CN101879148B - 一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品，特别是公开了一种可重复使用的细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品，将经过处理达到医用等级的细菌纤维素水凝胶膜在一定浓度的明胶水溶液中浸泡，静置处理5～30min，再将处理后的细菌纤维素取出部分脱水、包装、灭菌，即得到由明胶与细菌纤维素复合而成的细菌纤维素水凝胶降温贴。本发明制备过程简单易行、操作方便、制备技术可控、无污染、成本低；得到的细菌纤维素水凝胶降温贴与皮肤的生物相容性好，含水率高、保水性好、韧性强、透气性好。具有冷敷理疗，物理降温，缓解疼痛等作用，使用方便、安全。

Description

一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品

技术领域

本发明涉及一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品，特别是涉及一种可重复使用的细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品。属于医用材料领域，具体地说是一种以细菌纤维素作为基材的可重复使用的水凝胶型降温贴及其制备方法。

背景技术

发热是由于发热激活物作用于机体，进而导致内生致热原(EP)的产生并入脑作用于体温调节中枢，更进而导致发热中枢介质的释放继而引起调定点的改变，最终引起发热。发热激活物无论是来自体外的外置热源，还是来自体内，均可引起组织代谢增强，消化功能失调，肌肉酸痛，头痛甚至中枢神经系统功能紊乱，有时出现意识不清，昏迷等。

常用的退烧方法分为物理降温和服用解热镇痛药物，而药物降温副作用大。且对于2个月以内的婴幼儿，世界卫生组织建议禁止使用任何退烧药品。因此，有效的物理降温方法及使用方便的降温制品就显得十分重要。

传统的物理退烧方法有冰袋冷却、冷水毛巾敷贴降温、酒精擦身等，但是这些方法都有使用不便等缺点。高分子水凝胶退热贴以高分子水凝胶为基材，将大量的水和少量天然清凉剂负载于高分子凝胶中，通过水的蒸发吸热，带走人体发烧时产生的热量，从而达到降温退热的效果，具有物理降温与天然清凉剂降温的双重功效。水凝胶可以自身的粘附力直接粘附于体表，无需另外固定。以高分子水凝胶退热贴为代表的水溶性高分子为基材的外用贴剂，是国际上近二十年来开发出来的经皮给药新剂型。经皮给药具有避免肠胃环境对药效的干扰和肝脏“首过效应”，可延长半衰期较短药物的治疗效果，能长期维持稳定的给药效率，具有广阔的市场发展前景。目前在中国市场上，大部分退热贴产品都是外商独资生产的，纯粹的国产产品不仅数量少，而且质量、性能均不如外资产品。

中国专利CN101095634A以特定聚合度的聚乙烯醇、对羟基苯甲酸乙酯为主要基材制备了可有限次重复使用的高分子水凝胶降温贴。在此方法中高分子材料需在高温高压下加热溶解，灌装成膜。制备工艺路线较复杂，成本较高。

因此采用一种简易可行、完全绿色的天然高分子水凝材料，得到可以无限次重复使用的高分子水凝胶降温贴具有极大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品，特别是提供一种可重复使用的细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品。本发明制备过程简单易行、操作方便、制备技术可控、无污染、成本低；得到的细菌纤维素水凝胶降温贴与皮肤的生物相容性好，含水率高、保水性好、韧性强、透气性好。使用后放入热水中复水，即可重复使用。具有冷敷理疗，物理降温，缓解疼痛等作用，使用方便、安全。

本发明的一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法，将经过处理达到医用等级的细菌纤维素水凝胶膜在一定浓度的明胶水溶液中浸泡，静置处理5～30min，再将处理后的细菌纤维素取出部分脱水、包装、灭菌，即得到由明胶与细菌纤维素复合而成的细菌纤维素水凝胶降温贴。

