EP2086597A1 - Neuartige hydrogele auf basis aliphatischer nco-prepolymere - Google Patents

Neuartige hydrogele auf basis aliphatischer nco-prepolymere

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EP2086597A1
EP2086597A1 EP07818980A EP07818980A EP2086597A1 EP 2086597 A1 EP2086597 A1 EP 2086597A1 EP 07818980 A EP07818980 A EP 07818980A EP 07818980 A EP07818980 A EP 07818980A EP 2086597 A1 EP2086597 A1 EP 2086597A1
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EP
European Patent Office
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chx
weight
water
prepolymers
hydrogels
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07818980A
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English (en)
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Inventor
Burkhard KÖHLER
Michael Mager
Stefanie Eiden
Johan Kijlstra
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Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to novel hydrogels obtained by reaction of aliphatic isocyanate prepolymers with tertiary nitrogen-containing polyols in water.
  • Polyurethane hydrogels are usually prepared from an isocyanate component and polyethylene glycol, propylene glycol or glycerol as a polyol, partly in the presence of oligoalkylene oxides with primary amino end groups as accelerators and water for hydrolysis. Regardless of whether working with or without accelerator, the polyol component is always used in excess, so that the hydrogels thus obtained still contain excess polyol and, if appropriate, accelerator. Furthermore, the gel formation reaction times are very slow. The gel point, even in the case of the accelerator-containing variants, is not produced until more than 90 minutes. reached, followed by an after-reaction over several hours. The hydrogels are described with and without antimicrobial active substances.
  • the water used in c) is used in amounts such that a satisfactory gelation is achieved. Based on the amount by weight of the compounds used in a) and b) (corresponding to one part by weight), 2 to 50 parts by weight, more preferably 4 to 19 parts by weight of water, are preferably used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft neuartige Hydrogele, die durch Reaktion von aliphatischen Isocyanat-Prepolymeren mit tertiären Stickstoff enthaltenden Polyolen in Wasser erhalten werden.

Description

Neuartige Hydrogele auf Basis aliphatischer NCO-Prepolymere
Die Erfindung betrifft neuartige Hydrogele, die durch Reaktion von aliphatischen Isocyanat- Prepolymeren mit tertiären Stickstoff enthaltenden Polyolen in Wasser erhalten werden.
Als Hydrogele werden üblicherweise Wasser enthaltende Gele (formbeständige, leicht deformierbare, an Flüssigkeiten und Gasen reiche disperse Systeme aus mindestens zwei Komponenten, die zumeist aus einem festen, kolloidzerteilten Stoff mit langen oder stark verzweigten Teilchen und einer Flüssigkeit (meist Wasser) als Dispersionsmittel bestehen) auf der Basis hydrophiler, aber wasserunlöslicher Polymerer bezeichnet, die als dreidimensionale Netzwerke vorliegen. In Wasser quellen diese Netzwerke unter weitgehender Formerhaltung bis zu einem Gleichgewichtsvolumen auf. Die Netzwerk-Bildung erfolgt vorwiegend über chemische Verknüpfung der einzelnen Polymerketten, ist aber auch physikalisch durch elektrostatische, hydrophobe oder Dipol/Dipol- Wechselwirkungen zwischen einzelnen Segmenten der Polymerketten möglich. Über die Wahl der zum Polymeraufbau verwendeten Monomere, die Art der Vernetzung u. die Vernetzungsdichte können gewünschte Eigenschaften der Hydrogele gezielt eingestellt werden. Üblicherweise basieren Hydrogele auf Poly(meth)acrylsäuren, Poly(meth)acrylaten, Polyurethanen, Polyvinyl- pyrrolidon oder Polyvinylalkohol. Sie sind im allgemeinen gut verträglich mit lebenden Geweben und werden daher oft als Biomaterialien vor allem im biomedizinischen und pharmazeutischen Bereich verwendet.
Polyurethan-Hydrogele, hergestellt aus hydrophilen NCO-Prepolymeren, sind an sich bekannt (EP- A 426 422, EP-A 455 324, WO 98/17215, WO 99/13923, WO/2002/060501). Sie dienen der medizinischen Behandlung von Wunden und werden z.B. als Wundauflagen eingesetzt. Sie haben den Vorteil, (trockene) Wunden auf kontrollierte Weise feucht zu halten, was sich günstig auf die Wundheilung auswirkt. Polyurethan-Hydrogele weisen in der Regel sehr gute mechanische Eigen- schatten auf.
