CN102007169A - 含有水胶体的可快速润湿材料、其制造方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种呈成形体形式的含天然水胶体的可快速润湿材料的制造方法，其中将呈成形体形式的含天然水胶体的材料曝露于等离子体中。

Description

含有水胶体的可快速润湿材料、其制造方法及其应用
技术领域
本发明涉及呈成形体形式的含天然水胶体的可快速润湿材料。此外，本发明还涉及这种材料的制造方法以及所述材料在不同应用领域中的应用。
背景技术
水胶体是指一系列不同的高分子物质，它们通常是天然来源的(特别是多糖和蛋白质)，但是也可以部分地合成制造。它们以在水性体系中形成凝胶或粘性溶液的性能而著名，其中一些水胶体是水溶性的(与温度有关)，而另一些水胶体以胶体溶液、分散体系或乳状液的形式存在。在某些情况下，例如在从不溶性胶原来制造可溶性明胶时，通过水解度能够影响水胶体的这些以及其它性能。
由于这些性能及其生理安全性，天然水胶体在食品和化妆品的制造中广泛用作增稠剂或稳定剂，即用以调节产品的比稠度或结构。此外，水胶体或含有水胶体的材料也被用于医药中，例如用于伤口护理或作为活细胞的基质，其中在这里也能够有利地利用许多水胶体的良好的生理相容性、生物降解性和成胶性能。
在所有上述领域中，在水胶体的使用中出现的问题是它们不良的或低的可润湿性。据推测，这种现象的原因是在水胶体制造或提取过程中通常必须进行干燥，其中使与空气接触的事实上亲水的水胶体分子的疏水区域朝向空气定向，从而使得形成的粒子、凝聚体或成形体具有疏水表面。
这种不良的可润湿性的后果是例如在食品领域中，与使用可快速润湿的产品的情况相比，为了溶解或分散水胶体粉末需要更长的时间、强烈的搅拌或更高的温度。在工业领域中，这导致更高的成本，而降低了在最终用户处操作产品(例如明胶粉末)的简易性。
特别地，对于不同的医学应用来说，水胶体以成形体的形式使用。在这里，含有在与水性介质特别是体液接触时可快速润湿的水胶体的材料也是非常期望的。
发明内容
为了解决这个问题，本发明提出了上述类型的方法，其中将呈成形体形式的含有水胶体的材料曝露于等离子体中。
已经惊人地发现，通过利用等离子体，即至少部分离子化的气体来处理含有水胶体的材料，能够显著地提高其可润湿性，从而使得获得的材料经常可以在非常短的时间内完全润湿。然而，同时，所述水胶体的有利性能保持基本不受影响，特别地，甚至含有所述水胶体的材料表面上的pH值也保持基本不变。这表明尽管等离子体表示极端条件，但是所述水胶体的化学改性显然仅在很小程度上发生，但尽管如此，这已足够明显地改进可润湿性。
含有水胶体的材料
原则上，任何含有必须改进可润湿性的天然水胶体的材料都能够用于本发明的方法。在本发明的意义上，天然水胶体被理解为基本上基于天然来源的聚合物的那些水胶体，其中这并不排除为了给天然聚合物提供水胶体性能而对天然聚合物进行的附加改性(例如在纤维素衍生物的情况下)。特别地，能够从下述组中选择水胶体，该组包括：胶原、明胶、酪蛋白、乳清蛋白、透明质酸、淀粉、纤维素、果胶、卡拉胶、脱乙酰壳多糖、琼脂、藻酸盐、它们的水解产物、它们的衍生物以及它们的互相的混合物。
含有水胶体的材料优选由占主要比例、即超过50重量％的水胶体构成。即使在材料中包含其它可能水溶性的组分，由于水胶体的比例也可能导致可润湿性不足。下面将结合本发明的具体实施方式详细地列出能够优选包含在含有水胶体的材料中的其它组分。
在本发明的优选实施方式中，所述材料包含超过约80重量％、优选超过约90重量％的水胶体。特别地，所述材料也可以基本上完全由水胶体构成。
关于所述材料的构成，应指出所述水胶体能够包含特定比例的水，其被所述水胶体结合而与环境空气相平衡。能够以这种形式将所述含有水胶体的材料用于本发明的方法。或者，在等离子体处理前，可以通过干燥来降低水胶体的水含量，作为其结果，在某些情况下能够增加所制造的材料的液体吸收能力。
