ES2860763T3 - Composiciones de hidrogel - Google Patents

Composiciones de hidrogel Download PDF

Info

Publication number
ES2860763T3
ES2860763T3 ES15739463T ES15739463T ES2860763T3 ES 2860763 T3 ES2860763 T3 ES 2860763T3 ES 15739463 T ES15739463 T ES 15739463T ES 15739463 T ES15739463 T ES 15739463T ES 2860763 T3 ES2860763 T3 ES 2860763T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
acid
diisocyanate
viscosity
hydrogel composition
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15739463T
Other languages
English (en)
Inventor
Nancy S Marchant
James R Baxter
Paul M Basone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lubrizol Advanced Materials Inc
Original Assignee
Lubrizol Advanced Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lubrizol Advanced Materials Inc filed Critical Lubrizol Advanced Materials Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2860763T3 publication Critical patent/ES2860763T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60—Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/045—Hydroxy compounds, e.g. alcohols; Salts thereof, e.g. alcoholates
    • A61K31/05—Phenols
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/12—Ketones
    • A61K31/122—Ketones having the oxygen directly attached to a ring, e.g. quinones, vitamin K1, anthralin
    • A61K31/125—Camphor; Nuclear substituted derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/16—Amides, e.g. hydroxamic acids
    • A61K31/165—Amides, e.g. hydroxamic acids having aromatic rings, e.g. colchicine, atenolol, progabide
    • A61K31/167—Amides, e.g. hydroxamic acids having aromatic rings, e.g. colchicine, atenolol, progabide having the nitrogen of a carboxamide group directly attached to the aromatic ring, e.g. lidocaine, paracetamol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/32—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. carbomers, poly(meth)acrylates, or polyvinyl pyrrolidone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/04—Dispersions; Emulsions
    • A61K8/042—Gels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/81—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/8141—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/87—Polyurethanes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0014—Skin, i.e. galenical aspects of topical compositions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/06—Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/225—Mixtures of macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/44—Medicaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0009—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
    • A61L26/0052—Mixtures of macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L26/0066—Medicaments; Biocides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L26/008—Hydrogels or hydrocolloids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00—Preparations for care of the skin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/48—Thickener, Thickening system

Abstract

Una composición de hidrogel que comprende: a) un polímero reticulado derivado de uno o más monómeros carboxílicos polimerizables olefínicamente insaturados; b) un comonómero opcional; y c) un poliuretano termoplástico (TPU) soluble en agua que comprende el producto de reacción de: i) un diisocianato alifático o aromático; y ii) un componente de poliol que comprende al menos un polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio en número (Mn) de al menos 1450; en donde el diisocianato alifático o aromático comprende diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato (H12MDI), 4,4'-metilenbis(isocianato de fenilo) (MDI), diisocianato de tolueno (TDI) o diisocianato de m-xileno (XDI); en donde la composición exhibe un alto límite elástico a bajo cizallamiento; y en donde la composición no contiene un disolvente que no sea agua.

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de hidrogel
La invención se refiere a una composición de hidrogel formada por un ácido poli(acrílico) reticulado y un poliuretano termoplástico. Los hidrogeles de la invención se pueden emplear como gelificantes y aglutinantes, espesantes, estabilizantes, emulsionantes, auxiliares de dispersión y de deposición y soportes para mejorar la reología, la eficacia, la deposición, la psicosensorial, la estética y la liberación de ingredientes químicamente y fisiológicamente activos en el cuidado personal, el cuidado de la salud y las aplicaciones farmacéuticas.
Antecedentes de la invención
Los hidrogeles son polímeros que se hinchan en agua. El término "hinchamiento" se refiere a la absorción de un líquido por un gel con un aumento de volumen. Solamente aquellos líquidos que solvatan un gel pueden causar hinchamiento. El hinchamiento de los geles de hidrogel iónico está influenciado por el pH y la presencia de electrolitos. Los microgeles tienen un gran peso molecular que generalmente no se puede medir por métodos convencionales debido a que son demasiado grandes, y están compuestos de una estructura polimérica y reticulaciones. Las reticulaciones se pueden usar para extender el peso molecular de un polímero si la relación entre el reticulante y el no reticulante es baja y la polimerización está confinada por debajo del punto de gelificación. Sin embargo, si la proporción entre el monómero reticulante y el monómero no reticulante es suficientemente alta, se forma un gel que, aún siendo capaz de hincharse en un disolvente, no se disuelve verdaderamente.
El comportamiento de viscosidad de los microgeles de polielectrolito reticulado se ha entendido en términos de un modelo basado en esferas compactas. A concentraciones bajas, no se observa ningún límite elástico (donde se define el límite elástico como la tensión aplicada que se debe superar para hacer un flujo de fluido estructural) y se observa poca viscosidad porque los microgeles hinchados no están compactados. Por encima de una concentración mínima de empaquetamiento, las partículas se ven como partículas deformables estrechamente compactadas y la viscosidad se eleva enormemente. El comportamiento de deformación y la viscosidad solo empiezan cuando la concentración es tal que las partículas se compactan estrechamente.
