CN103242549B - 一种新型复合水凝胶敷料的合成与制备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备湿性水凝胶敷料以及水凝胶单体合成的新方法，将丙烯酸通过醇酸反应修饰到PEG的末端得到PEGDA；将PEGDA水溶液与网状高密度聚乙烯膜复合；在过硫酸铵/四甲基乙二胺引发聚合形成新型复合水凝胶敷料。本发明将具有网格状的高密度聚乙烯与PEG水凝胶复合制备复合的水凝胶敷料有效的克服了水凝胶力学性能差的缺点，为创伤的皮肤提供了一种新型的湿性敷料；由于采用了将丙烯酸通过醇酸反应修饰到PEG的末端得到PEGDA，并将PEGDA水溶液与网状高密度聚乙烯膜复合，在过硫酸铵/四甲基乙二胺引发聚合形成新型复合水凝胶敷料的技术手段。所以为创伤的皮肤提供了一种新型的湿性敷料。
Description
技术领域
本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一种复合医用敷料的制备及水凝胶单体的合成。
背景技术
皮肤创伤后可能引起各种损害，如新陈代谢加剧、体温下降、水分和蛋白质的过度散失及内分泌和免疫系统的失调等。而创面敷料是一种能够起到暂时保护伤口、防止伤口污染、促进愈合、减轻疼痛的医用材料，是一种重要的医疗产品。1962年英国Winte教授一首次提出了湿性疗法的理论，并证实了与暴露于空气中的干燥伤口环境相比，湿润且具有通透性的伤口敷料应用后所形成的湿润环境，能够促进上皮的形成，加速伤口的愈合。从此以后人们研究开发了各种湿性敷料，以克服纱布敷料的不足。水凝胶敷料是一种新型的湿性医用敷料，近年来得到飞速发展。这种敷料的主要成分是具有三维网状结构的高分子凝胶，在敷料中水凝胶主要起到吸收创面渗出液、保持创面湿润、清创和加快伤口愈合的作用。水凝胶优秀的保水性能可以使得创面保持湿润，可以几天不用换药，在每个伤口的材料使用量上比纱布敷料明显减少。有的敷料产品在干的凝胶中加入药物成分，吸收水分后，药物成分缓释到创面上，加快愈合，这是功能性的水凝胶敷料。水凝胶敷料的问世，是人类敷料研究向理想敷料迈进了一大步，不仅有利于提高治疗效果，减轻患者的痛苦，更有利于减少废物产生量，从而减轻对环境的压力。
聚乙二醇(PEG)是一种水溶性聚醚型高分子化合物，广泛用于医药、卫生、食品、化工等领域。PEG 具有很多优点，如低毒性、不凝血性以及生物相容性，而且能被机体迅速排出体外而不产生任何毒副作用。PEG 和其他分子偶合时，其许多优良性质也会随之转移到结合物中。因此，它在医学上的应用受到了广泛的重视，并得到美国食品与药物管理局(FDA)的认可。因此PEG是一类理想的制备水凝胶敷料的基材。
PEG 基水凝胶一般可由PEG 或其末端修饰物通过物理或化学交联的方式生成，具有较多的交联方式，因而可得到许多结构及功能不同的水凝胶。化学交联水凝胶是水凝胶的一个主要种类，是由高分子链段间以共价键的形式交联而形成，具有结构稳定性较好，制备相对容易，物理化学性质调控性好等优点。但是小分子的交联剂有一定的细胞毒性，活性聚合的出现为PEG水凝胶敷料的制备提供了新的选择。在自由基聚合研究中，为了提高引发速率除使用单一组分的高活性自由基引发剂外，还使用两组分的氧化还原引发体系，它具有快速、低温、低活化能的特点。由水溶性的过硫酸盐与脂肪胺组成的引发剂体系，如过硫酸铵、N, N, N’, N’,-四甲基乙二胺体系用于N-异丙基丙烯酰胺的聚合。因此，在PEG末端修饰不饱和双键使之适用于自由基聚合是制备PEG水凝胶敷料的一种较优的方式。
由于水凝胶自身的力学性能较差，将具有网格状的高密度聚乙烯与PEG水凝胶复合制备复合的水凝胶敷料有效的克服了水凝胶力学性能差的缺点，为创伤的皮肤提供了一种新型的湿性敷料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备湿性水凝胶敷料以及水凝胶单体合成的新方法，旨在解决水凝胶自身的力学性能较差，将具有网格状的高密度聚乙烯与PEG水凝胶复合制备复合的水凝胶敷料有效的克服了水凝胶力学性能差的问题。
本发明是这样实现的，一种制备湿性水凝胶敷料以及水凝胶单体合成的新方法，该新方法包括：
步骤一：将丙烯酸通过醇酸反应修饰到PEG的末端得到PEGDA；
步骤二：将PEGDA水溶液与网状高密度聚乙烯膜复合；
步骤三：在过硫酸铵（APS）/四甲基乙二胺（TEMED）引发聚合形成新型复合水凝胶敷料。
进一步，在装有回流冷凝管、温度计和搅拌器的三颈瓶中,加入40. 0 g的PEG- 400 和17. 3 g 的丙烯酸、87 mL 脱水剂甲苯、0. 35 g 对苯二酚与对甲苯酚复合阻聚剂、1. 7 g 催化剂对甲苯磺酸；开动搅拌,电热套加热,在回流温度110～120 ℃下反应4 h ,再将温度计换成分水器,分水2 h 左右,当无水蒸出时,结束反应；减压蒸馏,除去溶剂和未反应的丙烯酸,得棕黄色液体产品PEGDA。
