CN110628070B - 一种包覆有水凝胶的医用支具及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包覆有水凝胶的医用支具及其制备方法和应用，制备方法包括：对高分子材料支具进行溶胀处理；将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，并在高分子材料支具的表面引发聚合，以在高分子材料支具的表面形成水凝胶，其中，聚合液包括单体、交联剂和水溶性引发剂，单体为丙烯酰胺、N,N’‑二甲基丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或多种，交联剂为N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺，水溶性引发剂为I‑2925或过硫酸钾。本发明的包覆有水凝胶的医用支具的制备方法可在高分子材料支具的表面以包覆的方式形成水凝胶，水凝胶的存在可避免支具直接与皮肤接触，从而提高支具佩戴的舒适性，避免使用者的皮肤损伤。

Description

一种包覆有水凝胶的医用支具及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，更具体地，涉及一种包覆有水凝胶的医用支具及其制备方法和应用。
背景技术
外固定支具主要用于在体表固定骨折或损伤的长骨，是外伤治疗常见的支具。
目前常用的外固定支具包括石膏支具和高分子材料支具。石膏支具价格便宜，但存在沉重、坚硬、透气性差、舒适感差及易引起压疮等问题。随着肢体消肿，石膏支具容易发生松动，固定功能失效，无法再次塑型。高分子材料支具通常为聚氨酯材质，具有重量轻、强度高、透气性好、防水性能好、塑型方便、舒适安全等优点。但高分子材料支具固化后的硬度较高，存在易刺伤皮肤、压迫体表隆起的部位等问题。
而且，当支具需要固定在具有多处凸起的人体部位时，将会导致更多的问题。以颈部区域为例，由于颈部区域存在下颌骨、颈椎棘突和锁骨等多处凸起部位，现有的石膏支具和高分子材料支具应用在颈部区域时，佩戴不适、磨伤皮肤等问题会加重。
因此，如何解决支具佩戴不适，容易对使用者造成皮肤损伤的问题成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可提高支具佩戴舒适性，有效保护使用者皮肤的包覆有水凝胶的医用支具的制备方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种包覆有水凝胶的医用支具的制备方法。
该包覆有水凝胶的医用支具的制备方法包括如下步骤：
(1)对高分子材料支具进行溶胀处理；
(2)将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，并在高分子材料支具的表面引发聚合，以在高分子材料支具的表面形成水凝胶，其中，所述聚合液包括单体、交联剂和水溶性引发剂，所述单体为丙烯酰胺、N,N’-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或多种，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述水溶性引发剂为I-2925或过硫酸钾。
可选的，所述步骤(1)具体如下：
将高分子材料支具置于溶胀液中浸泡一段时间，其中，所述溶胀液中包括非水溶性引发剂和有机溶剂，且非水溶性引发剂的质量百分含量为8-12％。
可选的，所述非水溶性引发剂为苯甲酮、4-甲基苯甲酮、过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种或多种，所述有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃和乙腈中的一种或多种。
可选的，所述步骤(1)中的浸泡时间为25-35min。
可选的，所述步骤(2)具体如下：
将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，通过加热或紫外光照射的方式在高分子材料支具的表面引发单体和交联剂的聚合，以在高分子材料支具的表面形成水凝胶。
可选的，所述步骤(2)中的单体的质量百分含量为8-12％，交联剂与单体的摩尔比为(0.01-0.03):1，水溶性引发剂与单体的质量比为(0.005-0.015):1。
可选的，所述步骤(2)中的加热的温度为60-80℃，加热的时间为25-35min；
所述步骤(2)中的紫外光照射的波长为365nm，紫外光照射的时间为0.8-1.2h。
可选的，所述步骤(1)和步骤(2)之间，以及所述步骤(2)之后还有清洗步骤。
根据本发明的第二方面，提供了一种由本发明的包覆有水凝胶的医用支具的制备方法制备的医用支具，其中，所述高分子材料支具上的水凝胶的厚度为1-5mm。
根据本发明的第三方面，提供了一种本发明的医用支具在颈部支具中的应用。
本发明的包覆有水凝胶的医用支具的制备方法可在高分子材料支具的表面以包覆的方式形成水凝胶，水凝胶的存在可避免支具直接与皮肤接触，从而提高支具佩戴的舒适性，避免使用者的皮肤损伤。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
本公开的包覆有水凝胶的医用支具的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：对高分子材料支具进行溶胀处理。高分子材料支具可采用本领域常用的支具材料制成，例如聚氨酯等。
步骤(1)可具体如下：
将高分子材料支具置于溶胀液中浸泡一段时间。溶胀液中包括非水溶性引发剂和有机溶剂，且非水溶性引发剂的质量百分含量为8-12％。溶胀液中的非水溶性引发剂为苯甲酮、4-甲基苯甲酮、过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种或多种，有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃和乙腈中的一种或多种。浸泡时间可为25-35min。
具体实施时，非水溶性引发剂的质量百分含量可为10％。浸泡时间可为30min。