El comportamiento de la viscosidad en solución del poliuretano termoplástico es el de un polímero lineal en una configuración aleatoria. La viscosidad depende tanto del peso molecular del polímero como de la solvencia de los medios de disolución. Un polímero lineal aleatoriamente enrollado tendrá una viscosidad intrínseca a baja concentración que se refiere al volumen y al peso molecular del polímero. A mayores concentraciones, el entrelazado de las bobinas aleatorias aumentará la viscosidad aparente de la solución. Las soluciones de polímeros lineales en una configuración aleatoria generalmente no muestran comportamiento de deformación y no son capaces de suspender partículas.
En la caracterización de estos materiales utilizados como espesantes, emulsionantes y auxiliares de suspensión, la respuesta de estos materiales a la tensión y los campos de flujo simples se puede usar para determinar sus funciones materiales, tales como la viscosidad y la respuesta a la tensión.
Se han desarrollado modelos matemáticos para describir estas propiedades. Las mediciones reológicas en los geles o materiales espesados y suspendidos definen la estructura y las propiedades del material y pueden usarse para identificar cambios y características de un material mejorado sobre el que se está utilizando actualmente. Para los expertos en la técnica, la interpretación de la respuesta de una dispersión o gel polimérico a la tensión y deformación es altamente indicativa del material. El documento WO 2013/180937 describe un material compuesto absorbente que comprende una primera capa absorbente y una segunda capa absorbente en comunicación fluida con la primera capa. La primera capa absorbente, es decir, una espuma absorbente hidrogelificante que comprende un poliuretano termoplástico hidrófilo es el producto de reacción de un poliisocianato alifático o aromático (por ejemplo, TDI o MDI) con un poliol, por ejemplo poliol de polietilenglicol que tiene un peso molecular de 100 a 5000 Da y piezas discretas de un polímero superabsorbente de ácido poliacrílico parcialmente neutralizado reticulado distribuido por toda la matriz polimérica. El documento EP 1829563 describe un material absorbente que comprende un bloque termoplástico hidrófilo de poliuretano (Estane T5410) en el que se dispersan partículas de un polímero superabsorbente de ácido poli (acrílico) reticulado parcialmente neutralizado.
Actualmente existe la necesidad de composiciones poliméricas que tengan un alto punto de elasticidad, propiedades de límite elástico, así como una alta respuesta al cizalladura, así como una necesidad de métodos mejorados para fabricar estas composiciones poliméricas. También existe la necesidad de composiciones poliméricas mejoradas para su uso como espesantes, emulsionantes, auxiliares de suspensión y excipientes farmacéuticos de liberación controlada.
Resumen de la invención
La tecnología descrita proporciona una composición de hidrogel que muestra un perfil de viscosidad fuerte a bajo cizalladura con características sensoriales agradables. El gel como se divulga en la presente documento proporciona el espesamiento asociado con un polímero de ácido poli(acrílico) en combinación con buenas propiedades mecánicas atribuidas a un poliuretano termoplástico (TPU). El alcance de la protección está definido por las reivindicaciones.
La invención proporciona un hidrogel de acuerdo con las reivindicaciones 1-9 que incluye un polímero reticulado derivado de uno o más monómeros carboxílicos polimerizables olefínicamente insaturados, un comonómero opcional, y un poliuretano termoplástico (TPU) soluble en agua que incluye el producto de reacción de i) un poliisocianato y un componente de poliol que incluye al menos un polietilenglicol poliol en el que la composición presenta un límite elástico elevado a baja cizalladura.
La invención proporciona además el hidrogel descrito en el presente documento en el que el polímero reticulado es un copolímero de carbómero, un homopolímero de carbómero, un interpolímero de carbómero o un policarbófilo. La invención proporciona además el hidrogel descrito en el presente documento en el que el polímero de ácido poli(acrílico) está reticulado con un agente reticulante de éter alílico o un divinilglicol.
La invención proporciona además el hidrogel descrito en el presente documento en el que el agente reticulante de éter alílico incluye uno o más de un alilpentaeritritol, alilsacarosa, trimetilolpropano dialil éter (TMPDE).
El poliuretano termoplástico incluye el producto de reacción de (i) al menos un diisocianato alifático o aromático; (ii) un componente de poliol que comprende en un poliol de polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio en número de al menos 1450 y (ii) opcionalmente, un componente de prolongador de cadena.
La invención proporciona el hidrogel descrito en el presente documento en el que el diisocianato alifático comprende H12MDI.
La invención proporciona el hidrogel descrito en el presente documento en el que el diisocianato alifático comprende MDI, TDI o XDI.
La invención proporciona además el hidrogel descrito en el presente documento en el que el componente de prolongación de cadena comprende un diol alifático.
La invención proporciona además el hidrogel descrito en el presente documento que incluye además un comonómero que incluye uno o más de al menos un éster de ácido acrílico de la fórmula:
R3 O
H2C ^ = C ------C -------OR4
en la que R3 es hidrógeno, metilo o etilo y R4 es un grupo alquilo que contiene de 1 a 30 átomos de carbono, en una cantidad de menos de 30 por ciento en peso basado en el peso del ácido o anhídrido carboxílico más el éster de ácido acrílico.
