CN116019970A - 高含氧水性凝胶的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高含氧水性凝胶的制造方法，该方法包括：将原水通过过滤装置，将原水经过蒸馏后加入含氧盐；将原水通过电解磁化装置以分解为小分子而得到小分子水；通过流量控制阀将小分子水及高氧液导入合成磁化反应槽中进行合成反应，将合成磁化反应槽的温度控制介于5℃至45℃之间形成高溶氧水，再加入不同种类的水溶性高分子并搅拌以形成氧化还原电位为500mV±20％的高含氧性凝胶。借此，本发明的制造方法所获得的高含氧水性凝胶，可达到无需使用药物即可加速各型伤口愈合，可增长疗效并减少表皮刺激副作用的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种高含氧水性凝胶的制造方法，特别涉及一种可加速各型伤口愈合的高含氧水性凝胶的制造方法。
背景技术
在人体水份占70％、氨基酸占25％及其他物质占5％，氧占我们的身体65％，因此身体的95％组成都与氧有密切的关系。只要有足够的氧就能让身体的细胞、水份形成良性的循环，人体如同一个小宇宙，60兆细胞里的粒线体就是身体的发电机，如同太阳一样发光发热，提供全身细胞所需要的动能，科学家证实粒线体的能量来源90％来自于氧，而水与食物只占了10％，氧就像磁铁一样吸引着氢成为水，吸引着碳、氢、氮成为氨基酸，简单的说就是身体组成的结构，同时也是干细胞及生长因子的重要促进物质。因此，当我们每天饮用氧、矿物质、微量元素及山泉水等，只要补充足够的氧就能提供粒腺体能量，每天将身体的废物排出并更新身体的水份、细胞、氨基酸、蛋白质等组织，氧让我们保持着身体的丰润、弹力、气色及细胞的更新与代谢。
其次，在医疗处理上医护人员在处理伤口时，若进行干性愈合具有下列缺点，使创面局部容易脱水形成结痂，且结痂造容易造成伤口疼痛；生物活性丢失，愈合速度缓慢；渗漏快速，需频繁更换敷料；敷料与伤口新生肉芽组织黏连，更换敷料时会损伤创面；以及创面与外界无阻隔性屏障，交叉感染的机会增加。1963 年喜门(Hinman)与美巴克(Maibnch)以人体实验证实，人身上的湿润伤口也比干燥伤口湿润疗创愈合得快，经由许多研究指出目前公认湿润伤口的愈合速度较干燥伤口快约1.5倍，也因此开发对应的保湿性敷料成了风潮。
有鉴于此，本发明人致力于将保湿性敷料与高浓度氧结合可形成高黏度的胶体，组成一种含有大量水分的网状高分子胶体，具黏着性与良好的吸水性。本发明人投入众多研发能量与精神，不断于本领域突破及创新，盼能以新颖的技术手段解决现有技术中的不足，除带给社会更为良善的产品，亦促进产业发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高含氧水性凝胶的制造方法，通过该制造方法所制得的高含氧水性凝胶具有抗炎性反应及伤口平整功效，进而减轻瘢痕形成、预防伤口异常愈合并达到加速伤口愈合的目的。
为达成上述目的，本发明提供一种高含氧水性凝胶的制造方法，该方法包含如下步骤：
提供一原水；
加入一混凝剂于该原水中，使该原水中的胶体固体与该混凝剂混凝，同时使该原水的悬浮固体与该混凝剂胶凝而形成胶羽，通过自然重力作用将该原水中的该胶羽予以分离，并经过一多孔滤料介质将该原水中的一微细悬浮固体物去除，再将该原水经过蒸馏后加入一含氧盐；
将混有该含氧盐的该原水通过一电解磁化装置，将该原水的分子分解为小分子而得到一含氢、氧的小分子水；