Polyurethan-Hydrogele werden in der Regel aus einer Isocyanatkomponente und Polyethylengly- kol, Propylenglykol oder Glycerin als Polyol, teilweise in Gegenwart von Oligoalkylenoxiden mit primären Aminoendgruppen als Beschleuniger und Wasser zur Hydrolyse hergestellt. Unabhängig, ob nun mit oder ohne Beschleuniger gearbeitet wird, so wird die Polyolkomponente stets im Über- schuss eingesetzt, so dass die so erhaltenen Hydrogele noch überschüssiges Polyol und gegebenenfalls Beschleuniger enthalten. Ferner sind die Reaktionszeiten bei der Gelbildung sehr langsam. Der Gelpunkt wird selbst bei den Beschleuniger enthaltenden Varianten erst in mehr als 90 Minu- ten erreicht, worauf eine Nachreaktion über mehrere Stunden erfolgt. Die Hydrogele werden mit und ohne antimikrobiell wirksame Substanzen beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher neuartige Polyurethan-Hydrogele bereitzustellen, die sich durch eine verbesserte Gelbildung auszeichnen, sowie frei von unreagierten Aus- gangsverbindungen wie Isocyanat, Polyol und/oder Beschleuniger sind. Ferner sollen sich die Hydrogele aus möglichst wenigen Komponenten herstellen lassen und komplexierende, nicht iso- cyanatreaktive Gruppen aufweisen, um eine Einarbeitung von Metallen oder Metallionen als antimikrobiell wirksame Stoffe zu ermöglichen.
Es wurde nun gefunden, dass sich diese Aufgabe durch ein spezielles Herstellverfahren lösen lässt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Hydrogelen sowie die so erhältlichen Hydrogele selbst, bei dem
a) nichtionisch hydrophilierte, aliphatische und/oder cycloaliphatische Polyisocyanat- prepolymere mit einen Gehalt an monomeren Diisocyanaten von weniger als 1 Gew.-% mit
b) Verbindungen, die wenigstens eine tertiäre Aminogruppe sowie wenigstens drei Hydro- xygruppen aufweisen,
c) Wasser und
d) gegebenenfalls antimikrobiell wirksame Metallsalze und/oder Metallpartikel
umgesetzt werden.
In a) können alle dem Fachmann an sich bekannten Polyisocyanatprepolymere eingesetzt werden, die im statistischen Mittel 2 oder mehr freie NCO-Gruppen aufweisen und darüber hinaus auf a- liphatischen und/oder cycloaliphatischen Mono-, Di- und/oder Triisocyanaten basieren, sowie zur nichtionischen Hydrophilierung ein oder mehrere Oxyethylengruppen aufweisen.
Bevorzugt weisen die in a) eingesetzten Polyisocyanatprepolymere über Urethangruppen gebunde- ne Polyoxyalkyleneinheiten auf, wobei bevorzugt 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 70 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 80 Gew.-% der darin gebundenen Oxyalkyleneinheiten Oxyethyle- neinheiten sind.
Bevorzugt sind die Oxyethyleneinheiten darin blockweise enthalten. Die Polyisocyanatprepolymere sind in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von Polyetherdi- olen mit Mono-, Di- und/oder Triisocyanaten und/oder deren höhermolekularen Folgeprodukten mit Uretdion-, Isocyanurat-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- und/oder Oxadiazintri- onstrukturen erhältlich. Gegebenenfalls können zum Aufbau auch noch weitere Mono-, Di- oder Polyole eingesetzt werden.
Die zugrunde liegenden monomeren Isocyanate können beliebige durch Phosgenierung oder nach phosgenfreien Verfahren, beispielsweise durch thermische Urethanspaltung, zugängliche Isocyanate mit aliphatisch, cycloaliphatisch und/oder araliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, wie 1 ,4- Diisocyanatobutan, 1 ,6-Diisocyanatohexan (HDI), 2-Methyl-l,5-diisocyanatopentan, 1,5-Diiso- cyanato-2,2-dimethylpentan, 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethyl-l,6-diisocyanatohexan, 1,10-Diisocya- nato-decan, 1,3- und 1 ,4-Diisocyanatocyclohexan, 1,3- und 1 ,4-Bis-(isocyanatomethyl)- cyclohexan, 1 -Isocyanato- 3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat, IPDI), 4,4'- Diisocyanatodicyclohexylmethan, 1 -Isocyanato- 1 -methyl-4(3)isocyanatomethyl- cyclohexan, Bis-(isocyanatomethyl)-norbornan oder deren beliebige Gemische sein.