La invención proporciona además el hidrogel descrito en el presente documento en el que la relación entre el polímero reticulado y el poliuretano termoplástico es de aproximadamente 1:9 a 2:1.
La invención proporciona además el hidrogel en el que el poliuretano termoplástico hidrófilo forma aproximadamente 0,02 % en peso a 1,5% en peso del peso total de la composición.
La invención proporciona además el hidrogel en el que el polímero reticulado forma de aproximadamente 0,01 % en peso 1,0 % en peso del peso total de la composición.
La invención proporciona adicionalmente el hidrogel descrito en el presente documento que incluye además un compuesto farmacéutico, un compuesto biológicamente activo, un material absorbente, un compuesto de cuidado personal, un ingrediente activo, un auxiliar terapéutico o combinaciones de los mismos.
La invención proporciona además una cubierta para heridas que incluye el hidrogel descrito en el presente documento.
La invención proporciona además un gel, una crema o una loción que incluye el hidrogel descrito en el presente documento.
La invención proporciona además un hidrogel que tiene una viscosidad de 3000 a 200000 mPa*s.
La invención proporciona además un hidrogel que tiene un límite elástico medido por Brookfield de 50 a 2500 Pas. La invención proporciona además un componente extensor de cadena que incluye uno o más de dietilenglicol o un diol DE C3-C12 en una cantidad de 0,4 % en peso a 4,0 % en peso.
La invención proporciona además una composición de hidrogel que incluye un polímero reticulado derivado de uno o más monómeros carboxílicos polimerizables olefínicamente insaturados, un comonómero opcional y un poliuretano termoplástico (TPU) soluble en agua que incluye el producto de reacción de un diisocianato alifático y un componente de poliol que incluye al menos un polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio en número (Mn) de al menos 1450, en el que la composición presenta un límite elástico elevado a baja cizalladura.
La invención proporciona además un proceso para preparar una composición de hidrogel de acuerdo con la reivindicación 10.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 es una ilustración gráfica de los perfiles de viscosidad de las composiciones de hidrogel de la invención en comparación con mezclas de un ácido poli(acrílico) reticulado con óxido de polietileno convencional a concentraciones del polímero constantes con un contenido creciente del ácido poli(acrílico).
La figura 2 es una ilustración gráfica de los perfiles de viscosidad de los hidrogeles de acuerdo con la invención a una concentración constante del polímero utilizando dos formulaciones de ácido poliacrílico reticulado diferentes. Descripción detallada de la invención
A continuación se describirán diversas características y realizaciones preferidas.
El hidrogel descrito en el presente documento se prepara a partir de una solución que contiene al menos dos polímeros, a saber, un polímero reticulado parcialmente neutralizado y un poliuretano termoplástico (TPU) soluble en agua. Por "gel" se quiere decir que la viscosidad será, en una realización, de 3000 Cps a 200000 mPa*s y, en otra realización, de 3000 a 150000 mPa*s, o de 3000 a 120000 mPa*s, como se analiza mediante el método de huso rotatorio de Brookfield a 20 RPM.
El término ácido poli(acrílico) o polímero de ácido acrílico se utiliza para abarcar diversos polímeros que tienen porcentajes altos de monómeros polimerizables en los mismos con grupos de ácido carboxílico o anhídridos de ácido policarboxílico colgantes. Estos se describen con más detalle en las patentes de Estados Unidos números 2,798,053; 3,915,921; 4,267,103; 5,288,814; y 5,349,030. El término ácido poliacrílico se utiliza para incluir diversos homopolímeros, copolímeros e interpolímeros, en los que al menos 50 o 75 por ciento en moles de las unidades repetitivas tienen un grupo de ácido carboxílico o anhídridos de grupos de ácido dicarboxílico colgantes. Aunque el ácido acrílico es el monómero primario más común usado para formar ácido poliacrílico, el término no está limitado al mismo sino que incluye, generalmente, todos los monómeros a-p insaturados con grupos colgantes carboxílicos o anhídridos de ácidos dicarboxílicos como se describe en la patente de Estados Unidos Número 5,349,030.
Los polímeros que contienen grupos carboxilo se preparan a partir de monómeros que contienen al menos un grupo >C=C< activado y un grupo carboxilo. Tales polímeros son homopolímeros de monómeros carboxílicos insaturados polimerizables, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido itacónico, anhídrido maleico y similares, y copolímeros de monómeros carboxílicos polimerizables con ésteres acrilato, acrilamidas, olefinas, ésteres de vinilo, éteres de vinilo o estirénicos. Los polímeros que contienen grupos carboxilo tienen pesos moleculares mayores de aproximadamente 500 a más de varios millones, usualmente mayores de aproximadamente 10000 a 900000 o más.