通过一流量控制阀将该小分子水及一高氧液导入一合成磁化反应槽中以进行一合成反应，使该小分子水及该高氧液于该合成磁化反应槽内，将该合成磁化反应槽控制的作业环境温度介于5℃至45℃之间，并对该小分子水施予介于 2kg/cm2至5kg/cm2之间的压力，控制作业时间为30～90分钟，以形成氧化还原电位为850mV±20％含氧量的一高溶氧水；以及
将高溶氧水加热至40～60℃，接着加入一水溶性高分子及一微量元素并搅拌 1～3小时，搅拌转速控制在200～600转/分，再于真空状态下搅拌2～4小时，以形成氧化还原电位为500mV±20％的一高含氧水性凝胶；
其中，以占该高含氧水性凝胶的总重量百分比计包含：59.45～93.39％的水、 5.0～10.0％的氧、1.5～30％的水溶性高分子及0.11～0.55％的微量元素。
于本发明的高含氧水性凝胶的制造方法中，该水溶性高分子选自于由海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮及羧甲基纤维素钠所组成的群组。
于本发明的高含氧水性凝胶的制造方法中，该水溶性高分子以占该高含氧性凝胶的总重量百分比计包含：0.5～10％的海藻酸钠、0.5～10％的聚乙烯吡咯烷酮及 0.5～10％的羧甲基纤维素钠。
于本发明的高含氧水性凝胶的制造方法中，该微量元素以占该高含氧性凝胶的总重量百分比计包含：0.1～0.5％的锌及0.01～0.05％的铬，锌是胶原蛋白合成的必要元素，可调节皮脂分泌，改善青春痘、粉刺，抗自由基，并具有可预防落发、秃头的功效。
于本发明的高含氧水性凝胶的制造方法中，该流量控制阀将该小分子水的流速控制为1000～10000L/min，该高氧液的流速控制为3～5L/min。
于本发明的高含氧水性凝胶的制造方法中，将混有含氧盐的原水通过紫外线杀菌2～10秒后再通过所述电解磁化装置。
附图说明
图1为本发明高含氧水性凝胶的制造方法的流程图；
图2为本发明实施例1高含氧水性凝胶的制备系统；以及
图3为本发明实施例2高含氧水性凝胶的制备系统。
符号说明：
11 化学药剂添加槽
12 沉淀槽
13 过滤装置
14 电解磁化装置
15 流量控制阀
1541 高氧液
1511 高纯氧气
1512 储液槽
161 水溶性高分子
162 微量元素
16 合成磁化反应槽
17 杀菌装置
具体实施方式
以下借由具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。此外，本发明亦可借由其他不同具体实施例加以施行或应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
实施例1
请参照图1及图2，图1为本发明高含氧水性凝胶的制造方法的流程图；及图2为本发明实施例1高含氧水性凝胶的制备系统。
如图1及图2所示，本发明提供一种高含氧水性凝胶的制造方法，该方法包含：
步骤S1：提供一原水。
步骤S2：于该原水中加入一混凝剂，使该原水中的胶体固体与该混凝剂混凝，同时使该原水的悬浮固体与该混凝剂胶凝而形成胶羽。
步骤S3：将该原水导入一沉淀槽12中，借由自然重力作用将该原水中的该胶羽予以分离，并经过一过滤装置13，该过滤装置为一多孔滤料介质将该原水中的一微细悬浮固体物去除，再将该原水经过蒸馏后加入一含氧盐；其中，该多孔滤料介质为具有孔径介于0.01μM至1.5μM之间的滤心的超过滤膜。
步骤S4：将混合有含氧盐的该原水通过一电解磁化装置14，将该原水的分子分解为小分子而得到一含氢、氧的小分子水；其中，该电解磁化装置14为电子磁化水生成器，该电子磁化水生成包括一线圈、一人造磁石或一天然磁石。