Die Polyetherdiole sind in an sich bekannter Weise unter KOH oder Doppelmetallcyanid(DMC)- Katalyse durch Addition von cyclischen Ethern wie Alkylenoxiden an OH- oder NH-funktionelle Starter erhältlich. Die Addition kann blockweise oder statistisch erfolgen, wobei eine blockweise Addition bevorzugt ist.
Bevorzugte cyclische Ether sind Alkylenoxide, besonders bevorzugt Ethylenoxid und gegebenen- falls Propylenoxid.
Das NCO/OH-Verhältnis bei der Prepolymerherstellung beträgt bevorzugt 1,6 bis 30 : 1, besonders bevorzugt 4 : 1 bis 12 : 1 , ganz besonders bevorzugt 4:1 bis 10:1.
Die Prepolymere haben bevorzugt einen NCO-Gehalt von 1,5 bis 3,5 Gew.-%.
Bevorzugt weisen die in a) eingesetzten Prepolymere einen Restgehalt von 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 0,1 Gew.-% an monomeren Diisocyanaten auf. Dies wird üblicherweise durch Prepolymerherstellung in Gegenwart eines Überschusses des Isocyanats und anschließender destillativer Entfernung nicht umgesetzter Diisocyanate mittels Dünnschichtdestillation erreicht.
Grundsätzlich können bei der Prepolymerherstellung auch die an sich bekannten Katalysatoren wie Amine oder Zinnverbindungen sowie Stabilisatoren wie Benzoylchlorid, Isophthaloylchlorid, Di- butylphosphat oder Methyltosylat mit verwendet werden. Bevorzugt weisen die in b) eingesetzten Verbindungen eine Mischbarkeit mit Wasser bei 25°C von wenigstens 2 Gew.-% bezogen auf die resultierende Mischung auf. Besonders bevorzugt sind sie bei 25°C in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar, wobei eine homogene und klare Mischung erhalten wird.
Besonders bevorzugt werden in b) Verbindungen mit den vorstehend genannten Eigenschaften eingesetzt, die der allgemeinen Formel (I) oder (H) entsprechen:
[HO-(-CHX-CHX-O-)n-CHX-CHX-]3N Formel (I)
[HO-(-CHX-CHX-O-)„-CHX-CHX-]2N-Y-N[CHX-CHX-(-O-CHX-CHX)n-OH]2 Formel (H)
wobei
n eine natürliche Zahl von 0 bis 10, bevorzugt 0 bis 2 ist,
X Wasserstoff oder Methyl sein kann, wobei bevorzugt X stets Wasserstoff oder in der Kette alternierend Wasserstoff bzw. Methyl ist und
Y ein C2-C6-Alkylen-, C5-C22-Cycloalkylen- oder Cβ-Cπ-Arylenrest, bevorzugt ein Ethylen- rest ist.
Beispiele solcher Verbindungen der Komponente b) sind Aminoalkohole wie Triethanolamin oder Tripropanolamin oder auf Ammoniak, Di- bzw. Polyaminen oder Aminoalkoholen gestartete PoIy- alkylenoxide.
Das Equivalentgewicht der Verbindungen der Komponente b) bezogen auf die Hydroxylgruppen beträgt bevorzugt 49,6666 bis 150 g/eg.
Die Komponenten a) und b) werden bevorzugt in einem NCO/OH-Verhältnis von 2:1 bis 0.7: 1, besonders bevorzugt 1,5 : 1 bis 0,8 : 1 eingesetzt.
Das in c) eingesetzte Wasser wird in solchen Mengen eingesetzt, dass eine befriedigende Gelbildung erreicht wird. Bevorzugt werden bezogen auf die Gewichtsmenge der in a) und b) eingesetzten Verbindungen (entsprechend einem Gewichtsteil) 2 bis 50 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 4 bis 19 Gewichtsteile Wasser eingesetzt.