Los copolímeros, por ejemplo, incluyen copolímeros de ácido acrílico con pequeñas cantidades de reticulantes de poliéter de polialquenilo que son polímeros de tipo gel, que, sobre todo en forma de sus sales, absorben grandes cantidades de agua o disolventes con un aumento sustancial posterior del volumen. Otros polímeros que contienen grupos carboxilo útiles se describen en la patente de Estados Unidos Número 3,940,351, que se refiere a polímeros de ácido carboxílico insaturado y al menos un éster acrílico o metacrílico de alquilo en el que el grupo alquilo contiene de 10 a 30 átomos de carbono, y las patentes de Estados Unidos Número 5,034,486; 5,034,487; y 5,034,488; que se refieren a copolímeros de anhídrido maleico con éteres de vinilo. Otros tipos de tales copolímeros se describen en la patente de Estados Unidos Número 4,062,817, en la que los polímeros descritos en la patente de Estados Unidos Número 3,940,351 contienen adicionalmente otro éster alquílico acrílico o metacrílico de alquilo y los grupos alquilo contienen de 1 a 8 átomos de carbono. Los polímeros y copolímeros carboxílicos tales como los del ácido acrílico y del ácido metacrílico también pueden estar reticulados con materiales polifuncionales como divinilbenceno, diésteres insaturados y similares, como se describe en las patentes de Estados Unidos Número 2,340,110; 2,340,111; y 2,533,635.
Los monómeros carboxílicos son los ácidos carboxílicos olefínicamente que contienen al menos un doble enlace olefínico de carbono activado-carbono y al menos un grupo carboxilo; es decir, un ácido o función que se convierte fácilmente en un ácido que contiene un doble enlace olefínico que funciona fácilmente en la polimerización por su presencia en la molécula de monómero, bien en la posición alfa-beta con respecto a un grupo carboxilo, ,--C=C--COOH; o como parte de un grupo metileno terminal, CH2=C<. Los ácidos olefínicamente insaturados de esta clase incluyen materiales tales como los ácidos acrílicos tipificados por el propio ácido acrílico, ácido alfa-cianoacrílico, ácido beta-metilacrílico (ácido crotónico), ácido alfa-fenilacrílico, ácido beta-acriloxi-propiónico, ácido cinámico, ácido p-cloro cinámico, 1-carboxi-4-fenil butadieno-1,3, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido aconítico, ácido maleico, ácido fumárico y tricarboxietileno. Como se usa en el presente documento, la expresión “ácido carboxílico” incluye los ácidos policarboxílicos y los anhídridos ácidos, tales como anhídrido maleico, en los que el grupo anhídrido se forma mediante la eliminación de una molécula de agua de dos grupos carboxilo localizados en la misma molécula de ácido carboxílico. El anhídrido maleico y otros anhídridos ácidos útiles en el presente documento tienen la estructura general
Figure imgf000005_0001
en la que R y R 'se seleccionan del grupo que consiste en grupos hidrógeno, halógeno y cianógeno (-C=N) y grupos alquilo, arilo, alcarilo, aralquilo y cicloalquilo, tales como monómeros de metilo, etilo, propilo, octilo, decilo, fenilo, tolilo, xililo, bencilo, ciclohexilo y similares.
Los monómeros carboxílicos preferidos son los ácidos acrílicos monoolefínicos que tienen la estructura general:
Figure imgf000005_0002
en la que R2 es un sustituyente seleccionado de la clase que consiste en los grupos hidrógeno, halógeno y cianógeno (--C=N), radicales alquilo monovalentes, radicales arilo monovalentes, radicales aralquilo monovalentes, radicales alcarilo monovalentes y radicales cicloalifáticos monovalentes. De esta clase, los ácidos acrílico y metacrílico son los más preferidos. Otros monómeros carboxílicos útiles son ácido maleico y su anhídrido.
Los polímeros incluyen homopolímeros de ácidos carboxílicos o anhídridos de los mismos, o los ácidos carboxílicos definidos copolimerizados con uno o más de otros monómeros de vinilideno que contienen al menos un grupo terminal >C=CH2. Los otros monómeros de vinilideno están presentes en una cantidad de menos de 30 por ciento en peso basado en el peso del ácido o anhídrido carboxílico más el (los) monómero (s) de vinilideno. Tales monómeros incluyen, por ejemplo, monómeros de éster de acrilato, incluyendo los monómeros de éster de ácido acrílico tales como derivados de un ácido acrílico representado por la fórmula
Figure imgf000005_0003
en la que R4 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 30 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 20 átomos de carbono y R3 es hidrógeno, metilo o etilo, presentes en el copolímero en cantidad de, por ejemplo, de aproximadamente 1 a 40 por ciento en peso o más. Los acrilatos representativos incluyen acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de isopropilo, acrilato de butilo, acrilato de isobutilo, metacrilato de metilo, metacrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de octilo, acrilato de heptilo, metacrilato de octilo, metacrilato de isopropilo, metacrilato de 2-etilhexilo, acrilato de hexilo, metacrilato de n-hexilo y similares. Los ésteres acrílicos de alquilos superiores son acrilato de decilo, metacrilato de isodecilo, acrilato de laurilo, acrilato de estearilo, acrilato de behenilo y acrilato de melisilo. Las mezclas de dos o tres o más ésteres acrílicos de cadena larga pueden polimerizarse con éxito con uno de los monómeros carboxílicos. Otros comonómeros incluyen olefinas, incluyendo alfa olefinas, éteres vinílicos, ésteres vinílicos y mezclas de los mismos.
