DE2806509A1 - Gipsmischung fuer medizinische stuetzverbaende - Google Patents

Gipsmischung fuer medizinische stuetzverbaende

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DE2806509A1 DE19782806509 DE2806509A DE2806509A1 DE 2806509 A1 DE2806509 A1 DE 2806509A1 DE 19782806509 DE19782806509 DE 19782806509 DE 2806509 A DE2806509 A DE 2806509A DE 2806509 A1 DE2806509 A1 DE 2806509A1
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Description

28Ü65Q9
Beiersdorf Aktiengesellschaft Hamburg
Gipsmischung für medizinische Stützverbände
Die Erfindung betrifft eine Gipsmischung, welche sich insbesondere für die Herstellung von versteifenden Stützverbänden für medizinische Zwecke eignet.
Für die Herstellung derartiger Verbände sind bereits zahlreiche Streichmassen auf der Basis von Gips oder Vorprodukte auf der Grundlage synthetischer Substanzen, welche sich in erster Linie durch Polymerisation, Kondensation oder Verdunsten von erweichenden Lösungsmitteln nach Anlegen des Verbandes verfestigen, vorgeschlagen und angewendet worden.
Mit dem Ziel, den sich gegenüber den synthetischen Produkten insbesondere durch eine gute Modellierbarkeit und Hautverträglichkeit auszeichnenden Gips wasserunempfindlicher, stabiler und durch Materialeinsparung bis zu einem gewissen Grade leichter zu machen, wurden diesem ebenfalls schon die verschiedensten monomeren und polymeren Substanzen gelöst, emulgiert oder trocken zugegeben.
Trotz beachtlicher Fortschritte der Verbandstofftechnik erfüllen jedoch die bekannten Produkte nicht alle an sie gestellten Anforderungen. D.h., es besteht nach wie vor ein praktisches Bedürfnis nach Beschichtungsmassen für die Herstellung von versteifenden Verbänden, welche unter Beibehaltung der bewährten Eigenschaften des Gipses diesen deutlich verbessern und zwar sowohl hinsichtlich seiner mechanischen
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-jr-
Belastbarkeit und Wasserfestigkeit als auch vor allem seines Gewichtes.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Gipsmischung, welche sich insbesondere für die Herstellung von versteifenden Stützverbänden für medizinische Zwecke eignet, aus
a) 55 - 97 Gew.-% gebranntem Gips
b) 3-30 Gew.-% hochvernetztem, feindispersem Vinylester-
pulver mit einem in Essigester unlöslichen Anteil von mehr als 50 %
c) 0-12 Gew.-% zelligem oder porösem Leichtfüllstoff mit
einem Schüttgewicht von bis zu 0,1 g/cm
sowie gegebenenfalls weiteren geringen Mengen an üblichen Zusatz- und/oder Hilfsstoffen.
Als Gips-Komponente des erfindungsgemäßen Gemisches lassen sich die sehne11-abbindend en, für diesen Zweck üblichen gebrannten Gips-Typen, die im wesentlichen als Gips-Halbhydrat vorliegen, einsetzen, wobei bekanntlich für die gute Modellierbarkeit in erster Linie der Feinheitsgrad des Produktes ausschlaggebend ist. Da der Abbindevorgang exotherm ist, werden außerdem solche Typen bevorzugt, bei denen die Wärmeabgabe trotz der kurzen Abbindezeit nur langsam erfolgt und deshalb zu keinen Gewebeschädigungen führt.
Die Auswahl der polymeren Komponente b) ist dagegen von erfindungswesentlicher Bedeutung, da nur hochvernetzte, notwendigerweise in Wasser redispergierbare Polyvinylester pulverförmiger Konsistenz die Festigkeit, d.h. die Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit, sowie die Beständigkeit der abgebundenen Gipsmischung gegenüber Einwirkung von Feuchtigkeit in dem erforderlichen Maße erhöhen. Die Steigerung der Schlagzähigkeit beträgt je nach zugesetzter Menge bis zu 100 % und ermöglicht dadurch eine Verringerung des anzulegenden Verbandes in ent-
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sprechendem Umfang. Die Steigerung der Biegefestigkeit beträgt bis zu 25 %y jeweils bezogen auf den Gips ohne Zusätze. Diese ausgezeichnete Verbesserung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Gipses wird durch andere, unvernetzte oder weniger stark vernetzte Polyvinylesterpulver nur in sehr viel geringerem Maße erreicht. So kann man die Schlagzähigkeit durch weniger stark vernetzte oder unvernetzte PoIyvinylacetatpulver maximal um 20 % und die Biegefestigkeit maximal um 6 % steigern.