Falls gewünscht können beispielsweise für eine antimikrobielle Ausrüstung der Hydrogele Metallsalze und/oder Metallpartikel in Form wässriger oder alkoholischer Lösungen bzw. Sole mit eingesetzt werden. Bevorzugt werden den Polyurethan-Hydrogelen Metallpartikeln zugesetzt, z.B. aus Ag, Cu, Zn oder Legierungen enthaltend diese Metalle. Um eine homogene Einarbeitung zu ermöglichen, sind diese Metallpartikel bevorzugt nanopartiku- lär und haben eine mittlere Teilchengröße, bestimmt mittels Laserkorrelationsspektroskopie, von 5 bis 200 nm, bevorzugt von 10 bis 60 ran.
Sofern Metallpartikel mitverwendet werden, so werden sie in Mengen von bis zu 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Gesamtmenge der in den Komponenten a) und b) eingesetzten Verbindungen (entsprechend 100 Gewichtsteilen) verwendet.
Bevorzugte Metallpartikel der vorstehend genannten Art sind Silberpartikel.
Werden diese Silberpartikel mit einer mittleren Teilchengröße von 10 bis 60nm eingesetzt, so werden zwar schwach gelbe bis orange, aber dennoch transparente Hydrogele erhalten.
Bevorzugte Silberteilchen in Form wässriger Sole enthalten 0,05 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,08 bis 2 Gew.-% Silber.
Diese sind beispielsweise erhältlich, indem eine Silbernitratlösung vorgelegt und die eqimolare Menge NaOH gelöst in Wasser unter Zusatz einer Dispergierhilfe, wie Polyvinylpyrrolidon zugesetzt wird. Die anschließende Reduktion erfolgt durch Reduktionsmittel, wie Formaldehyd.
Die Herstellung der Hydrogele erfolgt bevorzugt durch Vormischen der Komponenten b) und c) sowie gegebenenfalls d). Anschließend wird Komponente a) unter Rühren zugegeben.
Die Temperatur, bei der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, beträgt bevorzugt 5 bis 500C, besonders bevorzugt 10 bis 45°C, ganz besonders bevorzugt 15 bis 25 0C.
Neben den Komponenten a) bis d) können auch weitere Additive zugesetzt werden, wie Antibioti- ka, ätherische Öle und Geruchsstoffe oder Fungizide, wobei bevorzugt wasserlösliche Substanzen über die Wasserphase und öllösliche Substanzen über das Prepolymer a) eingebracht werden.
Die erfindungsgemäßen Hydrogele eignen sich besonders als Wundauflage. Hierzu können sie mit weiteren Materialien wie z.B. Folien verklebt oder kombiniert werden, wobei die Hydrogele bevorzugt in direktem Haut- bzw. Wundkontakt sind. Beispiele:
Die Viskositäten wurden mit einem Kegel-Platte-Viskosimeter der Fa. Anton Parr bei 23°C gemessen.
Beispiel 1: Herstellung von Nanosilber
Herstellung von Ag2O-KeJmBn
Es wurden eine 54 millimolare Lösung von Silbernitrat (9,17 g/l AgNO3) als Edukt 1 und eine 54 millimolare Lösung von NaOH (2,14 g/l) mit einer Dispergierhilfsmittelkonzentration von 10 g/l als Edukt 2 angesetzt. Als Lösemittel wurde demineralisiertes Wasser (aufbereitet mit Milli- Qplus, QPAKD2, Millipore Corporation) eingesetzt. Als Dispergierhilfsmittel wurde das PoIy- vinylpyrrolidon PVP Kl 5 (Fluka Chemie GmbH, DE) eingesetzt. In einem Glasbecher wurden bei Raumtemperatur 250 ml des Eduktes 1 vorgelegt. Unter fortwährendem Rühren wurden 250 ml des Eduktes 2 über eine Dauer von 10 s gleichmäßig zu der Reaktionslösung zudosiert. Das äquivalente Verhältnis von der Base zum Silbersalz in der Eduktmischung beträgt somit 1,0. Der Ansatz wurde dann noch 10 min. nachgerührt. Man erhielt ein grau-schwarz gefärbtes kolloid- chemisch stabiles Ag2O-Nanosol.