Los polímeros también pueden estar reticulados con cualquier polieno, por ejemplo, decadieno o trivinil ciclohexano; acrilamidas, tales como metilen bis acrilamida; acrilatos polifuncionales, tales como triacrilato de trimetilolpropano; o monómero de vinilideno polifuncional que contiene al menos 2 grupos CH2 =C< terminales, incluyendo, por ejemplo, butadieno, isopreno, divinilbenceno, divinilnaftaleno, alilacrilatos y similares. Los monómeros de reticulación particularmente útiles para su uso en la preparación de los copolímeros son polialquenil poliéteres que tienen más de un grupo éter alquenílico por molécula. Los más útiles poseen grupos alquenilo en los que está presente un doble enlace olefínico unido a un grupo terminal metileno, CH2 =C<. Se preparan mediante la eterificación de un alcohol polihídrico que contiene al menos 2 átomos de carbono y al menos 2 grupos hidroxilo. Los compuestos de esta clase pueden producirse haciendo reaccionar un haluro de alquenilo, tal como cloruro de alilo o bromuro de alilo, con una solución acuosa fuertemente alcalina de uno o más alcoholes polihídricos. El producto puede ser una mezcla compleja de poliéteres con números variables de grupos éter. El análisis revela el número promedio de grupos éter en cada molécula. La eficacia del agente de reticulación de poliéter aumenta con el número de grupos potencialmente polimerizables en la molécula. Se prefiere utilizar poliéteres que contienen un promedio de dos o más grupos de éter alquenílico por molécula. Otros monómeros reticulantes incluyen, por ejemplo, ésteres de dialilo, éteres de dimetilo, acrilatos y acrilamidas de alilo o metalilo, tetraalil estaño, tetravinil silano, polialquenilmetanos, diacrilatos y dimetacrilatos, compuestos de divinilo, tales como divinilbenceno, divinilglicol, polialilfosfato, compuestos dialiloxi y ésteres de fosfito y similares. Los agentes típicos son alil-pentaeritritol, alil-sacarosa, triacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de 1,6-hexanodiol, dialiléter de trimetilolpropano, triacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato de tetrametileno, diacrilato de etileno, dimetacrilato de etileno, dimetacrilato de trietilenglicol y similares. El alil pentaeritritol, el dialiléter de trimetilolpropano y la alil-sacarosa proporcionan excelentes polímeros. Cuando el agente reticulante está presente, las mezclas poliméricas contienen usualmente hasta aproximadamente 5 % o menos en peso del monómero reticulante basado en el total de monómero de ácido carboxílico, más otros monómeros, si están presentes, y más, preferiblemente, de aproximadamente 0,01 a 3,0 por ciento en peso.
También pueden usarse otros monómeros de vinilideno, incluyendo los nitrilos acrílicos. Los nitrilos a, polefínicamente insaturados útiles son, preferiblemente, los nitrilos monoolefínicamente insaturados que tienen de 3 a 10 átomos de carbono, tales como acrilonitrilo, metacrilonitrilo y similares. Los más preferidos son acrilonitrilo y metacrilonitrilo. Las cantidades utilizadas son, por ejemplo, para algunos polímeros de aproximadamente 1 a 30 por ciento en peso de los monómeros totales copolimerizados. También pueden usarse amidas acrílicas que contienen de 3 a 35 átomos de carbono, incluyendo aminas monoolefínicamente insaturadas. Las amidas representativas incluyen acrilamida, metacrilamida, N-butilacrilamida, N-ciclohexilacrilamida, alquilamidas superiores, donde el grupo alquilo sobre el nitrógeno contiene de 8 a 32 átomos de carbono, amidas acrílicas que incluyen N-alquilolamidas de ácidos alfa, beta-carboxílicos olefínicamente insaturados, incluyendo los que tienen de 4 a 10 átomos de carbono, tales como N-metilol acrilamida, N-propanol acrilamida, N-metilol metacrilamida, N-metilol maleimida, ésteres de ácido N-metilol maleámico, N-metilol-p-vinilbenzamida y similares. Otros materiales útiles adicionales son alfaolefinas que contienen de 2 a 18 átomos de carbono, más preferiblemente de 2 a 8 átomos de carbono; dienos que contienen de 4 a 10 átomos de carbono; ésteres vinílicos y ésteres alílicos tales como acetato de vinilo; compuestos aromáticos de vinilo, tales como estireno, metilestireno y cloroestireno; éteres vinílicos y alílicos y cetonas, tales como éter de vinilo y metilvinilcetona; cloroacrilatos; acrilatos de cianoalquilo, tales como acrilato de a-cianometilo, y acrilatos de a-, p- y g-cianopropilo; alcoxiacrilatos, tales como acrilato de metoxietilo; haloacrilatos, como acrilato de cloroetilo; haluros de vinilo y cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno y similares; divinilos, diacrilatos y otros monómeros polifuncionales tales como éter divinílico, diacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, etilenbisacrilamida, alilpentaeritritol, y similares; y fosfonatos de bis (p-haloalquil)alquenilo, tales como fosfonato de bis(pcloroetil)vinilo y similares, como son conocidos por los expertos en la técnica. Los copolímeros en los que el monómero que contiene carboxi es un constituyente menor y los otros monómeros de vinilideno presentes como componentes principales se preparan fácilmente de acuerdo con el proceso de la presente invención.
