CN107936198A - 一种医用凝胶眼罩材料及其制备方法 - Google Patents

一种医用凝胶眼罩材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于医用凝胶技术领域，提出一种医用凝胶眼罩材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：亲水性聚合物3～10份，水溶性单体5～30份，氧化还原引发剂0.1～0.3份，交联剂0.1～0.5份，水溶性抗氧剂0.1～0.5份，抗菌保存剂0.1～0.2份，水58.5～91.6份；亲水性聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇和聚丙烯酸中的一种或多种，抗菌保存剂为聚磷酸盐复盐，其制备方法为称量原料、搅拌混合、注入模具、密封静置成型、剪切包装、辐射灭菌，解决了传统凝胶含水量低、透光率差，制备方法危险、不适用大规模生产、生产成本高的技术问题。

Description

一种医用凝胶眼罩材料及其制备方法
技术领域
本发明属于医用凝胶材料技术领域，涉及一种医用凝胶眼罩材料及其制备方法。
背景技术
水凝胶具有非常好的保水性能，且机械性能可以调节，在日用品、工业用品、农业、土建、医学等领域具有广泛的应用。化学凝胶是由化学键交联形成的永久性的三维网络聚合物，通过添加引发剂、交联剂或高能射线辐射等方式进行聚合，使水溶性的单体发生链增长形成三维网络结构。
目前，生产化学凝胶的工艺大多采用高能射线辐射、紫外光辐照或化学引发产生自由基等方式来引发聚合，但采用高能射线辐射聚合具有潜在的危险性，且操作麻烦，无法生产面积较大的材料，很难进行大规模生产，成本也较高；紫外光辐照引发方式受溶液中溶解的氧气的影响很大；高温引发自由基聚合需要增加升温设备，且设备容积有限，也很难在短时间内大规模生产，且聚合前大多要进行通氮或抽真空除氧等操作，操作繁琐，成本也会相应升高。有些水凝胶由于采用不同的体系或生产工艺，导致生产出来的水凝胶透明度较差，而使其应用受限。
发明内容
本发明提出一种医用凝胶眼罩材料及其制备方法，解决了上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种医用凝胶眼罩材料，由以下重量百分比的原料组成：
亲水性聚合物3～10份，水溶性单体5～30份，氧化还原引发剂0.1～0.3份，交联剂0.1～0.5份，水溶性抗氧剂0.1～0.5份，抗菌保存剂0.1～0.2份，水58.5～91.6份，
所述亲水性聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇和聚丙烯酸中的一种或多种，
所述水溶性单体为丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、N-乙烯基甲酰胺、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮组成的组中的一种或多种，
所述抗菌保存剂为聚磷酸盐复盐。
作为进一步的技术特征：一种医用凝胶眼罩材料，由以下重量百分比的原料组成：
亲水性聚合物5份，水溶性单体15份，氧化还原引发剂0.15份，交联剂0.2份，水溶性抗氧剂0.25份，抗菌保存剂0.15份，水79.25份；
所述亲水性聚合物为聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮，所述水溶性单体为丙烯酰胺，所述抗菌保存剂为聚磷酸盐复盐；
作为进一步的技术特征：所述丙烯酸衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠中的一种或多种，
所述丙烯酰胺衍生物为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二乙烯基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺组成的组中的一种或多种。
作为进一步的技术特征：所述氧化还原引发剂中的水溶性氧化剂为过氧化氢、过硫酸盐中的一种或多种，水溶性还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、氯化亚铁中的一种或多种。
作为进一步的技术特征：所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
作为进一步的技术特征：所述水溶性抗氧剂为抗坏血酸、茶多酚、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、植酸、甲硫氨酸、硫脲、乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种。
一种医用凝胶眼罩材料的制备方法，按照上述所述原料制备，步骤如下：
A：按照配方比例称量定量的亲水性聚合物并投入反应装置内，搅拌至透明、均匀的溶液，并将溶液温度降至3～10℃；
B：按照配方比例称量定量的水溶性单体、氧化还原引发剂、交联剂、水溶性抗氧剂、水并加入步骤A的溶液中，搅拌得到透明均匀的料液；
C：将料液并注入至模具中，将模具密封放置得到成型的水凝胶；
D：将成型的水凝胶剪切后装入包装物中，辐射灭菌一次得到医用凝胶眼罩材料。
作为进一步的技术特征：所述步骤C中液料注入模具前液料温度保持在3～10℃，液料注入模具后成型过程中液料温度保持在室温，液料放置成型时间为3～24小时。
作为进一步的技术特征：所述步骤D中辐射灭菌的辐射剂量为30～40kGy。
本发明原理及有益效果为：
1、本发明中，制备医用凝胶眼罩材料的原料简单、廉价易得、对皮肤无伤害，因此生产成本低，安全性高；本发明提供了较多的原料组合，为人们实际生产制备提供了更多的选择性，人们可以根据实际情况选择易得的制备原料，方便生产且生产成本低。
2、本发明中，制备方法摒弃传统的高能射线辐射聚合和高温引发自由基聚合，采用室温聚合的方法，无须进行通氮或抽真空除氧等前处理操作，因此制备条件温和，制备过程安全。
3、本发明中，制备过程只需温度的控制，且温度较低，采用模具注入一次成型，因此操作步骤简单，能耗少，生产成本低，适合大规模大批量生产。
4、本发明中，对成型后的凝胶进行辐射灭菌处理，且严格控制辐射剂量范围，保证该医用凝胶眼罩材料无菌、卫生，可用于人体眼部的使用。