进一步，当醇酸的摩尔比为1:2.4时，所得产品的收率是最高的为95%。
进一步，随着催化剂用量增加，产品的收率增加。
进一步，对甲苯酚与对苯二酚两种阻聚剂并用的效果更好。
进一步，当两种阻聚剂的用量均为1%时，产品的收率比较高。
进一步，最佳的反应条件是反应4h再分水。
进一步，PEG分子量越低，收率越高。
进一步，将PEGDA和水溶液按一定比例混合，加入APS水溶液和TEMED的水溶液，混合均匀后涂覆于网状的材料上，放在烘箱中聚合制备水凝胶敷料。
本发明对肌体和细胞无任何毒性，对皮肤无刺激性和致敏作用；在生产工艺上，新型水凝胶膜可以实现自动化生产，辐射合成与灭菌同时完成，减少了产品合成包装再次灭菌的繁琐工艺。利用这种新型复合水凝胶敷料，除了可以用于烧伤烫伤病人外，还可以在其中掺入其他物质达到另外的功效，如可掺入各种细胞因子等水溶性护肤精华液制作成美容面膜。
附图说明
图1是本发明提供的新型复合水凝胶敷料的合成与制备的流程图。
图2是本发明提供的PEGDA的表征图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明是这样实现的，结合图1，提供了一种制备湿性水凝胶敷料以及水凝胶单体合成的新方法，为创伤的皮肤提供了一种新型的湿性敷料。从图2中可看出反应后PEGDA的谱图上出现1711cm-1的特征峰，3465 cm-1处的特征峰明显减弱。1711cm-1是隶属于酯的吸收峰，3465 cm-1是隶属于羟基的吸收峰。酯的吸收峰的出现与羟基吸收峰的减弱都说明了乙二醇与丙烯酸反应的顺利进行。
S101：将丙烯酸通过醇酸反应修饰到PEG的末端得到PEGDA。
S102：将PEGDA水溶液与网状高密度聚乙烯膜复合。
S103：在过硫酸铵（APS）/四甲基乙二胺（TEMED）引发聚合形成新型复合水凝胶敷料
在本发明实施例中，在装有回流冷凝管、温度计和搅拌器的三颈瓶中,加入40. 0 g(0. 1 mol) 的PEG- 400 和17. 3 g (0. 24 mol) 的丙烯酸、87 mL 脱水剂甲苯、0. 35 g 对苯二酚与对甲苯酚复合阻聚剂、1. 7 g 催化剂对甲苯磺酸。开动搅拌,电热套加热,在回流温度下(110～120 ℃) 反应4 h ,再将温度计换成分水器,分水2 h 左右,当无水蒸出时,结束反应。减压蒸馏,除去溶剂和未反应的丙烯酸,得棕黄色液体产品PEGDA。
1)醇酸摩尔比的影响
从上述的表中可看出，当醇酸的摩尔比为1:2.4时，所得产品的收率是最高的为95%
2）催化剂的影响
从上述的表中可看出，随着催化剂用量增加，产品的收率增加。
3）阻聚剂种类的影响
从上述的表中可看出，两种阻聚剂并用的效果更好。
4）阻聚剂用量的影响
从上述的表中可看出，当两种阻聚剂的用量均为1%时，产品的收率比较高。
5）反应时间和过程的影响
从上述的表中可看出，最佳的反应条件是反应4h再分水。
6）PEG分子量的影响
从上述的表中可看出，分子量越低，收率越高。
在本发明实施例中，将PEGDA和水溶液按一定比例混合，加入APS水溶液和TEMED的水溶液，混合均匀后涂覆于网状的材料上，放在烘箱中聚合制备水凝胶敷料。
所得水凝胶的性能如下表所示：
1） 凝胶时间
从上表可看出，凝胶时间随着引发剂溶度的增加而缩短，随着凝胶温度的升高而缩短，随着PEG水溶液的浓度的增加而缩短，随着PEG主链分子量的增加而缩短。
2)平衡含水量
从上表可看出，平衡含水量随着随着PEG主链分子量的增加而增加，随着PEG水溶液的浓度的增加而减小，随着引发剂溶度的增加而减小。
由于水凝胶自身的力学性能较差，将具有网格状的高密度聚乙烯与PEG水凝胶复合制备复合的水凝胶敷料有效的克服了水凝胶力学性能差的缺点，为创伤的皮肤提供了一种新型的湿性敷料。由于采用了将丙烯酸通过醇酸反应修饰到PEG的末端得到PEGDA，并将PEGDA水溶液与网状高密度聚乙烯膜复合，在过硫酸铵（APS）/四甲基乙二胺（TEMED）引发聚合形成新型复合水凝胶敷料的技术手段。所以为创伤的皮肤提供了一种新型的湿性敷料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种制备湿性水凝胶敷料的方法，其特征在于，在装有回流冷凝管、温度计和搅拌器的三颈瓶中,加入40. 0 g的PEG- 400 和17. 3 g的丙烯酸、87 mL 脱水剂甲苯、0. 35 g 对苯二酚与对甲苯酚复合阻聚剂、1. 7 g 催化剂对甲苯磺酸；开动搅拌,电热套加热,在回流温度110～120 ℃下反应4 h ,再将温度计换成分水器,分水2 h 左右,当无水蒸出时,结束反应；减压蒸馏,除去溶剂和未反应的丙烯酸,得棕黄色液体产品PEGDA，将PEGDA和水溶液按一定比例混合，加入APS水溶液和TEMED的水溶液，混合均匀后涂覆于网状高密度聚乙烯膜上，放在烘箱中聚合制备水凝胶敷料。
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