CN102764447A - 水凝胶敷料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水凝胶敷料，该水凝胶敷料包括羟乙基纤维素HEC、丙二醇、水以及羧甲基壳聚糖CMCS、壳聚糖季铵盐两者中的一种。该水凝胶敷料采用以下工艺制成：先依照各组分之间的配比按需量取各组分以备用，再将羧甲基壳聚糖CMCS或壳聚糖季铵盐溶于水中并加热；然后将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌，再加入丙二醇并充分搅拌制得最终溶液，将最终溶液常温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。该水凝胶敷料具有良好的生物相容性且降解性较好，同时本发明提供的水凝胶敷料中还带有杀菌功能，因此在处理伤口时能够产生较强的抑菌性，并且不会产生较大的毒性。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物可降解的水凝胶敷料及其制备工艺，特别涉及一种包含有羧甲基壳聚糖(CMCS)或壳聚糖季铵盐，以及羟乙基纤维素(HEC)等大分子物质的水凝胶敷料。
背景技术
水凝胶是以水为分散介质的凝胶。通过在具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基则遇水膨胀。水凝胶是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。
根据水凝胶制备方法的不同，可以分为化学交联水凝胶、辐射交联水凝胶和物理交联水凝胶。化学交联水凝胶是通过加入适当的交联剂形成交联网络的水凝胶。这种方法得到的水凝胶是永久性的，它具有很多缺陷，比如交联程度较高时光学透明性变差，吸水速率低，机械性能较差，尤其表现为强度低、脆性大，并且加入体系中未反应的交联剂的后处理比较困难，因而其在应用上受到了限制。辐射交联水凝胶是通过紫外光或r射线辐照的方法来使体系形成交联网络。这种方法同样由于在体系中引入杂质，造成后处理困难，从而使应用受到限制。物理交联水凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的，这种凝胶是非永久性的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。该种水凝胶由于不需要在体系中引入其它组分，所得到的水凝胶产物纯净；同时，由于这样制得的水凝胶交联程度相对比较低且具有可逆性，也大大扩大了其应用范围。近年来通过物理方法制备水凝胶正引起国内外越来越多学者的重视。目前已有一些学者通过离子间相互作用制得了水凝胶。但用这种方法制备的水凝胶还非常少，且功能也较单一。
发明内容
本发明提供了一种水凝胶敷料，其具有良好生物相容性和生物可降解性，且还具有一定的杀菌抑菌性。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种水凝胶敷料，该水凝胶敷料至少包括羟乙基纤维素HEC、丙二醇、水以及羧甲基壳聚糖CMCS、壳聚糖季铵盐两者中的一种，各组分的质量百分比为：
该水凝胶敷料的组分及各组分的质量百分比为：
所述的羧甲基壳聚糖CMCS在20℃下，2％水溶液的粘度为160～1000Cp；所述的壳聚糖季铵盐为分子量500～500000、季铵基团取代度0.1～1.0条件下的壳聚糖季铵盐，该壳聚糖季铵盐在20℃下，2％水溶液的粘度为1～1000 Cp，所述的羟乙基纤维素HEC在20℃下，2％水溶液的粘度为10000～50000Cp。
所述水凝胶敷料的平衡溶胀度5.393～23.858。
本发明同时还提供了上述水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、依照各组分之间的配比量取各组分以备用；
（2）、将羧甲基壳聚糖CMCS或壳聚糖季铵盐溶于水中，并将溶液加热至58～62℃；
（3）、将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌；
（4）、将丙二醇加入步骤（3）制得的溶液中并充分搅拌，在室温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。
当本发明中选用羧甲基壳聚糖CMCS时，制备方法如下：