Reduktion der Ag2O-KeJnIe zu metallischen Silberpartikeln
Die in Beispiel 1 hergestellten 500 ml des Ag2O-Nanosols wurden unter fortwährendem Rühren bei Raumtemperatur mit 25 ml einer 2,33 molaren wässrigen Formaldehydlösung (70 g/l) versetzt, 30 min bei 60 0C gelagert und abgekühlt. Man erhielt ein kolloid-chemisch stabiles SoI mit metal- lischen Silbernanopartikeln und einem Silbergehalt von 1,16%. Anschließend wurden die Partikel mittels Zentrifugation (60 min bei 30000 U/min, Avanti J 3Oi, Rotor JA 30.50, Beckman Coulter GmbH) isoliert und durch Eintrag von Ultraschall (Branson Digital Sonifier) in 630 ml deminerali- siertem Wasser redispergiert. Ein kolloid-chemisch stabiles Ag-Nanosol mit einem Feststoffgehalt von 0,92 Gew.-% und einem pH-Wert von 7,4 wurde erhalten.
Die Untersuchung der Partikelgröße mittels dynamischer Lichtstreuung ergab kristalline Ag- Partikel mit einem effektiven hydrodynamischen Durchmesser von 46 nm.
Beispiel 2:
Man verfuhr wie in Beispiel 1, wobei jedoch auf ein Abzentrifugieren und Redispergieren der Ag- Partikel in Wasser verzichtet wurde. Beispiel 3:
Man legte bei 800C eine Mischung aus 200 g Hexamethylendiisocyanat (HDI) und 1 g Benzoylch- lorid vor, dosierte innerhalb von 2 h 400 g eines auf Trimethylolpropan (TMP) gestarteten PoIy- ethylenoxid-co-propylenoxids mit einem Ethylenoxid-Gehalt von 63 % und einer OH-Zahl von 36 mg KOH/g hinzu und ließ noch 1 h bei 800C rühren. Das überschüssige HDI wurde durch Dünnschichtdestillation bei 1300C und 0,5 Torr entfernt. Es resultierte ein Prepolymer mit einem NCO- Gehalt von 2,4 Gew.-% und einer Viskosität von 4460 mPas.
Beispiel 4:
Man legte bei 800C eine Mischung aus 200g HDI, Ig Benzoylchlorid und Ig Methyltosylat vor, dosierte innerhalb von 2 h 400g eines auf TMP gestarteten Poly-ethylenoxid-co-propylenoxids mit einem EO-Gehalt von 80 % und einer OH-Zahl von 29 mg KOH/g hinzu und ließ noch 1 h rühren. Das überschüssige HDI wurde durch Dünnschichtdestillation bei 1300C und 0,5 Torr entfernt. Es resultierte ein Prepolymer mit einem NCO-Gehalt von 2,3 Gew.-% und einer Viskosität von 6070 mPas.
Beispiel 5:
Man legte bei 800C eine Mischung aus 200 g Isophorondiisocyanat (IPDI), Ig Benzoylchlorid und 1 g Methyltosylat vor, dosierte innerhalb von 2 h 400 g eines auf TMP gestarteten PoIy- ethylenoxid-co-propylenoxids mit einem EO-Gehalt von 80 % und einer OH-Zahl von 29 mg KOH/g hinzu und ließ noch 1 h rühren. Das überschüssige IPDI wurde durch Dünnschichtdestilla- tion bei 1300C und 0,5 Torr entfernt. Es resultierte ein Prepolymer mit einem NCO-Gehalt von 2,4 Gew.-% und einer Viskosität von 8800 mPas.
Beispiel 6:
Man mischte 7 g Wasser, 1 g eines Silbersols (hergestellt nach Beispiel 1 ; auf das zehnfache Volumen mit demineralisierten Wasser verdünnt) und 0,06 g Triethanolamin und fügte 2 g des Prepo- lymers nach Beispiel 3 hinzu. Man erhielt bereits nach 3 min ein transparentes, orange gefärbtes Hydrogel.
Beispiel 7:
Man mischte 7 g Wasser, 1 g eines Silbersols (hergestellt nach Beispiel 1) und 0,06 g Triethanolamin und fügte 2 g des Prepolymers nach Beispiel 3 hinzu. Man erhielt nach 3 min ein dunkel- braunes aber transparentes Hydrogel. Beispiel 8:
Man verfuhr wie in Beispiel 6 beschrieben, wobei jedoch das auf das zehnfache Volumen mit de- mineralisiertem Wasser verdünnte Silbersol nach Beispiel 2 verwendet wurde. Man erhielt nach 3 min ein transparentes, orange gefärbtes Hydrogel.