为了进行本发明的方法，所述含有水胶体的材料可以以粉末、粒状材料或凝聚体的形式存在。处于这种形式的水胶体在特别是食品和化妆品的领域中用作原材料。作为本发明的方法的结果，能够制造可快速润湿的相应的粉末、粒状材料或凝聚体，因此能够更快速且更廉价地对其进行处理。
根据本发明，将含有水胶体的材料提供为成形体。在本发明的意义上，与例如粉末相反，所述成形体具有预定的空间结构。所述成形体可以是实心或中空的，或具有蜂窝状结构。所述成形体的一些例子包括薄膜、海绵、机织物、无纺布、管、粒子或球体。下面将进一步详细说明这种成形体的优选实施方式及其应用。
等离子体处理
在本发明的方法中，等离子体优选为低压等离子体，即其压力明显低于1013.25mbar的常压的等离子体。特别地，能够使用约1mbar或者更小的、优选约0.5mbar或更小的、进一步优选约0.2mbar或更小的低压等离子体来进行所述方法。
有利地，等离子体是O2等离子体和/或H2O等离子体。从现有技术水平可以知道相应的等离子体的产生。
优选地，这样进行所述方法，使得将含有水胶体的材料在产生等离子体的封闭空间中曝露于等离子体中。特别地，能够在可商购的等离子体设备中进行本发明的方法。
含有水胶体的材料曝露于等离子体中的持续时间可以根据水胶体的类型以及材料的结构和尺寸而变化，从而获得对可润湿性的期望效果。在大多数情况下，为了获得显著的效果，应该将所述材料曝露于等离子体中超过约1分钟。所述持续时间优选总计约5至约180分钟，更优选为约20至约60分钟。
这样进行本发明的方法，使得含有水胶体的材料的至少一部分表面曝露于等离子体中。然而，优选将整个表面曝露于等离子体中。
含明胶的材料
在本发明的优选实施方式中，所述水胶体包括明胶。明胶不仅在食品的制造中在水胶体中占主导地位，而且同样以特殊的方式适合作为不同材料的起始产品应用于医药中。
特别是对于医学应用来说，具有适合纯度的明胶以非常好的组织和细胞相容性以及基本上完全可生物降解而著名。这些性能保持基本上不受本发明的等离子体处理的影响。特别地，等离子体处理过的材料具有非常好的细胞相容性，并且在表面上不发生可测量的pH值变化，这在含明胶的材料作为例如活细胞的基质的应用中是重要的。
用于本发明的方法的明胶可以被化学改性。特别地，所述改性可以包括为单独的氨基酸侧链提供附加的官能团，以便增加或降低含明胶的材料相对于特定组织或细胞类型的亲和性。
根据本发明的另一个实施方式，所述明胶至少部分交联。能够通过化学和/或酶法来获得所述明胶的交联，通过这种交联，将其改变成不溶的形式，从而使得相应的含交联明胶的材料在升高的温度(例如37℃)下与水性介质接触时不立即溶解，而是仅在某段时间内水解分解。通过交联度能够改变该分解时间的长度。
在其它水溶性水胶体中也可以类似地进行这种用于降低材料溶解性的交联。
有趣的是，已发现尽管通过本发明的等离子体处理提高了水胶体的可润湿性，但是所述材料的溶解性以及由其形成的成形体的分解行为不受影响或不受明显影响。
明胶海绵
本发明的一个特别方面涉及将所述方法应用于具有蜂窝状结构的含明胶的材料中。下面将这种具有蜂窝状结构的材料称作海绵。
特别地，将明胶海绵用于医药中以促进止血，即停止出血(例如作为创伤敷料或在手术中)，或者作为活细胞的基质(例如在组织植入物的制造中)。在所有这些情况下，在使用前或在使用时期望海绵完全润湿和水合，并因此能够显著地更加有效地使用通过本发明的方法制造的可快速润湿的明胶海绵。
因为它们不良的可润湿性，在将从现有技术水平已知的明胶海绵用作例如创伤敷料之前必须通过浸入水中来将其润湿，因为它们仅在润湿状态下才具有明显的吸收性。相比之下，使用本发明的方法制造的明胶海绵在干燥状态下已经对血液具有令人惊讶的高吸收性。与未用等离子体处理的明胶海绵相比，吸收能力也明显更高，即在一段时间内总吸收的血液量更大。