Vorzugsweise werden hochvernetzte Mischpolymerisate aus Vinylacetat und Vinylester höherer Carbonsäuren eingesetzt. Besonders vorteilhaft haben sich dabei in der Praxis Mischpolymerisate aus Vinylacetat und Vinylestern der Versaticsäuren, welche in bekannter Weise mit difunktionellen Verbindungen vernetzt sind, bewährt. Der Vernetzungsgrad der Polymerisate, der über ihre Löslichkeit in Essigester bestimmt wurde, sollte vorzugsweise einen unlöslichen Anteil von mindestens 60 %, insbesondere von 65 % ergeben.
Durch den Zusatz der hochvernetzten pulverförmigen Polyvinylester läßt sich das Gewicht der aus den erfindungsgemäßen Gipsmischungen hergestellten Verbände in mehrfacher Hinsicht senken. Da die pulverförmigen Produkte spezifisch leichter sind als abgebundener Gips, wird das Gewicht der Mischungen entsprechend dem Ersatz von Gips durch die Polymeren reduziert. Die starke Erhöhung der Schlagzähigkeit erlaubt es außerdem, bei gleicher Belastbarkeit der Stützverbände, diese mit wesentlich geringerer Dicke und damit für den Patienten weniger belästigend anzulegen.
Zusätzlich läßt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Dichte und dadurch das Gewicht der Gipsmischung noch weiter verringern durch Zumischen von sog.
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Leichtfüllstoffen, d.h. Produkten mit einem Schüttgewicht bis zu 0,1 g/cm . Wesentlich ist dabei, daß die Herabsetzung der Dichte des Gipses auch im abgebundenen Zustand erhalten bleibt. Es eignen sich beispielsweise keine Füllstoffe, deren geringe Dichte aufgrund einer faser-, fieder- oder sternförmigen Struktur erzielt wird. In einen derartigen Füllstoff dringen beim Abbinden die wachsenden Gipskristallnadeln verdichtend ein und der beabsichtigte Effekt wird nicht erreicht. Deshalb werden solche anorganischen oder organischen Produkte bevorzugt, die ihre Leichtigkeit durch eine zellige oder hohikugelartige Struktur erhalten. Die mechanische Stabilität dieser Leichtfüllstoffe sollte dabei so groß sein, daß ihre Struktur auch nach dem Verarbeiten erhalten bleibt, außerdem sollen sie in dem zum Auftragen benötigten organischen Dispergiermittel nicht löslich sein.
Besonders gut haben sich Glashohlkugeln mit einem geringen Teilchendurchmesser von ca. 50 bis 150/u sowie Polyurethanbzw. Polyharnstoffhohlkugeln als Füllstoffe bewährt.
Jedoch lassen sich auch Hohlperlen aus zahlreichen anderen Rohstoffen verwenden, sofern diese physiologisch unbedenklich und vollkommen hautverträglich sind, keine störenden Wechselwirkungen mit dem Vinylesterpulver und dem Gips eingehen sowie dessen gute Verarbeitbarkeit nicht beeinträchtigen.
Als derartige weitere Ausgangssubstanzen kommen beispielsweise Polyolefine, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyisobutylen und deren Mischpolymerisate, Polyviny!verbindungen, wie Acrylsäurederivate, Vinyliden-Acrylnitril-Copolymere, Polystyrol oder Styrol-Butadien-Blockmischpolymere, Polyamide oder geeignete hochmolekulare Naturprodukte wie Zellulose und deren Derivate in Frage. Auch anorganische Produkte wie Perlit, ein
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lockeres Pulver vulkanischen Ursprungs, oder Quarz-Hohlperlen können eingesetzt werden.
