CN103044703A

CN103044703A - 多孔水凝胶和无孔水凝胶制备工艺

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Publication number: CN103044703A
Application number: CN2013100172003A
Authority: CN
Inventors: 古元安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明涉及一种多孔水凝胶制备工艺，先制备混合原料，再对混合原料进行急速冷却处理，同时通入空气并高速搅拌，得到多孔气泡胶体；然后将多孔气泡胶体连续涂布于基材上，同时，以紫外光照射，形成水凝胶层；最后在水凝胶层上贴不沾黏膜，形成多孔气泡水凝胶片状卷材，本发明还提供一种无孔水凝胶的制备工艺。本发明可以连续生产的方式来制作多孔气泡水凝胶和无孔水凝胶敷料，可简化水凝胶敷料的制作过程，从而大幅提升水凝胶敷料的制备效率，达到降低水凝胶生产成本的目的。

Description

多孔水凝胶和无孔水凝胶制备工艺

技术领域

本发明涉及水凝胶医用敷料的制备技术领域，特别涉及一种多孔水凝胶和无孔水凝胶制备工艺。

背景技术

对创伤渗出物的控制称为水份控制，已变成目前创伤敷料设计的主要重点。医学上所用敷料全部可经由吸收、润湿及水份渗透来控制创伤渗出物。湿性创伤敷料的目的为在伤口环境保持水份的适当平衡，这对让创伤天然愈合过程是非常必要的。

目前，保持湿创伤环境的创伤敷料包括自凝胶至薄膜、泡沫、海藻酸盐及水胶体(请见Szycher等人，J. Biomater，Appl. 7:142-213, 1992)。

薄膜创伤敷料包括合成聚合膜，其一面涂有压感性黏着剂。此种创伤敷料几乎无吸收能力，并主要藉聚合膜的水蒸气透过性来控制水份，在这些敷料下常会看到创伤渗出物聚集和浓缩。

水胶体一词常用来描述一种创伤控制产物，它们是由凝胶成形剂结合弹性体及黏着剂附着于聚氨基甲酸膜或泡沫体上所组成。此类敷料的水蒸气透过性通常很差，但还是有一些吸收能力。这些敷料一般会吸收创伤渗出物而变厚且在创伤上形成胶质物，每次更换敷料时都必须从创伤洗去。

水凝胶创伤敷料是片状敷料，常常和具有不渗透的聚合背片一起销售。背片的存在可防止部分水解的水凝胶在创伤床上脱水和干燥。水凝胶在吸收及控制创伤渗出物的能力上与水胶体类似。一般而言，水凝胶敷料不会溶解于创伤床中，而水胶体却会。

泡沫敷料一般是由聚合物质，如亲水性聚氨基甲酸酯制成。这些泡沫体含有开放孔，面对伤口表面，以藉海绵式机制吸收创伤渗出物。与所有海绵一样，被吸收的渗出液不会在泡沫体内紧紧凝结，而可在除去时自敷料"挤出"一定量的渗出液。

海藻酸盐是高度吸收性创伤敷料，由某些种类的海草萃取的各种海藻酸所构成。在加工处理时加入钙盐，让不溶性纤维形成，这种纤维可织成或形成各种大小及形状的创伤敷料。使用时，海藻酸盐创伤敷料一般会在创伤床上膨胀并形成软凝胶，这种软凝胶在每次更换敷料时必须从创伤洗去。