通过在专利文献DE 10 2004 024 635 A1中所述的方法，例如，其中使水性明胶溶液起泡，然后将其干燥，能够制造像这样的明胶海绵。在这种情况下，通过向所述明胶溶液中添加交联剂和/或通过交联剂在已制造的海绵上的作用，能够发生所述明胶的交联。所述明胶海绵可以包含除此之外的其它成分，例如软化剂。
根据期望的应用地点，能够以不同形状来提供所述明胶海绵。优选的形状是例如作为创伤敷料或用于手术的具有不同尺寸的长方体、用作塞子的圆柱体、用于包扎大面积创伤的海绵薄膜或以球状形式的海绵。
所述明胶海绵的蜂窝状结构优选具有小于约300μm的平均孔径。在该范围内的孔径非常适合用于上述应用，特别是还适合用于带有活细胞的海绵的移植。
本发明的方法优选包含含明胶材料的机械压缩。作为在干燥状态下易碎的明胶海绵的这种压缩的结果，导致了蜂窝状结构的部分断开并获得了开孔材料。在蜂窝状结构的这种断开发生时，不影响海绵的结构内聚性，也没有失去其完整性。以这种方式，与不仅改进了蜂窝状结构的可润湿性、而且优选增加了蜂窝状结构的整个内表面的等离子体处理相结合，能够制造出在与水性介质接触时快速吸收它们并被完全润湿和水合的明胶海绵。
在等离子体处理之前和之后都可以进行材料的机械压缩。但是，优选的是，在曝露于等离子体中之前对所述材料进行压缩，因为在这种情况下等离子体处理对于蜂窝状结构的内表面更加有效。
为了作为机械压缩的结果获得明显效果，所述明胶海绵优选在至少一个方向上被压缩约40％或更多，进一步优选约50％或更多。通过例如对所述材料进行辊压，在仅一个方向上进行压缩经常是足够的，但是在多个方向上对所述材料进行压缩也是可以的。
在压缩的、等离子体处理过的明胶海绵的润湿和水合过程中，压缩是部分可逆的，即当吸收水性介质时海绵膨胀。这种效应可用于制造这样的明胶海绵，其不仅在接触液体时快速润湿，而且相当大程度地增加了其体积，在某些情况下增加到其压缩前的原始尺寸。在这种情况下，在本发明的方法的过程中，所述材料优选在至少一个方向上被压缩约65％或更多，进一步优选约75％或更多。
这种高度压缩的、可快速润湿的明胶海绵不仅能够吸收特别大量的血液或其它体液，而且能够为周围组织承担支持或封闭功能。特别是在术后伤口护理中，由于明胶的可生物降解性，这种明胶海绵与不可再吸收材料相比在术后伤口护理中提供了优异的条件，因此不需要其它干预来移除材料。
具有高溶胀性的可快速润湿明胶海绵也可以特别有利地用作鼻栓，即不仅在鼻出血严重病例的情况下而且在鼻部区域手术(特别是在功能性内视镜鼻窦手术以及鼻甲成形术中)的过程中都用于紧急护理。根据已知的指征，必须尽可能快地吸收相对大量的血液。
为了确保明胶海绵尽可能均匀的溶胀，压缩可以在多个方向上进行(例如在圆柱形海绵、特别是鼻栓的情况下，能够进行径向压缩)。
另一种偶尔发生术后出血的手术步骤是扁桃腺切除术(移除扁桃体)。在这种情况下，这种出血也能够通过可快速润湿明胶海绵包扎。
根据应用领域，可能需要在水合状态下具有较高或较低硬度的明胶海绵。例如在功能性内视镜鼻窦手术的情况下，为了防止形成疤痕，优选使用尽可能软的材料，而在扁桃腺切除术中，具有略微更高坚固度的明胶海绵对于在鼻动脉上施加一定压力是有利的。特别地，所述明胶海绵在水合状态下的硬度可以受到材料的密度以及蜂窝状结构的影响。
在本发明的其它实施方式中，所述含明胶材料包含一种或更多的药物有效物质，可以根据应用情况来对其进行选择。特别地，为了进一步改进出血控制效果，明胶海绵可以包含止血剂。
可以对所述明胶海绵附加着色，从而使用户辨别不同产品更加容易。这同样适用于下面描述的其它含明胶材料。
明胶薄膜
在本发明的另一个实施方式中，使用以薄膜形式的含明胶材料进行所述方法。这种明胶薄膜也用于医学领域中，例如作为活细胞的基质或者用于组织植入物的制造中。
