CN114081711B - 一种三元复合医用冷热敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医用材料领域，公开了一种三元复合医用冷热敷料及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1:将单糖、有机酸、水按比例混合均匀后，待用；S2:将S1所得混合物进行均质化处理，使水分子由体相水转变为结合水，发生反相置换反应，制得三元复合医用冷热敷料核心材料；S3:将增稠剂与S2所得产物混合均匀进行凝胶稠化，然后进行辅料混合、制模印花、灌装、制袋操作，制得三元复合医用冷热敷料，本发明制备出的三元复合医用冷热敷料具有储冷降温速度快，热敷降温时间长，且在较宽的温度范围内保持一定凝胶状粘度等特点，本发明制备方法和操作工艺简单便捷，得到的三元复合医用冷热敷料组成和物理化学性质稳定。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料领域，更具体地说，它涉及一种三元复合医用冷热敷料及其制备方法。
背景技术
冷热疗法是缓解身体不同部位疼痛和肿胀最简单、有效的非侵入性方法，它利用低于或高于人体温度的物质作用于人体表面，通过神经传导引起皮肤和内脏器官血管的收缩和舒张，改变机体各系统体液循环和新陈代谢，达到治疗目的。冷疗法通常用于治疗因受伤而引起的急性疼痛，如肌肉拉伤；热疗法通常用于治疗慢性疼痛，如腰痛、脊椎痛、颈痛及其他肌肉痉挛等。随着慢性肌肉骨骼疾病急剧增长、全球创伤和事故案例不断增加以及非侵入性疼痛治疗策略的倾向性提高，将极大地推动医用冷热敷料需求量的进一步增加，预计2030年市场将达到120亿以上。
医用冷热敷料种类繁多，应用场景广泛。目前使用的冷热敷料中主要以水和甘油为原料，具有低冰点、高沸点，且在较宽的温度范围内保持一定的凝胶状稠度。与冰袋相比，冷热敷料产品能够达到较为持续的冷/热敷效果，舒适性更好，更易被人们所接受，但其冷热性能仍有很大的改进空间，需要进一步提高储冷降温速度，延缓冷/热能释放速度，从而缩短储冷时间，延长使用时间，提高舒适性。此外，近年来甘油价格和需求量走高，进口继续增加，已对国产市场占比造成影响。因此，亟待开发新型、高性能、甘油替代型医用冷热敷料，对摆脱进口原料依赖，提高产品国际竞争力具有非常重要的意义。
发明内容
本发明提供一种三元复合医用冷热敷料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将单糖、有机酸、水按比例混合均匀后，待用；
S2:将S1所得混合物进行均质化处理，使水分子由体相水转变为结合水，发生反相置换反应，制得三元复合医用冷热敷料核心材料；
S3:将增稠剂与S2所得产物混合均匀进行凝胶稠化，然后进行辅料混合、制模印花、灌装、制袋操作，制得三元复合医用冷热敷料。
本发明以反相置换法为技术核心，包括原料混合、高温均质化、凝胶稠化、辅料混合、制模印花、灌装、制袋等工艺步骤。其中，为了达到反相置换，需要在高温条件下使水分子克服自身分子间相互作用，通过均质化使水分子与单糖分子、有机酸分子充分接触，由体相水转变为结合水，在三者之间产生新的分子间相互作用，从而得到三元复合材料。
优选的：在S1中，单糖、有机酸和水按重量计比例为1:1:1。
优选的：在S1中，单糖为甘油醛、赤藓糖、苏力糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、来苏糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖中的一种或两种及以上混合物。
优选的：在S1中，有机酸为酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸、乙酸、柠檬酸、乳酸、丁二酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸中的一种或两种及以上混合物。
优选的：在S2中，将S1所得混合物加热釜中加热至80℃，搅拌均匀后泵入高压均质机进行均质化。
优选的：搅拌均匀后泵入高压均质机进行两级均质化，高压均质机一级压力和二级压力分别为15MPa和40MPa。
优选的：S3中的增稠剂为卡波姆、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、壳聚糖、淀粉、黄原胶、明胶、瓜尔胶、琼脂等亲水胶体中的一种或两种及以上混合物。
优选的：在S3中，按重量比例计将增稠剂与S2所得产物混合均匀进行凝胶稠化，增稠剂的重量比例为1％。
进一步地，根据上述的三元复合医用冷热敷料的制备方法可以制得综合性能优异的三元复合冷热敷料，在此基础上，可根据不同冷热疗应用场景设计冷热敷产品。
本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明制备出的三元复合医用冷热敷料具有储冷降温速度快，热敷降温时间长，且在较宽的温度范围内保持一定凝胶状粘度等特点，对传统医用冷热敷料的综合性能进行改善；本发明采用的原料均为绿色生物制造，可降低原料成本50％以上；制备方法和操作工艺简单便捷，得到的三元复合医用冷热敷料组成和物理化学性质稳定，根据不同应用场景，可广泛用于慢性肌肉骨骼疾病、创伤、事故等造成的非侵入性疼痛的治疗中。
附图说明
图1是本发明中实施例1和对比例1的储冷降温性能对比图；
图2是本发明中实施例1与对比例1的热敷降温性能对比图。
具体实施方式
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。
实施例1