从以上可以看出，在处理创伤时，最好采用水凝胶敷料，有利于湿润环境的维持，伤口不易结痂，从而使伤口能更快愈合。

同时，传统的水凝胶载药都较为困难，都须将水凝胶交联聚合反应完成后经过清洗与干燥过程，之后再吸附药物才能形成含药水凝胶。这样若需连续生产过程就有困难。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种多孔水凝胶和无孔水凝胶制备工艺，制程简单，适合连续式自动化生产，可以作为各种不同伤口用敷料的连续生产。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供一种多孔水凝胶制备工艺，包括以下步骤：

a、制备混合原料，所述混合原料中包括反应单体、光引发剂、交联剂、保湿剂和水；

b、对上述步骤中的混合原料进行急速冷却处理，同时通入空气并高速搅拌，得到多孔气泡胶体；

c、将步骤b中的所述多孔气泡胶体连续涂布于基材上，形成胶体涂层，同时，以紫外光照射，使所述胶体涂层发生交联反应，形成水凝胶层；

d、在步骤c中的水凝胶层上贴不沾黏膜，形成多孔气泡水凝胶片状卷材。

优选地，所述反应单体包括不饱和烃类单体和压克力系单体，所述单体在所述混合原料中重量比为10~90%。

优选地，所述压克力系单体在所述混合原料中的重量比为5~60%。

优选地，所述反应单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠盐溶液、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸钠盐溶液、甲基丙烯酸钠盐溶液、4-丙烯酰吗啉、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺或乙烯基羰基乙烯。

优选地，所述交联剂为多元醇，在所述混合原料中的重量比为0.01~0.5%。

优选地，所述光引发剂为2,2-二甲氧基-1,2-双苯基噻吩、羟基环己基苯基酮、1-羟基-1-甲基乙基苯基甲酮或2-羟基-2-丙基苯基酮，在所述混合原料中的重量比为0.005~0.3%。

优选地，采用液态氮进行急速冷却，冷却温度为－20~－200℃，搅拌速度500~5000rpm，搅拌时间为20~60分钟。

优选地，所述紫外光的波长为200~400nm，强度为10~500mW/cm²，照射时间为10~600秒。

优选地，所述步骤c具体包括以下步骤：

c1、以0~5℃水冷式输送带对水凝胶层进行冷却，移除所述水凝胶在交联反应中产生的反应热。

优选地，所述混合原料包含可促进伤口愈合的药物。

本发明还提供一种无孔水凝胶制备工艺，包括以下步骤：

（1）制备混合原料，所述混合原料中包括反应单体、光引发剂、交联剂、保湿剂和水；

（2）将上述步骤中的混合原料装入真空容器，对所述真空容器进行急速冷却处理，同时高速搅拌，得到无孔胶体；

（3）将步骤（2）中的所述无孔胶体连续涂布于基材上，形成胶体涂层，同时，以紫外光照射，使所述胶体涂层发生交联反应，形成水凝胶层；

（4）在步骤（3）中的水凝胶层上贴不沾黏膜，形成无孔水凝胶片状卷材。

优选地，所述混合原料包含可促进伤口愈合的药物。

本发明的多孔水凝胶和无孔水凝胶制备工艺中，将混合原料搅拌均匀后，立即进行急速低温处理，藉由高速搅拌方式，使混合原料快速冷却形成胶体溶液，接着以涂布的方式将胶体溶液涂布于基材上以形成胶体涂层，再使胶体涂层藉由紫外光照射进行交联反应，形成水凝胶层。因此本发明可以连续生产的方式来制作多孔气泡水凝胶敷料和无孔水凝胶敷料卷材，可以简化水凝胶敷料的制作过程，从而大幅提升水凝胶敷料的制备效率，达到降低水凝胶生产成本的目的。

附图说明

图1是本发明实施例一中多孔水凝胶制备工艺的流程示意图。

图2是本发明实施例二中无孔水凝胶制备工艺的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便更清楚、直观地理解本发明的发明实质。