例如，优选的明胶薄膜含有软化剂如甘油以增加薄膜在干燥状态下的柔性。然而，当将这些干燥薄膜插入到水性介质中时，也出现了可润湿性不良的问题，这可以通过应用本发明的方法来解决。
所述明胶薄膜优选具有约20至约500μm、优选约50至约100μm的厚度。
在专利文献DE 10 2004 024 635 A1中描述了用于制造明胶薄膜的优选方法。
明胶无纺布
根据本发明的另一方面，使用以编织纤维稀松布的形式的含明胶材料来进行所述方法。
基于明胶的编织纤维稀松布也可以被称作无纺布，可以将其部分用作明胶海绵的替代物而用于上述目的。所述明胶无纺布在水合状态下变为闭孔纤维状凝胶结构，这特别是作为活细胞的基质也提供了良好的条件。而且，也能够将这种无纺布用于化妆品目的，特别是作为面膜。
所述编织稀松布的纤维的平均厚度优选在约1至约500μm的范围内，进一步优选在约3至约200μm的范围内，特别是在约5至约100μm的范围内。
在德国专利申请No.10 2007 011 606中描述了利用旋纺工艺来制造明胶无纺布的方法。
本发明的其它方面
另外，本发明还涉及呈成形体形式的含天然水胶体的可快速润湿材料，所述材料可以使用上述方法来获得。已经结合本发明的方法对本发明的材料的特别优点和实施方式进行了说明。
而且，能够通过其初始可润湿性来定义本发明的材料，所述初始可润湿性以这样的速率降低，使得特定量的水性介质以该速率被所述材料吸收。
根据优选实施方式，本发明涉及具有蜂窝状结构的含有水胶体的可快速润湿材料，其中所述材料具有这样的初始可润湿性，使得其在最多10秒内、特别地在最多5秒内吸收50μl水性介质。特别地，所述含有水胶体的材料是以明胶海绵形式的含明胶材料。
此外，优选地，该材料具有这样的溶胀性，使得当将其浸泡在水中时，在最多6秒内其体积增加至少200％。特别地，通过预先对具有蜂窝状结构的材料进行压缩，能够获得这种材料。
在下列实施例中对初始可润湿性和体积增加的测量进行了详细说明。
本发明还涉及如上所述的本发明的含有水胶体材料在食品制造和/或加工中的应用。
本发明还涉及本发明的材料在人类或兽医医药中的应用，特别是用于促进止血(即停止出血)、作为创伤敷料和/或鼻栓以及用于活细胞的基质，和/或用于组织植入物的制造。对于相应应用的详细说明同样也参考对本发明的方法的以上说明。
参考附图，根据下列实施例来对本发明的这些以及其它优点进行了更详细地说明。
附图说明
图1是用于测定初始可润湿性的试验的示意图；
图2是用于测定血液吸收速率的试验的示意图；
图3是与等离子体处理过的明胶海绵(根据本发明)和未用等离子体处理的明胶海绵的血液吸收速率相关的图；以及
图4是高度压缩的明胶海绵的溶胀的照片图。
具体实施方式
实施例
实施例1：可快速润湿明胶海绵的制造
本实施例描述了本发明的方法的应用，所述应用用于制造明胶海绵形式的含有水胶体的可快速润湿材料。
将用作创伤敷料的可商购的明胶海绵用作起始原料。作为明胶交联的结果，这些海绵不溶于水，但是在生理条件下可降解。
在第一步中，将原始尺寸为80×50×10mm的明胶海绵辊压至4mm的厚度，从而获得了80×50×4mm的尺寸。作为这种将明胶海绵在一个方向上压缩60％的结果，所述蜂窝状结构部分断开，而使随后的等离子体处理对所述海绵的整个内表面具有最高可能的效率。
然后将海绵在50℃下在真空中(＜1mbar)干燥2小时以降低所述明胶的水含量，使通常在约8至约12重量％之间的水含量尽可能地地降低至例如2-7重量％。
在低压等离子设备的等离子室(体积为301)中，使用40kHz的高频电源，用O2等离子体将70块尺寸为80×50×4mm的经辊压和干燥的明胶海绵处理30分钟的时间。在这种情况下，根据下列表1来设定机器参数：
表1：
  参数   设定值