步骤S5：该小分子水通过一流量控制阀15控制流速为1000～10000L/min后导入合成磁化反应槽16中，同时一含氧的高氧液151通过该流量控制阀15控制流速为3～5L/min后导入该合成磁化反应槽16中，以进行一合成反应；其中，将该合成磁化反应槽16控制在一作业环境温度介于5℃至45℃之间，并对该小分子水施予介于2kg/cm2至5kg/cm2之间的压力，使该高氧液加入该小分子水中后使该高氧液中的氧分子与该小水分子进行包覆结合，控制作业时间为30～90 分钟之间以形成每公升约500～1000PPM含氧量的高溶氧水；其中，该高氧液106 为将一高纯氧气1511通入一蒸馏水或一矿泉水中，即使该高纯氧气1511溶入并混合至具有该蒸馏水或该矿泉水的一储液槽1512中形成。
步骤S6：将高溶氧水加热至40～60℃，加入一水溶性高分子161及一微量元素162并搅拌1～3小时，搅拌转速控制在200～600转/分，再于真空状态下搅拌 2～4小时，以形成氧化还原电位为500mV±20％的一高含氧水性凝胶；其中，以占该高含氧水性凝胶的总重量百分比计包含：59.45～93.39％的水、5.0～10.0％的氧、 0.5～10％的海藻酸钠、0.5～10％的聚乙烯吡咯烷酮、0.5～10％的羧甲基纤维素钠、 0.1～0.5％的锌及0.01～0.05％的铬。
本发明的高含氧水性凝胶采用三维网状水性凝胶分子技术，该技术特征在于水凝胶高分子互相连结，形成空间网状结构，在网状结构的孔隙中充满了液体。发生交联反应的凝胶，由于形成共价交联网路，凝胶特性表现为溶胀而不溶解。由于水凝胶大量的亲水基团，能够吸收并保持大量水分，因此，本发明的高含氧水性凝胶具有优良的生物兼容性、生物可降解性且容易合成，对低分子溶质具有良好的透过性。其次，本发明的高含氧水性凝胶系为一凝胶包覆剂型，主要原理是利用多种高分子聚合物形成包覆氧气的三维结构，网状胶孔释放的氧气以支持细胞在缺氧条件下存活并维持氧气释放至少两周，是一种无需使用药物即可加速各型伤口愈合的有效治疗方法。
此外，伤口愈合过程分为炎症期、增生期和成熟期等三个阶段，氧气在每个阶段都是不可或缺的角色。T细胞和B细胞等免疫细胞在炎症期消耗氧气以吞噬消灭入侵细菌，纤维母细胞则开始增生并移动到伤口处。进入增生期后，因之前大量耗氧，组织出现短暂缺氧，纤维母细胞就吸引邻近血管形成心血管输送氧气，并分泌更多胶原蛋白填补伤口；上皮细胞也开始变形移动到肉芽组织上面，将伤口覆盖，粒线体供应细胞运作所需能量等过程，直至成熟期伤口收缩复原，都需要足够氧气协助。水凝胶中包覆的氧分子，经由细胞上的酶分解包覆物释放氧，氧的持续释放增加了角质形成细胞及真皮层纤维细胞的存活、迁移和旁分泌作用，促进了伤口中血管生成生长因素的表达和血管生成，并降低促进组织炎细胞因素的表达。该高含氧水性凝胶在不使用药物的情况下，仅持续氧合就可以加速伤口愈合。
该高含氧水性凝胶的稳定性测试：定时量测该高含氧水性凝胶的含氧量随着时间的变化状态，结果如表1所示。
表1
伤口愈合测试
实验动物
实验中所使用是8周大雄性纽西兰大白兔，体重约为2000～2500g。所有的实验动物被饲养于室温维持在22℃以及相对湿度维持在45％的独立空调的动物房内，而且水分与饲料被充分地供给。在实验之前，给予动物至少4周的期间去适应环境。有关实验动物的饲养环境、处理以及一切实验程序均符合实验动物饲养管理及使用规范(Guide for theCare and Use of Laboratory Animals)。
皮肤伤口的形成
将纽西兰大白兔的背侧部分进行剃毛，然后以碘酒以及70％酒精予以消毒后，使用手术刀于纽西兰大白兔的背部的切出具有一约为2cm×2cm的面积大小以及约为2～3mm的深度的皮肤伤口。
