Лечебни „превръзки за лоза“ изобретиха в Института по полимери

От 2011 г. арсенът и неговите съединения са класифицирани като канцерогенни и са забранени за използване на територията на ЕС с директива на Европейския парламент. Това създаде ред проблеми в доста области – като се започне от зъболечението, където арсенът бе смятан за неизбежен при отстраняване на увредените нерви в зъбната пулпа, та до земеделието, където този твърде опасен за човека химически елемент участваше в различни препарати за растителна защита.

Един от тези препарати – натриевият арсенит – дълго време е смятан за незаменим при борбата с болестта еска (известна още като апоплексия по лозата или бяло дървесинно гниене). Тя е една от най-ранно описаните болести по лозата, която разрушава дървесината и предизвиква увяхване на насажденията .

Известна е още от античността, но привлича вниманието на изследователите и лозарите едва в началото на ХХ век. Причинители на болестта са гъби – най-често от видовете Phaeomoniella chlamydospora и Phaeoacremonium aleophilum. Самото заразяване най-често става като спори проникват през наранени места (или отрези при зарязването) на лозата.

Натриевият арсенит дълго време е бил единственото ефективно средство, прилагано за борба срещу нея. След 2011 година обаче арсенът и неговите съединения бяха забранени с директива на Европейския парламент, включителон в препарати за растителна защита. Ето защо бе наложително разработването и прилагането на нови подходи и средства за борба с гъбичното заболяване еска.

Това бе и задачата пред колектив от Направление Полимерни биоматериали на Института по полимери-БАН. Те имат натрупан значителен опит в областта на дизайна и получаването на биосъвместими, (био)разградими и биологично активни полимери. Решението бе потърсено в разработването на полимерни композити с фунгицидно действие спрямо два щама аскомицетни гъби Phaeomoniella chlamydospora и Phaeoacremonium aleophilum – основните причинители на еска*. Идеята на разработката е да се прилага локално-избирателно лечение и преди всичко – предпазване. Това може да стане чрез нещо като „превръзка“ на болното място в лозата (отреза или раната), откъдето може да стане заразяването.

„Превръзката“ всъщност е мембрана от полимерна материя, биологично разградима, за да не увеличава замърсяването на природата. Освен това в нейния състав се вкарва фунгицид, целенасочено убиващ спорите на Phaeomoniella chlamydospora и Phaeoacremonium aleophilum

Разработката на тази полимерна мебрана стана чрез съчетаване свойствата на различни биоразградими и биосъвместими алифатни полиестери, полиетери и природни полизахариди – с тези на подходящо подбрани биологично активни съединения, химични фунгициди, метални оксиди и/или биологичен фунгицид.

Дизайнът на полимерните композити е насочено моделиран чрез прилагане и комбиниране на иновативни с класически методи – електроовлакняване, електроразпръскване и нанасяне на покритие. Електроовлакняването представлява получаване на влакна чрез използване на електрично поле, което изтласква заредени нишки от разтвор или стопилка на полимер, при което се получават влакна с размери до няколкостотин нанометра. Основните елементи на апаратурата са три: генератор на високо напрежение, полимерен разтвор или стопилка, поставени в тънка капиляра и заземен колектор.

Влакнестата мембрана покрива нараненото място, но не пречи на достъпа до кислород и обмяната на влага. Чрез провеждане на in vitro микробиологични тестове са намерени правилните съотношения между състава и структурата на полимерните композити и тяхното фунгицидно действие спрямо P. chlamydospora и P. aleophilum. Получени са набор от иновативни полимерни композити с разнообразен дизайн, способни да предпазват механично наранени лозови насаждения от навлизането на спорите на P. chlamydospora и P. aleophilum, т.е. да предпазят лозовите насаждения от опасната болест еска.

 Публикуван сп. “Природа” бр. 4/2021 г. стр. 100 – 102 

*Изследванията са финансирани по договор КП-06-ОПР03/2 от Фонд Научни изследвания.