  抽真空压力   0.4mbar
  最大抽真空时间   10分钟
  气流组分   100％O2
  最大允许气体偏差   10％
  稳定化时间   1分钟
  处理压力   0.5mbar
  最大允许压力偏差   +/-0.25mbar
  功率   1440W
  最大允许功率偏差   15％
  处理持续时间   30分钟
  漂洗时间   1分钟
  换气时间   1分钟
在等离子体处理过程中，对所述明胶海绵进行安置，使得它们在所有6个侧面上均匀地曝露于等离子体中。
获得了具有低润湿时间的纯白海绵。
实施例2：测定初始可润湿性
为了定量测定本发明的等离子体处理过的明胶海绵的可润湿性，测量了干海绵吸收特定量水溶液所需的时间(初始可润湿性)。
将所述方法的步骤示意地显示在图1中。在每种情况下，使用移液管(12)将50μl含有0.03重量％的亚甲基蓝的PBS缓冲液(10)放置在海绵(14)表面的点上。测量从放置液滴(t＝0)到其完全渗透到海绵中(t＝x)的时间长度。通过确定渗透的液滴(16)下的海绵结构来目测确定终点。
分别检测至少三块明胶海绵，并在每块海绵表面的4至6个点处进行测量。从所有这些测量值来形成平均值。
对于根据实施例1制造的明胶海绵，在等离子体处理后直接获得了平均值为4.4秒，标准偏差为1.7秒的初始可润湿性。
在将等离子体处理过的海绵在大气条件下储存24小时之后，对其进行重复测量。在这种情况下，在等离子体处理前干燥过的海绵再次吸收一定量的水分。在这种情况下，测量到平均值为3.6秒，标准偏差为0.9秒的初始可润湿性。
与此相反，在实施例1中用作起始材料的未处理过的明胶海绵的初始可润湿性如此之低，使得放置在表面上的PBS缓冲液滴甚至在20分钟后也没有渗透到海绵中。
本实施例令人难忘地显示了，作为本发明的等离子体处理的结果，显著改进了明胶海绵的可润湿性。这对于这种海绵的医学应用是相当有利的，正如在下列实施例中所显示的。
实施例3：血液吸收能力的测定
在本实施例中，定量测定了本发明的明胶海绵(按照实施例1制造的)的血液吸收能力，并与未用等离子体处理的起始产品进行比较。
为此，将干燥海绵各自称重，然后将其在血液样品(具有约50％血细胞比容的人类血液)的表面上放置10秒。然后将海绵在滤纸上放置60秒以使过量血液流出。对带有被吸收血液的海绵再一次称重，根据与原始重量的差来计算相对于海绵材料的重量所吸收的血液的量。从三次测量中相应地形成了平均值。
在该实验中，两种海绵之间的明显差异也是显然的：等离子体处理过的明胶海绵吸收约58倍其自身重量的血液，而在干燥的未处理过的明胶海绵的情况下，相应的值等于其自身重量的约1.0倍，这对于实际应用来说几乎可以忽略。
因此，当使干燥海绵与血液接触时，本发明的明胶海绵的可快速润湿性导致了明显更高的血液吸收能力。
在血液吸收能力的进一步试验中测定了血液被明胶海绵吸入(对抗重力)的速率。
在此也使用了实施例1的未处理过的海绵以及等离子体处理过的海绵，即干燥的和处于湿润或润湿状态的两种。为了润湿海绵，在进行试验前将它们完全浸泡在水中，然后将水挤出。
将所述方法的步骤示意地显示在图2中。
正在研究的海绵(20)各自具有80mm的长度、20mm的宽度和10或4mm的厚度(参见实施例1)。将海绵(干燥或润湿的)放置在尺子(22)上，使得所述尺子的刻度沿所述海绵的80mm长的一侧。使尺子连同海绵一起与水平方向保持25°的角，并将海绵的下端(即20mm宽的一侧)浸泡在用0.9重量％的氯化钠溶液(24)稀释的血液浓缩物(血细胞比容为约50％)中。从浸泡时开始，测量所述明胶海绵中血液的上升以作为时间的函数，即根据尺子刻度，读出作为在所述海绵中的吸收结果，血液所覆盖的距离。
将试验的结果示于图3中。这显示了这样一张图，其中对于被研究的四块明胶海绵，将以cm表示的血液上升高度显示为以秒表示的时间的函数。