Um Ήβ Trooknungszeit der Gipsverbände nicht unnötig zu verlängern, sollten die Hohlperlen eine weitgehend wasserundurchlässige Außenhaut besitzen, so daß sie sich beim Durchfeuchten der Binden vor dem Gebrauch nicht mit Wasser vollsaugen können, auch dürfen sie in dem zur Herstellung von gestrichenen Binden verwendeten organischen Dispergiermittel oder Dispergiermittelgemisch nicht quellbar oder löslich sein.
Durch den Zusatz der Leichtfüllstoffe wird in erwünschter Weise zwar die Dichte der Gipsmischung sehr stark herabgesetzt, jedoch gleichzeitig unvermeidlich die Festigkeit des Gipses, gemessen als Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit, beeinträchtigt, Die Beeinträchtigung erfolgt annähernd linear zur Abnahme der Dichte. Diese negativen Auswirkungen können die erfindungsgemäß zugesetzten Vinylester bis zu einem solchen Grade ausgleichen, daß in den angegebenen Grenzen nach der Aushärtung ein mechanisch äußerst stabiler und sehr leichter, luftdurchlässiger Gipsverband erhalten wird, der in seinen mechanischen Eigenschaften den handelsüblichen Gipsverbänden gleicht, jedoch eine bis zu 4-0 % geringere Dichte aufweist. Mit geringer vernetzten oder unvernetzten Polyvinylacetatpulvern gelingt diese Kompensation nicht.
Die neuartigen Gipsbinden erlauben es, Stützverbände insbesondere bei Kindern und Kleintieren an Stellen anzulegen, an denen dies bisher mit den herkömmlichen Binden aufgrund ihres Gewichtes und ihrer nicht unterschreitbaren Dicke nicht möglich war.
Unter den weiteren Zusatz- und/oder Hilfsstoffen sind solche Verbindungen zu verstehen, die üblicherweise in erster Linie als Verarbeitungshilfsmittel zugesetzt werden. Das sind
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beispielsweise Bindemittel wie Polyvinylalkohol, Gelatine, Dextrin, Stärke, Tragant, Carboxymethylcellulose und andere Cellulose-Derivate, ferner Dispergiermittel wie Polyvinylpyrrolidon oder Polyoxyäthylentriglyzerid, die die Gipsmischung vor der Verarbeitung in dem Lösungsmittel homogen verteilt halten und verhindern, daß es zu einem Absetzen des Gipses oder einem Aufschwemmen der Leichtfüllstoffe kommt. Hierzu sind ferner gegebenenfalls Farbstoffe, Verdickungsmittel, Desinfektionsmittel oder auch Abbindebeschleuniger für den Gips zu rechnen.
Die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Gipsmischung zu Gipsbinden für die Herstellung versteifender Stützverbände kann in bekannter Weise erfolgen, indem die Mischung auf das Trägermaterial nur gestreut wird oder besser mit einem leichtflüchtigen organischen, wasserfreien Lösungsmittel versetzt und als dicke Dispersion ausgestrichen wird. Die gestrichene Binde wird dann bei mäßiger Wärme getrocknet, wobei nach dem Verdunsten des Lösungsmittels das Bindemittel die Gipsmischung auf der Unterlage fixiert.
Als Trägermaterial für die Gipsmischung können die gebräuchlichen unelastischen oder bis zu einem gewissen Grade auch elastischen Gewebe, vorzugsweise Mull, oder ungewebten textilartigen Vliese eingesetzt werden, sofern sie genügend schmiegsam sowie wasserdampf- und luftdurchlässig sind.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern sowie ihre vorteilhaften Eigenschaften vergleichend darstellen..
Zur Untersuchung der Eigenschaften und für die Vergleichsmessungen wurden die Gipsmischungen mit Wasser versetzt und in Formen eingestrichen, so daß nach dem Erhärten Stäbe von 12 cm Länge, 1,5 cm Breite und 1,0 cm Höhe (DIN-Normstäbe, 18 cnr Volumen) entstanden. Die Stäbe wurden nach dem Erhärten und
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Trocknen gewogen und aus dem Gewicht die Dichte ermittelt.
Zur Prüfung der mechanischen Festigkeit wurde die Schlagzähigkeit der Stäbe mit dem Schlagbiegeversuch gemäß Dili 55 und die Biegefestigkeit mit dem Biegeversuch gemäß DIN 53 452 bestimmt.