El estabilizador estérico funciona para proporcionar una barrera estérica que rechaza las partículas que se aproximan. Un requisito para el estabilizador estérico es que un segmento del dispersante (es decir, un hidrófobo) sea muy soluble en el disolvente (la fase continua en un proceso de polimerización en dispersión no acuosa) y que otro segmento (es decir, un hidrófilo) esté al menos fuertemente adherido a la partícula polimérica en crecimiento. De este modo, los estabilizadores estéricos del presente documento tienen un grupo hidrófilo y un grupo hidrófobo. Los estabilizantes estéricos son copolímeros de bloque que comprenden un bloque soluble y un bloque de anclaje que tienen un peso molecular (es decir, longitud de cadena) usualmente por encima de 1.000, pero una longitud de hidrófobo de más de 5 nm (50 Angstroms), calculado por la Ley de Cosenos. Estas dimensiones se determinan en la configuración extendida usando valores de la literatura para longitudes y ángulos de enlace. Por lo tanto, los estabilizadores estéricos de la presente invención se distinguen de los tensioactivos estéricos de la técnica anterior que pueden ser copolímeros de bloque, pero tienen longitudes de hidrófobo de menos de 5 nm (50 Angstroms). El estabilizante estérico de la presente invención tiene una configuración de bloque lineal o de peine y tiene un hidrófobo de longitud suficiente para proporcionar una barrera estérica suficiente.
Cuando el estabilizante estérico es un estabilizador estérico copolimérico de bloques lineales, se define mediante la siguiente fórmula:
Cw- ^ B — A — By ^ T D z
en la que A es un resto hidrofílico, que tiene una solubilidad en agua a 25 °C de 1 % o más, un peso molecular de aproximadamente 200 a aproximadamente 50000 y se selecciona para unirse covalentemente a los bloques B; B es un resto hidrofóbico, que tiene un peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 60 000, una solubilidad de menos del 1 % en agua a 25 °C, capaz de unirse covalentemente a los bloques A;
y D son grupos terminales que pueden ser A o B; pueden ser grupos iguales o diferentes y dependerán del proceso de fabricación puesto que están presentes para controlar la longitud del polímero, añadir otra funcionalidad o como resultado del proceso de fabricación;
w es 0 o 1;
x es un número entero de 1 o más,
y es 0 o 1, y
z es 0 o 1.
Ejemplos de grupos hidrófilos son óxido de polietileno, poli(1,3-dioxolano), copolímeros de óxido de polietileno o poli (1,3-dioxolano), poli(2-metil-2 -oxazolina cloruro de poliglicidiltrimetilamónico, óxido de polimetileno, y similares, siendo preferido el óxido de polietileno. Los ejemplos de grupos hidrófobos son poliésteres, tales como los derivados del ácido 2-hidroxibutírico, ácido 3-hidroxibutírico, ácido 4-hidroxibutírico, ácido 2-hidroxicaproico, ácido 10-hidroxidecanoico, ácido 12-hidroxidodecanoico, ácido 16-hidroxihexadecanoico, ácido 2-hidroxiisobutírico, ácido 2-(4-hidroxifenoxi)propiónico, ácido 4-hidroxifenilpirúvico, ácido 12-hidroxiesteárico, ácido 2-hidroxivalérico, polilactonas, tales como como caprolactona, butirolactona, polilactamas, tales como los derivados de caprolactama, poliuretanos, poliisobutileno, donde el hidrófobo debe proporcionar una barrera estérica de más de 5 nm (50 Angstroms), preferiblemente mayor de 7,5 (75 Angstroms), prefiriéndose también más de 10 nm (100 Angstroms), y similares, siendo preferidos los ácidos grasos polihidroxi, tales como ácido poli(12-hidroxiesteárico). La barrera estérica es la longitud del hidrófobo en su estado completamente extendido. Dichos estabilizadores estéricos están comercialmente disponibles bajo la marca Hypermer® de Croda.
Las moléculas estabilizantes estéricas comprenden unidades hidrófilas e hidrófobas. Las unidades poliméricas hidrófobas o bloques hidrófobos pueden prepararse mediante una serie de métodos bien conocidos. Estos métodos incluyen reacciones de condensación de hidroxiácidos, de condensación de polioles (preferiblemente dioles) con ácidos policarboxílicos (preferiblemente diácidos). Otros métodos útiles incluyen polimerización de lactonas y lactamas, y reacciones de polioles con poliisocianatos. Los bloques hidrófobos o unidades poliméricas pueden hacerse reaccionar con unidades hidrófilas mediante reacciones tales como las conocidas por los expertos en la técnica. Estas reacciones incluyen reacciones de condensación y reacciones de acoplamiento, por ejemplo. Después de la preparación del estabilizante estérico, los estabilizantes pueden hacerse reaccionar adicionalmente con agentes modificadores para mejorar su utilidad. La patente de Estados Unidos Número 4,203,877 de Alan S. Baker enseña la preparación de dichos estabilizantes estéricos.