在干燥的、未用等离子体处理的海绵(曲线1)中，在5分钟的整个观察时间内，在所述海绵中没有发生可检测的血液吸收。如果预先将该海绵润湿(曲线2)，则在前3分钟内发生的血液吸收为仅1cm的上升高度，然后保持不变。这显示了由于其不良的可润湿性，未用等离子体处理的明胶海绵必须被预先润湿，以便还能够显示一些吸收作用。
相反，使用本发明的方法等离子体处理过的明胶海绵在润湿状态(曲线3)和干燥状态(曲线4)两种情况下，都显示了明显更快的血液吸收，即更高的吸收性。在两种情况下，在观察期间，血液都连续升高至约3cm的高度，即超过了润湿的未用等离子体处理的海绵的3倍的高度。
尽管必须将根据现有技术的明胶海绵预先润湿，才能够将其用于吸收血液(即，例如作为创伤敷料)，但是这对于本发明的明胶海绵不是必需的，因为其在干燥状态下已经显示了明显更高的吸收效果或吸收性。
实施例4：止血效果的检测
使用验证过的体外静脉模型，在标准条件下检测了实施例1的等离子体处理过的明胶海绵和未用等离子体处理的对比材料(GELITA-SPON)的止血(出血停止)效果。
在这种情况下，将通过静脉曲张手术(Varektomie)获得的大隐静脉的封闭区段充满血液，并通过规定的穿刺来引起弥漫性出血。在整个试验期间，将静脉中的血压保持恒定在30mmHg。在5秒的出血时间后，通过向穿刺处施加分别的明胶海绵来开始止血。。
对出血完全停止的时间和失血量二者都进行了检测。
作为几次试验的结果，对于未用等离子体处理的明胶海绵，到完全止血时的平均时间为约5.5分钟且平均失血量为约8ml。相反，本发明的明胶海绵的等离子体处理导致平均止血时间显著减少为约3分钟且平均失血量减半至约4ml。
试验显示，作为本发明的等离子体处理的结果，能够惊人地显著改进明胶海绵的止血效果。
实施例5：可快速润湿的、高度压缩的明胶海绵的制造
以下列方式来制造在本实施例中研究的明胶海绵：
通过首先将明胶在水中溶胀，然后将其在60℃下溶解，制造了15重量％的猪皮明胶溶液(300g布鲁姆)。利用超声将溶液脱气，并使用1摩尔氢氧化钠溶液将pH值设置为7.2。加入相应量的1重量％的甲醛水溶液作为交联剂，从而提供了2000ppm的甲醛(相对于明胶)。
在5分钟的反应时间后，将该溶液的温度控制为约45℃，并通过机器用空气起泡。将湿密度为120g/l的起泡的明胶溶液注入至尺寸为40×20×6cm的模具中，并在10％的相对空气湿度下首先将其在20℃下干燥2小时，然后将其在26℃下干燥5至7天。
从干燥的明胶海绵切去了具有下列尺寸(尺寸为a×b×c)的三种不同样品：
样品1：40×150×35mm
样品2：50×150×35mm
样品3：80×150×35mm
然后将所有三种样品在一个空间方向上强烈压缩，其中通过辊压，在样品1和3的情况下将尺寸c(之前为35mm)减小至10mm，在样品2的情况下将尺寸c(之前为35mm)减小至15mm。然后将海绵在尺寸b(之前为150mm)上再一次切去，获得了具有下列尺寸(期望值)的样品：
样品1：40×7×10mm
样品2：50×5×15mm
样品3：80×10×10mm
如实施例1中所述，用O2低压等离子体对三种不同的海绵样品进行处理，但是与那里指定的机器参数相反，抽真空压力为0.15mbar，处理压力为0.2mbar。
实施例6：高度压缩的明胶海绵的润湿和膨胀行为
将根据实施例5加工的压缩的和等离子体处理过的明胶海绵浸泡在水中，这导致所述海绵的快速润湿和溶胀。在这种情况下，测量了溶胀时间、溶胀前后海绵的尺寸以及体积的增加。对每个样品的两个例子都做了检测。将结果示于下列表2中：
表2：
Figure BPA00001239891400171