实施例一：

图1是本发明实施例一中多孔水凝胶制备工艺的流程示意图。

参照图1所示，本发明实施例提供一种多孔水凝胶制备工艺，包括以下步骤：

S1：制备混合原料，所述混合原料中包括反应单体、光引发剂、交联剂、保湿剂和水；

S2：对上述步骤中的混合原料进行急速冷却处理，同时通入空气并高速搅拌，得到多孔气泡胶体；

S3：将上述多孔气泡胶体连续涂布于基材上，形成胶体涂层，同时，以紫外光照射，使所述胶体涂层发生交联反应，形成水凝胶层；

S4：在上述水凝胶层上贴不沾黏膜，形成多孔气泡水凝胶片状卷材。

在步骤S1中，反应单体、交联剂、保湿剂和光引发剂等的选择及用量的如下表所示：

Figure 2013100172003100002DEST_PATH_IMAGE001

上述步骤中，添加Sulbogin^?（速愈乐）等有效成分可促进伤口愈合。

进行步骤S2，对混合原料进行急速冷却处理，同时通入空气并高速搅拌，得到多孔气泡胶体。本实施例中，依序加入反应单体、保湿剂、光起始剂、交联剂和水，混合均匀后倒入急速冷却的桶槽中(桶槽冷却温度-20~-200℃)，所使用急速冷却方式采液态氮急速冷却，冷却时间20-60分钟。并用高速搅拌机高速搅拌，搅拌速度会随着急速冷却温度越低而转速越快，搅拌速度500~5000rpm，导入常压空气，使空气快速均匀打入胶体溶液内使其形成具有1000cps至20000cps的黏性的多孔气泡胶体溶液，搅拌时间20~60分钟。

在本实施例中，冷却的温度为-20~-50℃。冷却的时间是20~60分钟之间的任意时间，搅拌转速500~5000rpm。温度越低转速相对越大，但所搅拌出的多孔气泡水凝胶胶体越稳定，且气泡孔径大小越均匀，越有利于后续的涂布操作。

然后，进行步骤S3，将多孔气泡胶体连续涂布于基材上，形成胶体涂层，同时，以紫外光照射，使所述胶体涂层发生交联反应，形成水凝胶层。本实施例中，基材选用无纺布、以熔喷技术制成的弹性不织布或其他合适基材。涂布多孔性气泡胶体溶液的方法可以是刮刀涂布法或泡沫涂布法或其他合适方法。由于多孔性气泡胶体溶液具有适当的黏性与可散布性，因此可轻易地将胶体溶液涂布于基材上，以形成具有所需厚度的均匀胶体涂层。

而后，使多孔性气泡胶体涂层进行连续式紫外光交联反应，以在基材上形成多孔性气泡水凝胶层。交联反应是紫外光聚合反应，在200~400nm的紫外线照射下，光强度为10~500mW/cm²之间任意一种强度，照射时间在10~600秒的条件下即可引发紫外光聚合反应。在进行输送带连续式交联同时，在本实施例中，还增加以下步骤：

S31：以0~5℃水冷式输送带对水凝胶层进行冷却，移除所述水凝胶在交联反应中产生的反应热。

这一工序不但可以使水凝胶反应完全，亦可在加入促进伤口愈合的药物(如Sulbogin，消炎药“速愈乐”)或有效成分(如丝胶、胶原蛋白等)时，可确保药物或有效成分不会被水凝胶反应产生的热给破坏药物或有效持分的药性，并可制成含药水凝胶敷料。

多孔气泡水凝胶层是呈透明状，具有多孔气泡结构，本发明获得的气泡孔洞介于50~500μm，在吸收模拟渗出液时间比没有气孔的水凝胶快10倍以上。水凝胶层是可吸液性与生物可兼容性的，在实际伤口处理上，所依本实施例制成的多孔气泡型水凝胶敷料，能快速地吸收伤口渗出液，保持伤口于湿润状态，更换敷料时更不沾黏结伤口，伤口亦不会有恶心异味产生，使用acryloyl oxyethyl trimethyl ammonium chloride（丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵）反应单体溶液则具有杀菌效果。