5、本发明中，对亲水性聚合物、水溶性单体、氧化还原引发剂、交联剂、溶性抗氧剂、水的比例进行控制，这样的比例范围保证制得的医用凝胶眼罩材料具有较高的含水量和很好的透明性，能够对眼部皮肤提供湿润的环境，对眼部具有舒缓作用。
6、本发明中，该医用凝胶眼罩材料对人体皮肤无刺激性和无过敏性，无毒副作用，具有较高的生物安全性和相容性，柔韧性好不易发生断裂，可以用于医用眼罩和美容保健产品的生产制作。
7、本发明中，抗菌保存剂采用聚磷酸盐复盐，聚磷酸盐复盐可添加到食品当中，它能够抑制酵母菌、霉菌和细菌，还具有良好的抗氧化性能，因此其能够保证该医用凝胶眼罩材料在制作和使用过程中免受菌体的污染，保证使用的安全性；同时聚磷酸盐复盐的添加意料之外地增加了医用凝胶眼罩材料的含水量和增强了透明性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种医用凝胶眼罩材料由以下重量百分比的原料组成：
3份聚乙烯醇、2份聚乙烯基吡咯烷酮、15份丙烯酰胺、0.1份过硫酸钾、0.05份亚硫酸氢钠、0.2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.25份抗坏血酸、0.15份聚磷酸盐复盐，79.25份水。
实施例1的制备方法为：
A：按照配方比例称量定量的聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮并投入反应装置内，搅拌至透明、均匀溶液，并将溶液温度降至4℃；
B：按照配方比例称量定量的丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、抗坏血酸、水并加入步骤A的溶液中，搅拌得到透明均匀的水溶液，即料液；
C：将料液温度保持在4℃后注入至模具中，将模具密封在30℃的室温下放置6小时得到成型的水凝胶；
D：将成型的水凝胶剪切后装入包装物中，辐射灭菌一次得到医用凝胶眼罩材料，辐射剂量为30kGy。
实施例2
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
2份聚乙烯醇、1份聚乙烯基吡咯烷酮、15份丙烯酸、0.1份过硫酸钾、0.05份亚硫酸氢钠、0.2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.25份抗坏血酸、0.15份聚磷酸盐复盐、81.25份水，制备方法同实施例1。
实施例3
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
6份聚乙烯醇、4份聚乙烯基吡咯烷酮、15份丙烯酰胺、0.1份过硫酸钾、0.05份亚硫酸氢钠、0.2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.25份抗坏血酸、0.15份聚磷酸盐复盐、74.25份水，制备方法同实施例1。
实施例4
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
5份的聚乙烯基吡咯烷酮、5份丙烯酰胺、0.75份过硫酸钾、0.25份亚硫酸氢钠、0.1份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.1份抗坏血酸、0.1份聚磷酸盐复盐、89.6份水，制备方法同实施例1。
实施例5
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
5份聚乙烯醇、30份丙烯酰胺、0.2份过硫酸钾、0.1份亚硫酸氢钠、0.5份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份抗坏血酸、0.2份聚磷酸盐复盐、63.5份水，制备方法同实施例1。
实施例6
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
5份聚乙二醇、15份甲基丙烯酸-2-羟乙酯、0.1份过氧化氢、0.05份亚硫酸钠、0.3份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.1份茶多酚、0.1份植酸、0.1份聚磷酸盐复盐、79.3份水，制备方法同实施例1。
实施例7
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
5份聚丙烯酸、15份甲基丙烯酸-2-羟丙酯、0.1份过硫酸钾、0.05份亚硫酸氢钠、0.2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.1份茶多酚、0.1份植酸、0.15份聚磷酸盐复盐、78.3份水，制备方法同实施例1。
实施例8
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
3份聚乙烯醇、2份聚丙烯酸、15份丙烯酸、0.1份过硫酸钾、0.05份氯化亚铁、0.5份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.1份茶多酚、0.1份硫代硫酸钠、0.2份聚磷酸盐复盐、78.95份水，制备方法同实施例1。
实施例9
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
3份聚乙二醇、2份聚丙烯酸、15份N-乙烯基吡咯烷酮、0.1份过氧化氢、0.05份氯化亚铁、0.2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.1份甲硫氨酸、0.1份乙二胺四乙酸二钠、0.15份聚磷酸盐复盐、78.3份水，制备方法同实施例1。
实施例10
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
3份聚乙二醇、2份聚乙烯基吡咯烷酮、15份丙烯酸、0.2份过硫酸钾、0.1份亚硫酸钠、0.2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.2份植酸、0.1份聚磷酸盐复盐、79.2份水，制备方法同实施例1。
实施例11
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