这些结果显示了，等离子体处理过的明胶海绵在与液体接触时不仅非常快速地润湿，而且其体积膨胀到相当大的程度。使用相应压缩的明胶海绵，能够获得明显高于200％、在某些情况下甚至高于300％的体积增加。
用照片将高度压缩的明胶海绵在水中浸泡期间的溶胀显示在图4中。各张照片显示了正好在浸泡前(t＝0s)以及在浸泡后2秒或5秒时的海绵。在这种情况下，在右侧用镊子夹住海绵，这阻止了该区域的溶胀。相反，在短时间内清楚地显示出海绵左侧区域中体积的明显增加。
这种高度膨胀的明胶海绵特别适合用作例如鼻栓。
实施例7：可快速润湿的明胶无纺布的制造
使用在德国专利申请No.10 2007 011 606中描述的旋纺工艺，制造了由明胶纤维构成的编织纤维稀松布(明胶无纺布)。
用于制造的起点是20重量％的猪皮明胶水溶液(300g布鲁姆)，利用也在例如DE 10 2005 048 939 A1中描述的旋纺装置对所述溶液进行纺织，从而形成了由明胶纤维构成的编织稀松布。将多层编织稀松布依次层叠平放，从而形成了厚度为约1.7mm的明胶无纺布。
然后通过将其在10重量％的甲醛溶液的平衡蒸汽压下保持17小时来使无纺布中的明胶交联。然后将无纺布在约50℃和约70％的相对空气湿度下保持48小时以完成交联反应并除去过量比例的未消耗的甲醛。
从明胶无纺布上切去尺寸为20×20mm的片，并根据本发明来对其进行等离子体处理。如实施例1中所述来进行该等离子体处理，但是与其中指定的机器参数相反，使用0.2mbar的处理压力和15分钟的处理时间。
当使干燥的、等离子体处理过的明胶无纺布与人类血液接触时，发生了无纺布的突然润湿和血液吸收。在这种情况下，等离子体处理过的无纺布在不到1秒内完全饱和，而具有同样尺寸的未处理的无纺布仅在45秒后才饱和。能够以与上述明胶海绵相同的方式，将明胶无纺布用于医学领域中以促进止血和/或用于创伤护理。

Claims (35)

1.用于制造呈成形体形式的含有天然水胶体的能快速润湿的材料的方法，其中，将呈成形体形式的含有天然水胶体的材料曝露于等离子体中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水胶体选自下述组中，该组包括：胶原、明胶、酪蛋白、乳清蛋白、透明质酸、淀粉、纤维素、果胶、卡拉胶、脱乙酰壳多糖、琼脂、藻酸盐、它们的水解产物、它们的衍生物以及它们的互相的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述材料含有超过约50重量％、优选超过约80重量％、进一步优选超过约90重量％的水胶体。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述材料基本上完全由水胶体构成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在将含有水胶体的所述材料曝露于所述等离子体中之前对其进行干燥。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述等离子体是低压等离子体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述低压等离子体具有约1mbar或更小的、优选约0.5mbar或更小的、进一步优选约0.2mbar或更小的压力。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述等离子体是O2等离子体和/或H2O等离子体。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述材料曝露于所述等离子体中超过约1分钟、优选约5至约180分钟、进一步优选约20至约60分钟。