然后，进行步骤S4，在上述水凝胶层上贴不沾黏膜，形成多孔气泡水凝胶片状卷材。将片状的水凝胶卷材制成卷状，便于制成各种大小及形状的创伤敷料。

实施例二：

图2是本发明实施例二中无孔水凝胶制备工艺的流程示意图。

参照图2，本发明实施例还提供一种无孔水凝胶制备工艺，其与实施例一所示的多孔水凝胶制备工艺的区别主要在于，在急速冷却的过程中，不再通入空气，而且，整个冷却过程均是在一真空容器中完成的，具体步骤如下：

P1：制备混合原料，所述混合原料中包括反应单体、光引发剂、交联剂、保湿剂和水；

P2：将上述步骤中的混合原料装入真空容器，对所述真空容器进行急速冷却处理，同时高速搅拌，得到无孔胶体；

P3：将步骤P2中的所述无孔胶体连续涂布于基材上，形成胶体涂层，同时，以紫外光照射，使所述胶体涂层发生交联反应，形成水凝胶层；

P4：在步骤P3中的水凝胶层上贴不沾黏膜，形成无孔水凝胶片状卷材。

上述各步骤除步骤P2外，其它均与实施例一所示的孔水凝胶制备工艺相同，因此，此处不再赘述。

本实施例的上述混合原料中也可添加Sulbogin^?（速愈乐）等可促进伤口愈合的药物或有效成分，以便使伤口更好更快地愈合。

综上所述，本发明的制备工艺中，将混合原料搅拌均匀后，立即进行急速低温处理，藉由高速搅拌方式，使混合原料快速冷却形成胶体溶液，接着以涂布的方式将胶体溶液涂布于基材上以形成胶体涂层，再使胶体涂层藉由紫外光照射进行交联反应，形成水凝胶层。因此本发明可以连续生产的方式来制作多孔气泡水凝胶敷料和无孔水凝胶敷料卷材，可以简化水凝胶敷料的制作过程，从而大幅提升水凝胶敷料的制备效率，达到降低水凝胶生产成本的目的。另一方面，所制作的水凝胶敷料可提供较佳的透气、透湿、阻隔细菌侵入以及控制和吸收渗出液等特性，使得伤口处理良好的细胞生长愈合环境。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1. 一种多孔水凝胶制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2. 如权利要求1所述的多孔水凝胶制备工艺，其特征在于：所述反应单体包括不饱和烃类单体和压克力系单体，所述反应单体在所述混合原料中重量比为10~90%；所述压克力系单体在所述混合原料中的重量比为5~60%。

3. 如权利要求2所述的多孔水凝胶制备工艺，其特征在于，所述反应单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠盐溶液、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸钠盐溶液、甲基丙烯酸钠盐溶液、4-丙烯酰吗啉、丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺或乙烯基羰基乙烯。

4. 如权利要求1所述的多孔水凝胶制备工艺，其特征在于：所述交联剂为多元醇，在所述混合原料中的重量比为0.01~0.5%；所述光引发剂为2,2-二甲氧基-1,2-双苯基噻吩、羟基环己基苯基酮、1-羟基-1-甲基乙基苯基甲酮或2-羟基-2-丙基苯基酮，在所述混合原料中的重量比为0.005~0.3%。

5. 如权利要求1所述的多孔水凝胶制备工艺，其特征在于，采用液态氮进行急速冷却，冷却温度为－20~－200℃，搅拌速度500~5000rpm，搅拌时间为20~60分钟。

6. 如权利要求1所述的多孔水凝胶制备工艺，其特征在于，所述紫外光的波长为200~400nm，强度为10~500mW/cm²，照射时间为10~600秒。

7. 如权利要求1所述的多孔水凝胶制备工艺，其特征在于，所述步骤c具体包括以下步骤：

8. 如权利要求1~7中任一项所述的多孔水凝胶制备工艺，其特征在于，所述混合原料包含可促进伤口愈合的药物。

9. 一种无孔水凝胶制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

10. 如权利要求9所述的无孔水凝胶制备工艺，其特征在于，所述混合原料包含可促进伤口愈合的药物。