步骤(2)：将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，并在高分子材料支具的表面引发聚合，以在高分子材料支具的表面形成水凝胶。聚合液包括单体、交联剂和水溶性引发剂，单体可为丙烯酰胺、N,N’-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或多种，交联剂可为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，水溶性引发剂可为I-2925(Irgacure-2925，2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)或过硫酸钾。
步骤(2)可具体如下：
将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，通过加热或紫外光照射的方式在高分子材料支具的表面引发单体和交联剂的聚合，以在高分子材料支具的表面形成水凝胶。步骤(2)中的单体的质量百分含量可为8-12％，交联剂与单体的摩尔比可为(0.01-0.03):1，水溶性引发剂与单体的质量比可为(0.005-0.015):1。步骤(2)中的加热的温度可为60-80℃，加热的时间为25-35min。步骤(2)中的紫外光照射的波长可为365nm，紫外光照射的时间为0.8-1.2h。
具体实施时，步骤(2)中的单体的质量百分含量可为10％，交联剂与单体的摩尔比可为0.02:1，水溶性引发剂与单体的质量比可为0.01:1。
在本公开的包覆有水凝胶的医用支具的制备方法的一种实施方式中，步骤(1)和步骤(2)之间，以及步骤(2)之后还有清洗步骤。例如，步骤(1)和步骤(2)之间可增设用异丙醇清洗溶胀处理后的支具表面的步骤，以除去游离的引发剂。步骤(2)后可增设采用去离子水震动清洗或超声清洗表面具有水凝胶的支具的步骤。
本公开还提供了一种由包覆有水凝胶的医用支具的制备方法制备的医用支具，高分子材料支具上的水凝胶的厚度为1-5mm。这种厚度的水凝胶兼具使用舒适性高和成本较低的优点。
具体实施时，水凝胶可具有菱形网格形状，以进一步的降低成本以及增加透气性。
本公开的医用支具可应用在颈部支具中，以解决颈部区域存在下颌骨、颈椎棘突和锁骨等多处凸起部位导致的加重佩戴不适、磨伤皮肤等问题。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。
实施例1
将高分子材料支具(聚氨酯材质)置于溶胀液中浸泡30min，溶胀液中包括4-甲基苯甲酮和四氢呋喃，溶胀液中4-甲基苯甲酮的质量百分含量为10％。将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，聚合液中包括N,N’-二甲基丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，聚合液中N,N’-二甲基丙烯酰胺的质量百分含量为10％，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与N,N’-二甲基丙烯酰胺的摩尔比为0.02:1，过硫酸钾与N,N’-二甲基丙烯酰胺的质量比为0.01:1。通过加热至70℃并保持30min在高分子材料支具的表面引发聚合，以在高分子材料支具的表面形成3mm水凝胶。水凝胶与高分子材料支具稳定地结合在一起，水凝胶具有弹性好和亲肤性佳等优点，可有效提高支具佩戴的舒适性。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种包覆有水凝胶的医用支具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将高分子材料支具置于溶胀液中浸泡25-35min，其中，所述溶胀液中包括非水溶性引发剂和有机溶剂，且非水溶性引发剂的质量百分含量为8-12％，所述非水溶性引发剂为苯甲酮、4-甲基苯甲酮、过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种或多种，所述有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃和乙腈中的一种或多种；
(2)将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，并在高分子材料支具的表面引发聚合，以在高分子材料支具的表面形成水凝胶，其中，所述聚合液包括单体、交联剂和水溶性引发剂，所述单体为丙烯酰胺、N,N’-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或多种，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述水溶性引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮或过硫酸钾；
所述水凝胶的厚度为1-5mm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体如下：
将经溶胀处理后的高分子材料支具置于聚合液中，通过加热或紫外光照射的方式在高分子材料支具的表面引发单体和交联剂的聚合，以在高分子材料支具的表面形成水凝胶。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的单体的质量百分含量为8-12％，交联剂与单体的摩尔比为(0.01-0.03):1，水溶性引发剂与单体的质量比为(0.005-0.015):1。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的加热的温度为60-80℃，加热的时间为25-35min；
所述步骤(2)中的紫外光照射的波长为365nm，紫外光照射的时间为0.8-1.2h。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)之间，以及所述步骤(2)之后还有清洗步骤。
6.一种由权利要求1至5中任一项所述包覆有水凝胶的医用支具的制备方法制备的医用支具。
7.权利要求6所述的医用支具在颈部支具中的应用。
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