Beispiele 1-6
und Vergleichsbeispiel a
Es wurden verschiedene Mischungen aus reinem, gebranntem Gips (Hersteller Pa. Merck) und hochvernetztem Polyvinylacetat-Dispersionspulver (65 % unlöslicher Anteil in Essigester) im jeweils angegebenen Mischungsverhältnis hergestellt, mit je 100 ml Wasser verrührt und zu Normstäben verarbeitet. Nach dem Trocknen und Aushärten wurde ihre Schlagzähigkeit, Biegefestigkeit und Dichte gemessen und der Mittelwert aus je 5 Messungen angegeben.
Tabelle 1
Bspl. Gips
(s) 		PVA-PuIver
(g)		 Schlagzähigkeit
(J/m2)		 Biegefestig
keit (N/mm2;		 ■ Dichte
ι (g/cm '
1 155,2
97 %		 4,8
5 %		 550 5,05 1,227
2 150,4
94 %		 9,6
6 %		 621 4,83 1,165
3 145,6
91 %		 14,4
9 %		 711 4,69 1,15
U 140,8
88 %		 19,2
12 %		 8 ?4 4,46 1,095
128,0
80 %		 52,0
20 %		 984 4,01 1,041
6 112,0
70 %		 48,0
30 %		 1046 3,06 0,94
a 160,0
^00 %		 0
0 % 		540 4,16
- 9 - 		1,199
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-χ -
Vergleichsbeispiele b - f
Wie für die Beispiele 1-6 beschrieben, wurden Stäbe aus gebranntem Gips und PVA-Dispersionspulver hergestellt und vermessen. Anstatt erfindungsgemäß hochvernetztem Polyvinylacetat wurde jedoch weniger stark vernetztes eingesetzt. Die Messungen zeigen, daß diese Polymeren den Gips in deutlich geringerem Maße verstärken.
Tabelle 2
Bspl. Gips PVA-Pulver Schlagzähigkeit Biegefestigkeit
(g) (g) (J/m2) (N/mm2)
b 152
95 % 		8 g A 555 4,41
C 144
90 %		 16 g A
10 %		 539 3,81
d 128
80 %		 32 κ Α
20 %		 621 3,70
e 144
90 %		 16 g B
10 %		 531 3,97
f 120 .
75 % 		4OgB
25 %		 670 %27
A = Polyvinylacetat-Dispersionspulver mit 35 % unlöslichem
Anteil
B = Polyvinylacetat-Dispersionspulver mit 41,5 % unlöslichem Anteil
- 10 -
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Beispiele 7-17
Es wurden, wie für die Beispiele 1-6 beschrieben, Stäbe aus gebranntem Gips, hochvernetztem PVA-Pulver und Polyurethanhohlperlen (Schuttgewicht 0,02) sowie mit Glashohlkugeln (Schüttgewicht 0,08?) hergestellt und vermessen. In den Beispielen 11 und 12 wurden dabei beim Anrühren 120 bzw. 150 ml Wasser zugesetzt anstatt 100 ml.
Man erkennt, daß die Gipsmischungen im Vergleich zu den folgenden Beispielen g - m sehr viel höhere Schlagzähigkeiten aufweisen.
Tabelle 5
Bspl. Gips PVA-Pulvei PU-Füllstoff Dichte .n 0,827 Schlagzähigkeit
(β) (g) (g) (g/cm5] (J/m2)
7 140,8 9,6 9,6 0,705 0,788 629
88 % 6 % 6 %
8 157,6 11,2 11,2 0,652 0,775 589
86 % 7% 7 %
9 116,8 52,0 11,2 0,602 0,764 850
75 % 20 % 7 %
10 100,8 48,0 11,2 0,576 0,760 -1128
65 % 50 % 7 %
11 125,2 24,0 12,8 0,572 705
77 % 15 % 8 %
12 112,0 52,0 16,0 0,469 866
70 % 20 % 10 %
Glashohlkuge!
