов. Это обусловлено способностью бактерий рода Bacillus образовывать споры, которые их предохраняют от неблагоприятных факторов.

Таким образом, показано, что наиболее перспективным для практического применения как в отапливаемом, так и в неотапливаемом помещениях является способ защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражения микроорганизмами при длительном хранении с применением гидрофобно-биоцидного состава (ГБС) или ГБС с последующим обвертыванием образцов бивней мамонта в плотную пленку.

Заявленный способ защиты палеонтологических находок (бивней мамонта) от биозаражения при длительном хранении, включающий предварительную сушку палеонтологических находок в проветриваемом помещении при комнатной температуре, очистку, обеспыливание, консервацию микротрещин гидрофобно-биоцидным составом (ГБС), отличающийся тем, что в качестве гидрофобного средства применяется гидрофобизатор "Пента-820" (ТУ 2229-027-40245042-2001), в качестве биоцидного средства применяется молочная кислота для ветеринарии 40% (ГОСТ 490-2006), при следующем соотношении компонентов, масс. %: гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0; молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0, является эффективным для антимикробной защиты бивней в условиях длительного хранений.

Способ легкий в исполнении, обеспечивает высокий уровень устойчивости палеонтологических находок, в частности бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении.

При исполнении способа не требуется осуществления дорогостоящих и трудоемких операций, в способе применяются доступные не дорогие компоненты, которые можно приобрести в российских компаниях.

Исследования выполнены с использованием научного оборудования ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН в рамках гранта №13.ЦКП.21.0016.

Изобретение относится к консервированию частей животных, а именно к способам защиты бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении. Способ защиты бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении включает предварительную сушку в проветриваемом помещении при комнатной температуре, очистку, обеспыливание и консервацию микротрещин гидрофобно-биоцидным составом, имеющим следующее соотношении компонентов, масс. %: гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0; молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0. Предлагаемый способ обеспечивает высокий уровень антимикробной защиты и повышает устойчивость бивней мамонта к биозаражению при длительном хранении. 4 ил., 2 табл., 2 пр.

Способ защиты бивней мамонта от биозаражения при длительном хранении, включающий предварительную сушку в проветриваемом помещении при комнатной температуре, очистку, обеспыливание и консервацию микротрещин гидрофобно-биоцидным составом, отличающийся тем, что в качестве гидрофобного средства применяют гидрофобизатор "Пента-820" и молочную кислоту для ветеринарии 40%, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

гидрофобизатор "Пента-820" - 30,0;

молочная кислота для ветеринарии 40% - 70,0.