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将含有水胶体的所述材料的整个表面曝露于所述等离子体中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述水胶体包括明胶。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述明胶被化学改性。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述明胶至少部分交联。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，含明胶的所述材料具有蜂窝状结构。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述蜂窝状结构具有小于约300μm的平均孔径。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述方法包括对所述材料的机械压缩。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在将所述材料曝露于所述等离子体中之前进行对所述材料的压缩。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述材料在至少一个方向上被压缩约40％或更多、优选约50％或更多。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述材料在至少一个方向上被压缩约65％或更多、优选约75％或更多。
20.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，含明胶的所述材料以薄膜形式存在。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述薄膜的厚度为约20至约500μm、优选为约50至约100μm。
22.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，含明胶的所述材料以纤维编织物的形式存在。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述纤维的平均厚度在约1至约500μm的范围内，优选在约3至约200μm的范围内，进一步优选在约5至约100μm的范围内。
24.根据权利要求11至23中任一项所述的方法，其中，所述材料包括一种或更多的药物有效物质。
25.根据权利要求11至24中任一项所述的方法，其中，所述材料被着色。
26.呈成形体形式的含有天然水胶体的能快速润湿的材料，其能根据前述权利要求中任一项所述的方法来获得。
27.具有蜂窝状结构的含有水胶体的能快速润湿的材料，其中，所述材料具有这样的初始可润湿性，即：所述材料在最多10秒内、特别地在最多5秒内吸收50μl水性介质。
28.根据权利要求27所述的材料，其中，所述材料具有这样的溶胀性，即：当浸泡在水性介质中时，所述材料在最多6秒内使其体积增加至少200％。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的材料在食品制造和/或加工中的应用。
30.根据权利要求26至28中任一项所述的材料在化妆品制造中的应用。
31.根据权利要求26至28中任一项所述的材料在人类医药或兽医医药中的应用。
32.根据权利要求31所述的材料的应用，用于促进止血。
33.根据权利要求31或32所述的材料的应用，用作鼻栓。
34.根据权利要求31所述的材料的应用，用作活细胞的基质。
35.根据权利要求31所述的材料的应用，用于制造组织植入物。
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