(s)
9,6
1* 1^0,8 9,6 6 % 585
88 % 6 % 14,4
14 146,0 1,6 9 % 565
90 % 1 % 14,4
15 141,6 4,0 9 % 582
88,5# 2,5 % 14,4
16 157,6 8,0 9 % 627
86 % 5% 14,4
17 1 ?1,2 14,4 9 % 605
82 % 9 %
- 11 -
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Vergleichsbeispiele g - m
Für diese Vergleichsbeispiele wurden Normstäbe nur aus einem Gips/Füllstoff-Gemisch hergestellt und wie üblich vermessen. Die Meßwerte zeigen, ttfie durch die Leichtfüllstoffe zwar die Dichte sehr stark herabgesetzt, gleichzeitig aber auch die Schlagzähigkeit und Biegefestigkeit deutlich beeinträchtigt wird.
Tabelle 4
Bspl. Gips
(g)		 Füllstoff
(g)		 g C Dichte
(g/cnr)		 S ch 1ag ζ ähigke it
(J/m2)
g 155,2
97 %		 4,8
3 %		 g C 0,918 474
h 150,4
94 %		 9,6
6 %		 g G 0,730 368
1 145,6
91 %		 14,4
9 %		 g C 0,534 302
k 140,8
88 %		 19,2
12 %		 S D 0,432 270
1 150,4
94 %		 9,6
6 %		 g E 0,913 424
m 145,6
. 91 %		 14,4
9 %		 0,849 305
G = Polyurethanhohlperlen-Pulver (Schüttgewicht 0,02) D = Perlit K 1f - anorganisches, lockeres Pulver vulkanischen
Ursprungs (Schuttgewicht 0,055)
E = Glashohlkugeln (Schüttgewicht 0,082)
- 12 -
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Beispiele 18 - 27 und Vergleichsbeispiele η - ρ
Wir für die Beispiele 1-6 beschrieben, wurden Normstäbe der angegebenen Zusammensetzung hergestellt und nach der Aushärtung deren Wasserfestigkeit gemessen. Hierfür wurden die Stäbe wie bei der DünnschichtChromatographie in eine Glaskammer gestellt, deren Boden 1 cm hoch mit Wasser bedeckt war, und die Steighöhe des Wassers pro Zeiteinheit bestimmt.
Tabelle 5
Bspl. Gips
(SO 		PU
(%)		 PVA
(%)		 Hilfs-
stoffe
(%)		 Mischung/
H2O (g)		 Steig
höhe
( cm)		 Zeit
(Std)		 Steigge-
schwindigk.
(cm/h)
18 8S,3 7 7 0,7 160/140 7,5 6 1,25
19 86 10 3 1 160/140 10 3,5 2,9
20 79,5 10 10 0,5 160/140 1 6 0,16
21 81 7 10 2 160/110 3 6 0,5
22 86,5 3 10 0,5 160/100 5,5 6 0,92
2? 73 7 20 - 160/100 2 6 0,33
24 63 7 30 - 160/100 0 6 0
25 97 0 3 - 160/100 2 2,33 4,29
26 91 0 9 - 160/100 10 6 1,6
27 88 0 12 - 160/100 2 6 0,33
η 97 X 0 - 160/100 10 6 6,67
O 91 9 0 - 160/140 10 0,75 13,33
P 88 12 0 - 160/160 10 0,80 12,5
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Claims (2)

Patentansprüche
1. Gipsmischung, insbesondere für die Herstellung von versteifenden Stützverbänden für medizinische Zwecke, aus
a) 55 - 9? Gew.-% gebranntem Gips
b) 3-30 Gew.-% hochvernetztem, feindispersem Vinylester-
pulver mit einem in Essigester unlöslichen Anteil von mehr als 50 %
c) 0-12 Gew.-% zelligem oder porösem Leichtfüllstoff mit
einem Schüttgewicht von bis zu 0,1 g/cnr
sowie gegebenenfalls weiteren geringen Mengen an üblichen Zusatz- und/oder Hilfsstoffen.
2. Gipsmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente b) ein wasserdispergierbares, pulverförmiges, mit difunktionellen Verbindungen vernetztes Mischpolymerisat aus Vinylacetat und höheren Vinylester^vorzugsweise Versaticsäurevinylestern, mit einem in Essigester unlöslichen Anteil von mehr als 60 % eingesetzt wird.
3- Gipsmischung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat in Essigester zu etwa 65 % unlöslich ist.
90S83
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