作为优选的技术方案：

其中，如上所述的细菌纤维素水凝胶降温贴制备方法，所述的浸泡前的细菌纤维素水凝胶膜含水量为70-90％。细菌纤维素具有很强的吸水、保水性能，其饱和含水量可以达到细菌纤维素水凝胶总质量的99％以上，吸水后的重量为细菌纤维素自身干重的150-200倍。因此为了保证细菌纤维素水凝胶浸泡在明胶溶液中时，依然具有一定的吸水性能，可以吸收足量的明胶溶液，保证明胶溶液中的药用成分进入水凝胶体系，在制备细菌纤维素水凝胶时，应将其含水量控制在70-90％。

如上所述的细菌纤维素水凝胶降温贴制备方法，所述的明胶水溶液的溶剂为二次蒸馏水，其中明胶质量占明胶水溶液的质量百分比为2～5％。当明胶水溶液中明胶的质量百分比过高时，明胶水溶液的粘度会显著增加。粘度过高会影响明胶溶液进入细菌纤维素水凝胶的速率，因此明胶水溶液中明胶的质量百分比一般在2～5％，以控制明胶水溶液的粘度在合理的范围内。

如上所述的细菌纤维素水凝胶降温贴制备方法，所述的明胶水溶液含冰片和/或薄荷脑，其中冰片和/或薄荷脑质量占明胶水溶液的质量百分比为1～5％。冰片和薄荷脑均具有开窍醒神，清热止痛的功效，加入在细菌纤维素水凝胶降温贴中具有辅助降温的功效。

如上所述的细菌纤维素水凝胶降温贴制备方法，所述的浸泡的温度为37～60℃。明胶水溶液在37℃以上时，溶液的粘度会随着温度的升高而降低，保持一定的温度有利于明胶水溶液进入细菌纤维素水凝胶中。但温度不宜过高，以防止明胶受热降解。

如上所述的细菌纤维素水凝胶降温贴制备方法，所述的部分脱水的方法为自然干燥、离心沥干、真空干燥或机械压除方法。所述的消毒采用γ辐射、压力蒸气灭菌或电子束灭菌方法。

如上所述的细菌纤维素水凝胶降温贴制备方法，所述的细菌纤维素是由木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的一种产出的纤维素膜经过分离提纯除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基使细菌纤维素水凝胶达到药用敷料等级(热源质含量＜0.05EU/ml)。如：可将细菌纤维素水凝胶浸泡在质量百分含量为2～6％的NaOH水溶液中，在60～100℃的温度下加入1～4h。再用二次蒸馏水反复冲洗至中性。按照使用要求，制成2～7mm(±0.1mm)厚，特定长度、宽度的水凝胶膜片。

本发明还提供了一种依据上述方法制得的细菌纤维素水凝胶降温贴，细菌纤维素水凝胶的三维多孔网络结构中附着明胶溶液，其中冰片和/或薄荷脑均匀分布在三维网络结构中。细菌纤维素水凝胶降温贴是由细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的药物成分构成，所述的药物成分是冰片和/或薄荷脑；其中明胶和药物成分的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的1-3％，明胶包裹的药物成分占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.01-0.3％；当药物成分是冰片和薄荷脑时，冰片与薄荷脑的比重为1∶1。

其中，所述的细菌纤维素水凝胶膜是由木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的一种产出的纤维素。

一种细菌纤维素水凝胶降温贴制备方法，将经过处理达到医用等级的细菌纤维素水凝胶膜在质量分数为2～5％的明胶水溶液中浸泡，37～60℃静置处理5～30min，再将处理后的细菌纤维素取出部分脱水、包装、灭菌，即得到由明胶与细菌纤维素复合而成的细菌纤维素水凝胶降温贴。