一种三元复合医用冷热敷料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将单糖、有机酸、水按比例混合均匀后，单糖、有机酸和水按重量计比例为1:1:1，待用；
其中，单糖为甘油醛、赤藓糖、苏力糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、来苏糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖中的一种或两种及以上混合物；
有机酸为酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸、乙酸、柠檬酸、乳酸、丁二酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸中的一种或两种及以上混合物。
S2:将S1所得混合物加热釜中加热至80℃，搅拌均匀后泵入高压均质机进行两级均质化，高压均质机一级压力和二级压力分别为15MPa和40MPa，使水分子由体相水转变为结合水，发生反相置换反应，制得三元复合医用冷热敷料核心材料；
S3:将增稠剂与S2所得产物混合均匀进行凝胶稠化，其中，增稠剂的重量比例为1％，增稠剂为卡波姆、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、壳聚糖、淀粉、黄原胶、明胶、瓜尔胶、琼脂等亲水胶体中的一种或两种及以上混合物；
然后，进行辅料混合、制模印花、灌装、制袋操作，制得三元复合医用冷热敷料。
下面，将本实施例制得的三元复合医用冷热敷料进行储冷降温性能和热敷降温性能等测试。
储冷降温性能是在-20℃条件下测定储冷降温曲线得到的数据；
冷敷升温性能是在37℃条件下测定冷敷升温曲线得到的数据；
热敷降温性能是在微波加热10s条件下测定热敷降温曲线得到的数据；
粘度是采用博勒飞DV2T粘度计测定得到的数据；
如图1所示，三元复合医用冷热敷料在-20℃低温储存2小时即可达到-10℃以下；如图2所述，三元复合医用冷热敷料由47℃降温至35℃可延长至95分钟；在较宽的温度范围内保持一定凝胶状粘度；在-20℃～120℃温度范围内，粘度保持在67320cP～66300cP；而且，原料绿色生物制造，制备成本低，安全无污染，具有生物可降解性。
对比例1
使用目前市面传统医用冷热敷料与实施例1三元复合医用冷热敷料进行冷热性能比较。
如图1所示，传统医用冷热敷料储冷降温时间为3小时。如图2所示，传统医用冷热敷料由47℃降温至35℃时间为65分钟。在较宽的温度范围内保持一定凝胶状粘度；在-20℃～120℃温度范围内，粘度保持在66000cP～66550cP。此外，传统医用冷热敷料中主要以水和甘油为原料，近年来甘油价格和需求量走高，进口继续增加，已对国产市场占比造成影响。本发明有效解决三元复合医用冷热敷料制备工艺及技术，并实现了储冷降温性能和热敷降温性能的提升；且所用原料均为绿色制造，可降低原料成本50％以上，有非常实际的应用价值。
进一步地，根据上述的三元复合医用冷热敷料的制备方法可以制得综合性能优异的三元复合冷热敷料，在此基础上，可根据不同冷热疗应用场景设计冷热敷产品
与现有技术相比，本发明制备出的三元复合医用冷热敷料具有储冷降温速度快，热敷降温时间长，且在较宽的温度范围内保持一定凝胶状粘度等特点，对传统医用冷热敷料的综合性能进行改善；本发明采用的原料均为绿色生物制造，可降低原料成本50％以上；制备方法和操作工艺简单便捷，得到的三元复合医用冷热敷料组成和物理化学性质稳定，根据不同应用场景，可广泛用于慢性肌肉骨骼疾病、创伤、事故等造成的非侵入性疼痛的治疗中。
实施例1仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。
Claims (2)
1.一种三元复合医用冷热敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:将单糖、有机酸、水按比例混合均匀后，待用；
S2:将S1所得混合物进行均质化处理，使水分子由体相水转变为结合水，发生反相置换反应，制得三元复合医用冷热敷料核心材料；
S3:将增稠剂与S2所得产物混合均匀进行凝胶稠化，然后进行辅料混合、制模印花、灌装、制袋操作，制得三元复合医用冷热敷料；
在S1中，单糖、有机酸和水按重量计比例为1:1:1；
在S1中，单糖为甘油醛、赤藓糖、苏力糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、来苏糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖中的一种或两种及以上混合物；
在S1中，有机酸为酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸、乙酸、柠檬酸、乳酸、丁二酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸中的一种或两种及以上混合物；
在S2中，将S1所得混合物加热釜中加热至80℃，搅拌均匀后泵入高压均质机进行均质化；
搅拌均匀后泵入高压均质机进行两级均质化，高压均质机一级压力和二级压力分别为15MPa和40MPa；
S3中的增稠剂为卡波姆、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、壳聚糖、淀粉、黄原胶、明胶、瓜尔胶、琼脂亲水胶体中的一种或两种及以上混合物；
在S3中，按重量比例计将增稠剂与S2所得产物混合均匀进行凝胶稠化，增稠剂的重量比例为1%。
2.一种三元复合医用冷热敷料，其特征在于，由权利要求1所述的三元复合医用冷热敷料的制备方法制备得到。
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