（1）、依照各组分之间的配比量取各组分以备用；
（2）、将羧甲基壳聚糖CMCS溶于水中，并将溶液加热至58～62℃；
（3）、将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌；
（4）、将丙二醇加入步骤（3）制得的溶液中并充分搅拌；
（5）、将苯扎溴铵加入步骤（4）制得的溶液中并充分搅拌制得最终溶液，将最终溶液室温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。
步骤（5）中制得的水凝胶敷料的平衡溶胀度5.393～23.858。
本发明提供的水凝胶敷料中，羧甲基壳聚糖CMCS和羟乙基纤维素HEC均为天然大分子材料，具有良好的生物相容性；同时由于该水凝胶敷料是通过静电和氢键作用将各分子物理交联在一起所形成，因此其降解性较好。本发明提供的水凝胶敷料的制备过程十分简单，并且在制备过程中不需要在体系中引入其它组分，因此所制得水凝胶产物纯净、无杂质。本发明中所添加的丙二醇能够增加粘度并起到保湿剂的作用，并且还能够作为抗冻剂，使水凝胶在较低温度下能够保存。本发明提供的水凝胶中所使用的壳聚糖季铵盐或微量的苯扎溴铵均能够起到杀菌消毒的作用，因此使得该水凝胶敷料在处理伤口时能够产生较强的抑菌性，并且苯扎溴铵的含量不会对人体产生毒性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明。
实施例1
本实施例中提供的水凝胶敷料，由3%的羧甲基壳聚糖CMCS、1.5%的羟乙基纤维素HEC、15%的丙二醇、0.01%的苯扎溴铵及水组成，其制备工艺如下：
首先按照上述比例称量各组分，其中所用羧甲基壳聚糖CMCS为在20℃下，2%水溶液的粘度为160～1000Cp的羧甲基壳聚糖CMCS，所用的羟乙基纤维素HEC为在20℃下，2%水溶液的粘度为10000～50000Cp的羟乙基纤维素HEC。将羧甲基壳聚糖CMCS溶于水中，并将溶液加热至60℃，然后将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌。将丙二醇和苯扎溴铵依次加入上述溶液中并充分搅拌，制得最终溶液，将最终溶液常温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。本实施例中制得的水凝胶敷料的平衡溶胀度经检测为15.84。
将本实施例中制得的凝胶剂按照1%的质量比溶于营养琼脂培养基中，将培养基在37℃培养箱中培养2周，并未发现有杂菌生长。
实施例2
本实施例中提供的水凝胶敷料，由2.7%的羧甲基壳聚糖CMCS、1.5%的羟乙基纤维素HEC、16%的丙二醇、0.011%的苯扎溴铵及水组成，其制备工艺如下：
首先按照上述比例称量各组分，其中所用羧甲基壳聚糖CMCS为在20℃下，2%水溶液的粘度为160～1000Cp的羧甲基壳聚糖CMCS，所用的羟乙基纤维素HEC为在20℃下，2%水溶液的粘度为10000～50000Cp的羟乙基纤维素HEC。将羧甲基壳聚糖CMCS溶于水中，并将溶液加热至62℃，然后将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌。将丙二醇和苯扎溴铵依次加入上述溶液中并充分搅拌，制得最终溶液，将最终溶液常温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。本实施例中制得的水凝胶敷料的平衡溶胀度经检测为16.75。
将本实施例中制得的凝胶剂按照1%的质量比溶于营养琼脂培养基中，在培养基上涂布金黄葡萄球菌后，放置37℃培养箱培养48小时，并未发现金黄葡萄球菌生长。
实施例3
本实施例中提供的水凝胶敷料，由3.1%的壳聚糖季铵盐、1.7%的羟乙基纤维素HEC、15.8%的丙二醇及水组成，其制备工艺如下：
首先按照上述比例称量各组分，其中所用壳聚糖季铵盐为分子量500～500000、季铵基团取代度0.1～1.0条件下的壳聚糖季铵盐，该壳聚糖季铵盐在20℃下，2％水溶液的粘度为1～1000 Cp，所用的羟乙基纤维素HEC为在20℃下，2%水溶液的粘度为10000～50000Cp的羟乙基纤维素HEC。将壳聚糖季铵盐溶于水中，并将溶液加热至58.5℃，然后将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌。将丙二醇加入上述溶液中并充分搅拌，制得最终溶液，将最终溶液常温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。本实施例中制得的水凝胶敷料的平衡溶胀度经检测为22.45。