3份聚乙烯基吡咯烷酮、5份丙烯酰胺、0.75份过硫酸钾、0.25份亚硫酸氢钠、0.1份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.1份抗坏血酸、0.1份聚磷酸盐复盐、91.6份水，制备方法同实施例1。
实施例12
一种医用凝胶眼罩材料由下列重量份的组分组成：
6份聚乙二醇、4份聚乙烯基吡咯烷酮、30份丙烯酰胺、0.2份过硫酸钾、0.1份亚硫酸钠、0.5份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份茶多酚、0.2份聚磷酸盐复盐、58.5份水，制备方法同实施例1。
实施例1～12的配方如表1所示：
表1实施例1～12的配方数据
实施例13～21
根据实施例1所描述的配方，其他条件相同，分别依据表2中给出的工艺参数，进行水凝胶材料制备，得到所述的医用凝胶眼罩材料。
表2实施例13～21的配方数据
通过对实施例1～21的制备方法得到的医用凝胶眼罩材料的含水量和可见光透光率进行测试，测试结果表明该医用凝胶眼罩材料的含水量总质量比为70～90％，可见光透过率为80％～96％，与现有医用水凝胶材料相比具有含水量高、透明度好的优点，测试结果如表3：
表3实施例1～21的性能表征
同时，将实施例1～21中的原料聚磷酸盐复盐去掉，其他条件不变的情况下得到实施例22～42医用凝胶眼罩材料，并测试含水量和透过率，测试结果显示实施例22～42医用凝胶眼罩材料的含水量和透过率均有所下降，测试结果如表4：
表4实施例22～42的性能表征
由此可知，不添加聚磷酸盐复盐的医用凝胶眼罩材料的含水量为60％～80％，可见光透光率为70％～85％，所以聚磷酸盐复盐不仅具有抗菌保存功效，而且能够意料之外地增强医用凝胶眼罩材料的含水量和透光性。
另外，在调查人群中对实施例1～21中制备的医用凝胶眼罩材料进行皮肤刺激性、致敏性测试，随机选取100人并在其皮肤上均贴用实施例1～21制备的医用凝胶眼罩材料，调查结果该表明该医用凝胶眼罩材料对人体皮肤无刺激性和致敏性，测试结果如表5：
表5实施例1～21皮肤刺激性和致敏性测试
综上所述：实施例1～21制得的医用凝胶眼罩材料具有较高的含水量和很好的透明度，且对人体皮肤刺激性和致敏性。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种医用凝胶眼罩材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：亲水性聚合物3～10份，水溶性单体5～30份，氧化还原引发剂0.1～0.3份，交联剂0.1～0.5份，水溶性抗氧剂0.1～0.5份，抗菌保存剂0.1～0.2份，水58.5～91.6份,
所述亲水性聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇和聚丙烯酸中的一种或多种，
所述水溶性单体为丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、N-乙烯基甲酰胺、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮组成的组中的一种或多种，
所述抗菌保存剂为聚磷酸盐复盐。
2.根据权利要求1所述的一种医用凝胶眼罩材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：
亲水性聚合物5份，水溶性单体15份，氧化还原引发剂0.15份，交联剂0.2份，水溶性抗氧剂0.25份，抗菌保存剂0.15份，水79.25份,
所述亲水性聚合物为聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮，所述水溶性单体为丙烯酰胺，所述抗菌保存剂为聚磷酸盐复盐。
3.根据权利要求1所述的一种医用凝胶眼罩材料，其特征在于，所述丙烯酸衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠中的一种或多种，
所述丙烯酰胺衍生物为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二乙烯基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺组成的组中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种医用凝胶眼罩材料，其特征在于，所述氧化还原引发剂中的水溶性氧化剂为过氧化氢、过硫酸盐中的一种或多种，水溶性还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、氯化亚铁中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种医用凝胶眼罩材料，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种医用凝胶眼罩材料，其特征在于，所述水溶性抗氧剂为抗坏血酸、茶多酚、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、植酸、甲硫氨酸、硫脲、乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种。
7.一种医用凝胶眼罩材料的制备方法，其特征在于，根据权利要求1～7所述的任意一项配方制备，步骤如下：
A：按照配方比例称量定量的亲水性聚合物并投入反应装置内，搅拌至透明、均匀的溶液，并将溶液温度降至3～10℃；
B：按照配方比例称量定量的水溶性单体、氧化还原引发剂、交联剂、水溶性抗氧剂、水并加入步骤A的溶液中，搅拌得到透明均匀的料液；
C：将料液并注入至模具中，将模具密封放置得到成型的水凝胶；
D：将成型的水凝胶剪切后装入包装物中，辐射灭菌一次得到医用凝胶眼罩材料。
8.根据权利要求7所述的一种医用凝胶眼罩材料的制备方法，其特征在于，所述步骤C中液料注入模具前液料温度保持在3～10℃，液料注入模具后成型过程中液料温度保持在室温，液料放置成型时间为3～24小时。
9.根据权利要求7所述的一种医用凝胶眼罩材料的制备方法，其特征在于，所述步骤D中辐射灭菌的辐射剂量为30～40kGy。
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