Cuando el estabilizante estérico es un estabilizante estérico copolimérico en peine, se define mediante la siguiente fórmula:
R5-(Z)m-(Q)n-R6,
en la que R5 y R6 son grupos terminales y pueden ser iguales o diferentes y serán diferentes de Z y Q,
Z es un resto hidrofóbico que tiene una solubilidad de menos del 1 % en agua a 25 °C,
Q es un resto hidrófilo que tiene una solubilidad de más del 1 % en agua a 25 °C, m y n son números enteros de 1 o más y se seleccionan de manera que el peso molecular del polímero es de aproximadamente de 100 a aproximadamente 250000.
Los ejemplos de la unidad de monómero hidrófobo o resto son dimetilsiloxano, difenilsiloxano, metilfenil siloxano, acrilato de alquilo, metacrilato de alquilo y similares, siendo preferido el dimetilsiloxano.
Los ejemplos de la unidad o resto de monómero hidrófilo son metil-3-polietoxipropil siloxano-Q-fosfato o sulfato y las sales metálicas o las sales amónicas derivadas de los mismos; unidades derivadas de polietoxi (met)acrilato que contiene de 1 a 40 moles de óxido de etileno; ácido acrílico; acrilamida; ácido metacrílico, anhídrido maleico; (met)acrilato de dimetilaminoetilo; o sus sales con cloruro de metilo o sulfato de dimetilo; dimetilaminopropil(met)acrilamida y sus sales con cloruro de metilo o sulfato de dimetilo y similares, siendo preferido el metil-3-polietoxipropil-siloxano-Q-fosfato.
Los ejemplos de agentes terminales son monohalosilanos, mercaptanos, haloalcanos, aromáticos de alquilo, alcoholes y similares, que producirán grupos terminales tales como trialquilsililo, alquilo, arilalquilo, alcoholato y similares, siendo los grupos terminales preferidos trimetilsililo.
Los tipos específicos de ácidos poliacrílicos reticulados incluyen Carbopol® 981NF; Carbopol® 980NF; Pemulen TR1; Pemulen TR2; e interpolímero de carbómero ETD-2020-NF; Ultrez 10NF, copolímeros de ácido acrílico y acrilatos de alquilo; copolímeros de ácido acrílico y éteres alquilvinílicos y copolímeros de anhídrido de etileno y maleico. Un ácido poliacrílico aprobado para aplicaciones farmacéuticas son homopolímeros de carbómero, copolímeros de carbómero, interpolímeros de carbómero o policarbófilo, tal como se describe en las monografías de carbómero y policarbófilo compendiadas en Estados Unidos.
Las composiciones de TPU descritas en el presente documento se preparan usando a) un componente de poliisocianato. El componente poliisocianato y/o poliisocianato incluye uno o más poliisocianatos. En algunas realizaciones, el componente de poliisocianato incluye uno o más diisocianato.
En algunas realizaciones, el poliisocianato y/o componente poliisocianato incluye un diisocianato de a, w-alquileno que tiene de 5 a 20 átomos de carbono.
Los poliisocianatos adecuados incluyen diisocianatos aromáticos, diisocianatos alifáticos o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el componente de poliisocianato incluye uno o más diisocianatos aromáticos. En algunas realizaciones, el compuesto de poliisocianato está esencialmente libre de, o incluso completamente libre de, diisocianatos alifáticos. En otras realizaciones, el componente de poliisocianato incluye uno o más diisocianatos alifáticos. En algunas realizaciones, el compuesto de poliisocianato está esencialmente libre de, o incluso completamente libre de, diisocianatos aromáticos.
Ejemplos de poliisocianatos útiles incluyen diisocianatos aromáticos tales como 4,4'-metilenbis(isocianato de fenilo) (Mdi), diisocianato de m-xileno (XDI), fenilen-1,4-diisocianato, naftalen-1,5-diisocianato y diisocianato de tolueno (TDI); así como diisocianatos alifáticos, tales como diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de 1,4-ciclohexilo (CHDI), decano-1,10-diisocianato, lisina diisocianato (LDI), 1,4-butano diisocianato (BDI), hexano-1,6-diisocianato (HDI), diisocianato de 3,3'-dimetil-4,4'-bifenileno (TODI), diisocianato de 1,5-naftaleno (NDI) y diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato (H12MDI). Se pueden usar mezclas de dos o más poliisocianatos. En algunas realizaciones, el poliisocianato es MDI y/o H12MDl. En algunas realizaciones, el poliisocianato incluye MDI. En algunas realizaciones, el poliisocianato incluye H12MDI.