Beispiel 9:
Man verfuhr wie in Beispiel 8 beschrieben, wobei jedoch das Silbersol nach Beispiel 2 verwendet wurde. Man erhielt nach 3 min ein dunkelbraunes aber transparentes Hydrogel.
Beispiel 10:
Man mischte 18 g Wasser und 0,12 g eines auf Ethylendiamin gestartetem Polypropylenoxids mit einer OH-Zahl von 468 und fügte 2 g des Prepolymers nach Beispiel 4 hinzu. Man erhielt ein transparentes, farbloses Hydrogel nach 4 min. Das NCO:OH-Verhältnis betrug 1 ,10:1.
Beispiel 11:
Man mischte 19 g Wasser und 0,06 g eins auf Ethylendiamin gestartetem Polypropylenoxids mit einer OH-Zahl von 468 und fügte 1 g des Prepolymeren nach Beispiel 5 hinzu, man erhielt ein transparentes, farbloses Hydrogel nach 5 min. Das NCO.OH-Verhältbis betrug 1,14:1.
Vergleichsbeispiel 1 nach WO 2002060501
Man mischte einerseits 10 g des Prepolymers aus Beispiel 3 mit 10 g Polyethylenglykol 400 (Mn = 400, Sigma-Aldrich, USA) und andererseits 30 g demineralisiertes Wasser mit 10 g Propylenglykol und 0,5 g Jeffamine D400 (Mn = 400, difunktionell, Huntsman, Belgien). Beide Teile wurden ver- einigt, wobei nach nach 45 min ein Hydrogel erhalten wurde. Durch das NCO: OH- Verhältnis von 32:1 lag nach der Reaktion fast das gesamte Propylenglykol in nicht abreagierter Form vor und verblieb somit als niedermolekularer, nicht angebundener Weichmacher zu ca. 16 Gew.-% im Hydrogel.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hydrogelen, bei dem
a) nichtionisch hydrophilierte, aliphatische und/oder cycloaliphatische Polyisocyanat- prepolymere mit einen Gehalt an monomeren Diisocyanaten von weniger als 1 Gew.-% mit
b) Verbindungen, die wenigstens eine tertiäre Aminogruppe sowie wenigstens drei Hydro- xygruppen aufweisen,
c) Wasser und
d) gegebenenfalls antimikrobiell wirksame Metallsalze und/oder Metallpartikel
umgesetzt werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyisocyanatprepolymere über Urethangruppen gebundene Polyoxyalkyleneinheiten aufweisen, wobei 80 % der darin gebundenen Oxyalkyleneinheiten Oxyethyleneinheiten sind.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der NCO-Gehalt der in a) eingesetzten Prepolymere 1,5 bis 3,5 Gew.-% beträgt.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in a) eingesetzten Prepolymere einen Restgehalt von weniger als 0,1 Gew.-% an monomeren Diisocyanaten aufweisen.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in b) einge- setzten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) oder (ET) entsprechen
[HO-(-CHX-CHX-O-)n-CHX-CHX-]3N Formel (I)
[HO-(-CHX-CHX-O-)„-CHX-CHX-]2N-Y-N[CHX-CHX-(-O-CHX-CHX)n-OH]2 Formel (II)
wobei
n eine natürliche Zahl von 0 bis 10 ist,
X Wasserstoff oder Methyl sein kann, wobei bevorzugt X stets Wasserstoff oder in der Kette alternierend Wasserstoff bzw. Methyl ist und Y ein C2-C6-Alkylen-, C5-C22-Cycloalkylen- oder ist.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten a) und b) in einem NCO/OH-Verhältnis von 2 : 1 bis 0.7 : 1 eingesetzt werden.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Gewichtsmenge der in a) und b) eingesetzten Verbindungen (entsprechend 1 Gewichtsteil) 4 bis 19 Gewichtsteile Wasser in c) zugesetzt werden.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in d) Metallpartikel in Form wässriger oder alkoholischer Lösungen bzw. Sole zugesetzt werden, die auf wenigstens einem der Elemente Ag, Cu, Zn oder deren Legierungen basieren.