高含氧水性凝胶成分含量
实验组1：该高含氧水性凝胶的总重量百分比计包含：85％的水、5.0％的氧、3.0％的海藻酸钠、3.45％的聚乙烯吡咯烷酮及3.0％的羧甲基纤维素钠、0.5％的锌及0.05％的铬。
实验组2：该高含氧水性凝胶的总重量百分比计包含：80％的水、10.0％的氧、3.0％的海藻酸钠、3.45％的聚乙烯吡咯烷酮及3.0％的羧甲基纤维素钠、0.5％的锌及0.05％的铬。
对照组1：该高含氧水性凝胶的总重量百分比计包含：85％的水、5.0％的氧、3.0％的海藻酸钠、3.45％的聚乙烯吡咯烷酮及3.0％的羧甲基纤维素钠、0.5％的锌及0.05％的铬。
对照组2：该高含氧水性凝胶的总重量百分比计包含：80％的水、10.0％的氧、3.0％的海藻酸钠、3.45％的聚乙烯吡咯烷酮及3.0％的羧甲基纤维素钠、0.5％的锌及0.05％的铬。
高含氧水性凝胶的施用
纽西兰大白兔被随机地分成2个实验组以及2个对照组，其中各组的纽西兰大白兔是依照上述的方法来形成皮肤伤口；接着，实验组1及2的纽西兰大白兔的皮肤伤口分别被施用以依据上述实验组1及2高含氧水性凝胶，并在动物的伤口上覆盖聚氨酯(polyurethane,PU)防水薄膜以保持湿润。而对照组1及2的纽西兰大白兔依照上述的方法来形成皮肤伤口；接着，对照组1及2的纽西兰大白兔的皮肤伤口分别被施用以依据上述对照组1及2高含氧水性凝胶。实验被进行总共历时14天，在施用敷料之后的第1、5、8、11及14天之时，分别对各组纽西兰大白兔的伤口面积进行测量，结果如下表2所示。
表2
实验组1及实验组2的差异在于氧含量，实验组2的氧含量高于实验组1，由上表可知，高氧含量提高了伤口闭合率。其次，实验组1及实验组2在动物的伤口上覆盖聚氨酯防水薄膜以保持伤口湿润，而对照组1及对照组2并未在动物的伤口上覆盖聚氨酯防水薄膜，由上表可知，伤口在湿性环境下愈合速度更快。综上所述，伤口湿性愈合具有以下优势，首先，有利于坏死组织与纤维蛋白的溶解，湿性环境下，伤口渗出液中的组织蛋白溶解酶，可促进坏死组织的溶解与吸收。其次，调节创面氧张力，促进毛细血管形成，低氧环境刺激毛细血管增生，有利于上皮细胞与胶原生成。再者，促进渗液中多种生长因子的释放，保留在创面中的渗液释放并启动多种酶和酶的活化因子，渗液还能有效地维持细胞的存活，促进多种生长因子的释放，刺激细胞增殖。此外，保持创面恒温，加快细胞分裂，促进创面愈合，局部湿润、减低结痂形成，避免新生肉芽组织机械性损伤，减少更换敷料时损伤和疼痛；保护创面神经末梢，减少疼痛。又，封闭性保湿环境，敷料形成屏障，感染机会下降，密闭状态下的微酸环境，抑制细菌生长，有利于白细胞繁殖及发挥功能。
以本发明的高含氧水性凝胶的制造方法所制成的该高含氧水性凝胶具有羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮与海藻酸钠的特性可形成高黏度的胶体，组成一种含有大量水分的网状高分子胶体，具黏着性与良好的吸水性；胶体与体表面接触时可发生反覆水合作用，具有向表面提供水分与吸收渗液的双重功能，借以控制出血或体液流失。羧甲基纤维素钠亲水基团吸收水分后变成凝胶状附着在血管创面，膨胀后形成凝胶层，达成伤口止血。其次，该高含氧水性凝胶在伤口表面形成保护层，无色透明，高含水性；借以维持伤口湿润，避免摩擦、刺激伤口，不伤害新生肉芽组织，减少二次损伤。由于羧甲基纤维素钠具有酸性的羧基与血红蛋白中的Fe2+结合，形成棕色黏性胶块，以达到封闭毛细血管末端而止血。此外，凝胶体对血小板亦有黏附及聚集作用，可以加速凝血。
实施例2
请参照图3，图3为本发明实施例2高含氧水性凝胶的制备系统。