将本实施例中制得的凝胶剂按照1%的质量比溶于营养琼脂培养基。在培养基上涂布大肠杆菌后，放置37℃培养箱培养48小时后，才发现有少量大肠杆菌生长。
实施例4
本实施例中提供的水凝胶敷料，由3.4%的壳聚糖季铵盐、1.3%的羟乙基纤维素HEC、14.3%的丙二醇及水组成，其制备工艺如下：
首先按照上述比例称量各组分，其中所用壳聚糖季铵盐为所述的壳聚糖季铵盐为分子量500～500000、季铵基团取代度0.1～1.0条件下的壳聚糖季铵盐，该壳聚糖季铵盐在20℃下，2％水溶液的粘度为1～1000Cp，所用的羟乙基纤维素HEC为在20℃下，2%水溶液的粘度为10000～50000Cp的羟乙基纤维素HEC。将壳聚糖季铵盐溶于水中，并将溶液加热至60℃，然后将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌。将丙二醇加入上述溶液中并充分搅拌，制得最终溶液，将最终溶液常温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。本实施例中制得的水凝胶敷料的平衡溶胀度经检测为9.77。
将本实施例中制得的凝胶剂浸于1640细胞培养基24小时，将所浸培养基培养对数期生长L929小鼠成纤维细胞系48小时，细胞长势良好，并未观察到有明显毒性。
Claims (8)
1.一种水凝胶敷料，其特征在于该水凝胶敷料至少包括羟乙基纤维素HEC、丙二醇、水以及羧甲基壳聚糖CMCS、壳聚糖季铵盐两者中的一种，各组分的质量百分比为：
2.根据权利要求1所述的水凝胶敷料，其特征在于：该水凝胶敷料的组分及各组分的质量百分比为：
3.根据权利要求1所述的水凝胶敷料，其特征在于：所述的羧甲基壳聚糖CMCS在20℃下，2％水溶液的粘度为160～1000Cp；所述的壳聚糖季铵盐为分子量500～500000、季铵基团取代度0.1～1.0条件下的壳聚糖季铵盐，该壳聚糖季铵盐在20℃下，2％水溶液的粘度为1～1000 Cp，所述的羟乙基纤维素HEC在20℃下，2％水溶液的粘度为10000～50000Cp。
4.根据权利要求1或2所述的水凝胶敷料，其特征在于：所述水凝胶敷料的平衡溶胀度5.393～23.858。
5.如权利要求1所述的水凝胶敷料的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）、依照各组分之间的配比量取各组分以备用；
（2）、将羧甲基壳聚糖CMCS或壳聚糖季铵盐溶于水中，并将溶液加热至58～62℃；
（3）、将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌；
（4）、将丙二醇加入步骤（3）制得的溶液中并充分搅拌，在室温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。
6.根据权利5所述的水凝胶敷料的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）、依照各组分之间的配比量取各组分以备用；
（2）、将羧甲基壳聚糖CMCS溶于水中，并将溶液加热至58～62℃；
（3）、将羟乙基纤维素HEC加入溶液中并充分搅拌；
（4）、将丙二醇加入步骤（3）制得的溶液中并充分搅拌；
（5）、将苯扎溴铵加入步骤（4）制得的溶液中并充分搅拌制得最终溶液，将最终溶液室温下静置消泡后即可制得水凝胶敷料。
7.根据权利要求5所述的水凝胶敷料的制备工艺，其特征在于：所述的羧甲基壳聚糖CMCS在20℃下，2％水溶液的粘度为160～1000Cp；所述的壳聚糖季铵盐为分子量500～500000、季铵基团取代度0.1～1.0条件下的壳聚糖季铵盐，该壳聚糖季铵盐在20℃下，2％水溶液的粘度为1～1000 Cp，所述的羟乙基纤维素HEC在20℃下，2％水溶液的粘度为10000～50000Cp。
8.根据权利要求5或6所述的水凝胶敷料的制备工艺，其特征在于：步骤（5）中制得的水凝胶敷料的平衡溶胀度5.393～23.858。
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