细菌纤维素水凝胶作为一种新型的天然水凝胶具有其独特的物理、化学和机械性质：超细网状结构；高抗张强度和弹性模量；高亲水性，有良好的透气、吸水、透水性能，并有非凡的持水性和高湿强度。大量研究表明细菌纤维素具有良好的体内、体外生物相容性和良好的生物可降解性。极好的形状维持性能和形状可调控性。可以任意裁剪，与皮肤有极好的伏贴性，具有一定的镇痛效果；独特的三维网状结构以及化学结构中大量的亲水基团可以使细菌纤维素水凝胶失水后，在水中快速复水，恢复到水凝胶状态，保证了降温贴的反复使用。因此采用细菌纤维素作为降温贴的基材具有以往其它生物材料、织物、高分子水凝胶等无可比拟的优点，有望成为一种较理想的降温贴产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)细菌纤维素的制备过程不使用任何有毒溶剂，不会带来环境污染以及生态危机等问题，符合生物医学领域的使用要求。

(2)利用细菌纤维素自身的吸水性能，将使用后的降温贴放入热水中复水，即可重复使用，节约资源。

(3)本发明制备过程简单易行、操作方便、制备技术可控、无污染、成本低；得到的细菌纤维素水凝胶降温贴与皮肤的生物相容性好，含水率高、保水性好、韧性强、透气性好。具有冷敷理疗，物理降温，缓解疼痛等作用，使用方便、安全。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由木醋杆菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为70％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为2％的明胶水溶液。将冰片溶于明胶水溶液中，得到冰片质量占明胶水溶液质量百分比为1％的明胶包裹冰片的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹冰片的水溶液体系中，温度为37℃，静置时间为5min。浸泡洗后的复合膜经自然干燥部分脱水、包装、γ辐射灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的冰片构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和冰片的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的3％，明胶包裹的冰片占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.03％。

实施例2：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由产醋杆菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为90％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为5％的明胶水溶液。将冰片溶于明胶水溶液中，得到冰片质量占明胶水溶液质量百分比为5％的明胶包裹冰片的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹冰片的水溶液体系中，温度为37℃，静置时间为5min。浸泡洗后的复合膜经自然干燥部分脱水、包装、γ辐射灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的冰片构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和冰片的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的2％，明胶包裹的冰片占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.1％。

实施例3：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由醋化杆菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为80％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为3％的明胶水溶液。将冰片溶于明胶水溶液中，得到薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为1％的明胶包裹薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹薄荷脑的水溶液体系中，温度为60℃，静置时间为30min。浸泡洗后的复合膜经自然干燥部分脱水、包装、γ辐射灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的薄荷脑构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和薄荷脑的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的3％，明胶包裹的薄荷脑占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.06％。

实施例4：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由巴氏醋杆菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为90％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为4％的明胶水溶液。将薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为5％的明胶包裹薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹薄荷脑的水溶液体系中，温度为60℃，静置时间为15min。浸泡洗后的复合膜经自然干燥部分脱水、包装、γ辐射灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的薄荷脑构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和薄荷脑的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的2％，明胶包裹的薄荷脑占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.1％。

实施例5：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由葡萄糖杆菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为70％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为3％的明胶水溶液。将薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为4％的明胶包裹薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹薄荷脑的水溶液体系中，温度为45℃，静置时间为20min。浸泡洗后的复合膜经离心沥干部分脱水、包装、压力蒸气灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的薄荷脑构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和薄荷脑的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的2％，明胶包裹的薄荷脑占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.12％。

实施例6：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由农杆菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为80％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为2％的明胶水溶液。将薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为5％的明胶包裹薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹薄荷脑的水溶液体系中，温度为50℃，静置时间为10min。浸泡洗后的复合膜经离心沥干部分脱水、包装、电子束灭菌方法，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的薄荷脑构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和薄荷脑的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的1％，明胶包裹的薄荷脑占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.01％。

实施例7：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由根瘤菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为90％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为3％的明胶水溶液。将薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为1％的明胶包裹薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹薄荷脑的水溶液体系中，温度为55℃，静置时间为25min。浸泡洗后的复合膜经真空干燥部分脱水、包装、电子束灭菌方法，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的薄荷脑构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和薄荷脑的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的2％，明胶包裹的薄荷脑占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.15％。