如图3所示，实施例2与实施例1的步骤大致相同，不同处在于：在实施例 2中，将该原水通过该电解磁化装置14的步骤前，更包括通过一杀菌装置17对该原水进行杀菌步骤，该杀菌装置17为紫外线灯管，将该紫外线灯管照射原水2～ 10秒的时间。
综上所述，根据本发明的高含氧水性凝胶的制造方法，可同时控制作业环境温度、小水分子的压力、高氧液、小水分子的流速，以及高氧液、小水分子、水溶性高分子及微量元素的含量以及该作业时间以达到优化效益。此外，本发明的高含氧水性凝胶的制造方法是利用电解磁化装置以达到水的磁化，磁化的水其分子团较小，磁化后的水为六个水分子所组成的分子团，远小于正常水体由二十余个水分子组成的水分子团，所以适合人体吸收。本发明的高含氧水性凝胶的制造方法所制成的高含氧水性凝胶具有抗炎性反应及伤口平整功效，进而可达到加速伤口愈合的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内，合予陈明。
Claims (6)
1.一种高含氧性凝胶的制造方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：
提供一原水；
于该原水中加入一混凝剂，使该原水中的胶体固体与该混凝剂混凝，同时使该原水的悬浮固体与该混凝剂胶凝而形成胶羽，通过自然重力作用将该原水中的该胶羽予以分离，并经过一多孔滤料介质将该原水中的一微细悬浮固体物去除，再将该原水经过蒸馏后加入一含氧盐；
将混有该含氧盐的该原水通过一电解磁化装置，将该原水的分子分解为小分子而得到一含氢、氧的小分子水；
通过一流量控制阀将该小分子水及一高氧液导入一合成磁化反应槽中以进行一合成反应，使该小分子水及该高氧液于该合成磁化反应槽内，将该合成磁化反应槽控制的作业环境温度介于5℃至45℃之间，并对该小分子水施予一压力介于2kg/cm2至5kg/cm2之间的高压，控制作业时间为30～90分钟，以形成氧化还原电位为850mV±20％含氧量的一高溶氧水；以及
将高溶氧水加热至40～60℃，加入一水溶性高分子及一微量元素并搅拌1～3小时，搅拌转速控制在200～600转/分，再于真空状态下搅拌2～4小时，以形成氧化还原电位为500mV±20％的一高含氧水性凝胶；
其中，以占该高含氧水性凝胶的总重量百分比计包含：59.45～93.39％的水、5.0～10.0％的氧、1.5～30％的水溶性高分子及0.11～0.55％的微量元素。
2.如权利要求1所述的高含氧水性凝胶的制造方法，其特征在于，该水溶性高分子选自于由海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮及羧甲基纤维素钠所组成的群组。
3.如权利要求2所述的高含氧水性凝胶的制造方法，其特征在于，该水溶性高分子以占该高含氧性凝胶的总重量百分比计包含：0.5～10％的海藻酸钠、0.5～10％的聚乙烯吡咯烷酮及0.5～10％的羧甲基纤维素钠。
4.如权利要求1所述的高含氧性凝胶的制造方法，其特征在于，该微量元素以占该高含氧性凝胶的总重量百分比计包含：0.1～0.5％的锌及0.01～0.05％的铬。
5.如权利要求1所述的高含氧水性凝胶的制造方法，其特征在于，该流量控制阀将该小分子水的流速控制为1000～10000L/min，该高氧液的流速控制为3～5L/min。
6.如权利要求1所述的高含氧精华液的制造方法，其特征在于，将混有含氧盐的原水通过紫外线杀菌2～10秒后再通过所述电解磁化装置。
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