9. Polyurethan-Hydrogele erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verwendung von Polyurethan-Hydrogelen gemäß Anspruch 9 als Wundauflage.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011047789A1 (de) 2009-10-21 2011-04-28 Bayer Materialscience Ag Bioabbaubares hydrogel
RU2419439C1 (ru) * 2009-10-29 2011-05-27 Юрий Андреевич Крутяков Антибактериальный препарат и способ его получения
RU2427380C1 (ru) * 2009-11-25 2011-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Нанобиотех" Дезинфицирующее средство для обработки кожных покровов
KR100970461B1 (ko) * 2010-02-09 2010-07-16 엘베스트지에이티 주식회사 유무기 하이브리드 방식 코팅제 조성물 및 그 제조방법
WO2012107385A1 (de) 2011-02-09 2012-08-16 Bayer Materialscience Ag Bioabbaubare prepolymere
WO2018106775A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-14 The Texas A&M University System Antimicrobial shape memory polymers
DE102016125579A1 (de) * 2016-12-23 2018-06-28 Paul Hartmann Ag Wasserhaltige Hydrogelzusammensetzung, umfassend elementare Silberpartikel
BR112020008064B1 (pt) 2017-10-25 2022-12-27 Dow Global Technologies Llc Material de embalagem flexível
KR101954346B1 (ko) * 2017-12-27 2019-03-05 에스케이씨 주식회사 안정성 및 반응성이 개선된 이소시아네이트 조성물, 및 이를 이용한 광학 렌즈
DE202018004305U1 (de) 2018-09-18 2018-10-30 Covestro Deutschland Ag PUR-Hydrogele und deren Verwendung als Wundauflage
CN110408189A (zh) * 2019-07-29 2019-11-05 东南大学 一种提高医用聚氨酯材料血液相容性和抗菌性的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4118354A (en) * 1972-11-24 1978-10-03 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Polyurethane hydrogel and method for the production of the same
DE3402697A1 (de) * 1984-01-26 1985-08-01 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verwendung von hydrophilen, hochgefuellten polyurethanmassen zur biologischen abwasserreinigung
CA1279741C (en) * 1984-09-28 1991-01-29 Alton J. Gasper Grouting composition
US5175229A (en) * 1986-11-18 1992-12-29 W. R. Grace & Co.-Conn. Biocompatible polyurea-urethane hydrated polymers
US5112618A (en) 1989-11-01 1992-05-12 Ndm Acquisition Corp. Hydrogel wound dressing product
US5059424A (en) 1989-11-01 1991-10-22 Ndm Acquisition Corp. Hydrogel wound dressing product
US5037879A (en) * 1990-04-05 1991-08-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Polyurethane composition with reduced water to prepolymer mix ratio
US5115801A (en) 1990-05-02 1992-05-26 Ndm Acquisition Corp. Hydrogel burn dressing product
US5204110A (en) 1990-05-02 1993-04-20 Ndm Acquisition Corp. High absorbency hydrogel wound dressing
US5102938A (en) * 1990-06-05 1992-04-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Polyurethane prepolymer composition comprising a water-immiscible solvent
DK0637323T3 (da) * 1992-04-24 1999-05-25 Polymer Technology Group Inc Copolymerer og ikke-porøs, semipermeabel membran deraf og dens anvendelse til permeering af molekyler med et forudbestemt m
WO1996023834A1 (en) * 1995-02-01 1996-08-08 Schneider (Usa) Inc. Process for hydrophilicization of hydrophobic polymers
EP0934041B1 (de) 1996-10-24 2011-06-15 Covidien AG Hydrogelwundverband und zugehöriges herstellungs- und benutzungsverfahren
US6180132B1 (en) 1997-09-18 2001-01-30 Sherwood Services, Ag Hydrogel wound dressing and the method of making and using the same
US6861067B2 (en) * 1998-09-17 2005-03-01 Sherwood Services Ag Hydrogel wound dressing and the method of making and using the same
JP4573391B2 (ja) * 2000-03-17 2010-11-04 関西ペイント株式会社 含水ゲル、その製造法及びその用途
US6448364B1 (en) * 2001-03-16 2002-09-10 Bayer Corporation IMR having synergistic effect with stabilizing system additives and catalyst package
KR100350075B1 (ko) * 2001-03-16 2002-08-24 김석만 미생물 혹은 의약품 담체용 폴리우레탄 수화 겔 비드의제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008049527A1 *

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