实施例8：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由八叠球菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为70％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为2％的明胶水溶液。将冰片和薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到冰片和薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为3％的明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系中，温度为37℃，静置时间为30min。浸泡洗后的复合膜经机械压除部分脱水、包装、γ辐射灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的药物成分构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和药物成分的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的3％，明胶包裹的药物成分占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.3％。冰片和薄荷脑比重为1∶1。

实施例9：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由洋葱假单胞菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为90％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为3％的明胶水溶液。将冰片和薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到冰片和薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为2％的明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系中，温度为40℃，静置时间为25min。浸泡洗后的复合膜经机械压除部分脱水、包装、γ辐射灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的药物成分构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和药物成分的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的2％，明胶包裹的药物成分占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.05％。冰片和薄荷脑比重为1∶1。

实施例10：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由椰毒假单胞菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为80％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为5％的明胶水溶液。将冰片和薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到冰片和薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为3％的明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系中，温度为60℃，静置时间为5min。浸泡洗后的复合膜经机械压除部分脱水、包装、γ辐射灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的药物成分构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和药物成分的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的1％，明胶包裹的药物成分占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.01％。冰片和薄荷脑比重为1∶1。

实施例11：

(1)细菌纤维素水凝胶膜由空肠弯曲菌制备，将分离提纯后的细菌纤维素水凝胶膜片部分脱水，得到含水量为70％的细菌纤维素水凝胶膜。

(2)明胶溶液二次蒸馏水中，得到明胶质量占明胶水溶液质量百分比为4％的明胶水溶液。将冰片和薄荷脑溶于明胶水溶液中，得到冰片和薄荷脑质量占明胶水溶液质量百分比为1％的明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系。

(3)将处理后的细菌纤维素水凝胶膜浸泡在明胶包裹冰片和薄荷脑的水溶液体系中，温度为37℃，静置时间为30min。浸泡洗后的复合膜经机械压除部分脱水、包装、压力蒸气灭菌，即得到细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的药物成分构成的细菌纤维素水凝胶降温贴。其中明胶和药物成分的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的2％，明胶包裹的药物成分占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.1％。冰片和薄荷脑比重为1∶1。

Claims (2)

1.一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法，其特征是：将经过处理达到医用等级的细菌纤维素水凝胶膜在一定浓度的明胶水溶液中浸泡，静置处理5～30min，再将处理后的细菌纤维素取出，经部分脱水、包装和灭菌，即得到由明胶与细菌纤维素复合而成的细菌纤维素水凝胶降温贴；

所述的浸泡前的细菌纤维素水凝胶膜含水量为70-90％；

所述的明胶水溶液的溶剂为二次蒸馏水，其中明胶质量占明胶水溶液的质量百分比为2～5％；

所述的浸泡的温度为37～60℃；

所述的部分脱水的方法为自然干燥、离心沥干、真空干燥或机械压除方法，部分脱水后的含水量为80-90wt％；

所述的灭菌采用γ辐射、压力蒸气灭菌或电子束灭菌方法；

所述的细菌纤维素是由木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的一种产出的、经过分离提纯除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基达到药用敷料等级的细菌纤维素；所述的明胶水溶液含冰片和/或薄荷脑，其中冰片和/或薄荷脑的质量占明胶水溶液的质量百分比为1～10％。

2.根据权利要求1所述的方法制得的细菌纤维素水凝胶降温贴，其特征是：所述的细菌纤维素水凝胶降温贴是由细菌纤维素水凝胶、均匀分散在细菌纤维素水凝胶中的明胶和明胶包裹的药物成分构成，所述的药物成分是冰片和/或薄荷脑；其中明胶和药物成分的合计质量占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的1-3％，明胶包裹的药物成分占细菌纤维素水凝胶降温贴总质量的0.01-0.3％；当药物成分是冰片和薄荷脑时，冰片与薄荷脑的比重为1∶1。