En algunas realizaciones, el poliuretano termoplástico se prepara con un componente de poliisocianato que incluye H12MDI. En algunas realizaciones, el poliuretano termoplástico se prepara con un componente de poliisocianato que consiste esencialmente en H12MDI. En algunas realizaciones, el poliuretano termoplástico se prepara con un componente de poliisocianato que consiste en H12MDI.
En algunas realizaciones, el poliuretano termoplástico se prepara con un componente de poliisocianato que incluye (o consiste esencialmente en, o incluso consiste en) H12MDI y al menos uno de MDI, HDI, TDI, IPDI, LDI, BDI, PDl, CHDI, TODI y NDI.
En algunas realizaciones, el poliisocianato usado para preparar el TPU y/o las composiciones de TPU descritas en el presente documento es al menos 50 %, en base al peso, de diisocianato cicloalifático. En algunas realizaciones, el poliisocianato incluye un diisocianato de a, w-alquileno que tiene de 5 a 20 átomos de carbono.
En algunas realizaciones, el poliisocianato usado para preparar el TPU y/o las composiciones de TPU descritas en el presente documento incluye hexametilen-1,6-diisocianato, 1,2-dodecano diisocianato, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno, diisocianato de 2,4,4-trimetil-hexametileno, diisocianato, diisocianato de 2-metil-1,5-pentametileno, o combinaciones de los mismos.
El componente poliol
Las composiciones de TPU descritas en el presente documento se preparan usando b) un componente de poliol. Los polioles incluyen polioles de poliéter.
Los polioles adecuados, que también pueden describirse como intermedios terminados en hidroxilo, pueden incluir uno o más poliéteres terminados en hidroxilo.
Los intermedios de poliéter terminados en hidroxilo adecuados incluyen glicol que se hace reaccionar con un éter que comprende un óxido de etileno que tiene de 2 a 6 átomos de carbono. Los grupos hidroxilo primarios que resultan del óxido de etileno son más reactivos que los grupos hidroxilo secundarios y, por lo tanto, son preferidos.
Los polioles de poliéter comerciales son poli(etilenglicol), que comprende óxido de etileno que ha reaccionado con etilenglicol. Los diversos intermedios de poliéter tienen, generalmente, un peso molecular promedio en número (Mn), determinado por ensayo de los grupos funcionales terminales, que es un peso molecular medio mayor que aproximadamente 1450, tal como de aproximadamente 1450 a aproximadamente 8000, o de aproximadamente 1450 a aproximadamente 5500, o de aproximadamente 1450 a aproximadamente 3000. En una realización, se incluye PEG que tiene un Mn de 8000. En algunas realizaciones, el intermedio de poliéter incluye una mezcla de dos o más poliéteres de peso molecular diferente, tal como una mezcla de PEG de 300 Mn y 1450 Mn o una mezcla de PEG de 1450 Mn y 8000 Mn.
El componente de poliol, puede incluir poli (etilenglicol).
El componente extensor de cadena opcional
Las composiciones de TPU descritas en el presente documento pueden incluir además c) un componente extensor de cadena. Los extensores de cadena incluyen dioles, diaminas y combinación de los mismos.
Los extensores de cadena adecuados incluyen compuestos polihidroxi relativamente pequeños, por ejemplo glicoles alifáticos inferiores o de cadena corta, que tienen de 2 a 20, o de 2 a 12, o de 2 a 10 átomos de carbono. Entre los ejemplos adecuados se incluyen etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-butanodiol (BDO), 1,6-hexanodiol (HDO), 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, neopentilglicol, 1,4 ciclohexanodimetanol (CHDM), 2,2-bis[4-(2-hidroxietoxi)fenil]propano (HEPP), hexametilendiol, heptanodiol, nonanodiol, dodecanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, etilendiamina, butanodiamina, hexametilendiamina e hidroxietil resorcinol (HER), y similares, así como mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, el extensor de cadena incluye BDO, HDO, 3-metil-1,5-pentanodiol, o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones, el extensor de cadena incluye BDO. Se pueden usar otros glicoles, tales como glicoles aromáticos, pero, en algunas realizaciones, los TPU descritos en el presente documento están esencialmente libres de, o incluso completamente libres de, tales materiales.
En algunas realizaciones, el extensor de cadena utilizado para preparar el TPU está sustancialmente libre de, o incluso completamente libre de, 1,6-hexanodiol. En algunas realizaciones, el extensor de cadena utilizado para preparar el TPU incluye un extensor de cadena cíclica. Entre los ejemplos adecuados se incluyen CHDM, HEPP, HER, y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el extensor de cadena utilizado para preparar el TPU incluye un extensor de cadena cíclico aromático, por ejemplo HEPP, HER, o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones, el extensor de cadena utilizado para preparar el TPU incluye un extensor de cadena cíclico alifático, por ejemplo CHDM. En algunas realizaciones, el extensor de cadena utilizado para preparar el TPU está sustancialmente libre de, o incluso completamente libre de, extensores de cadena aromáticos, por ejemplo, extensores de cadena cíclicos aromáticos. En algunas realizaciones, el extensor de cadena utilizado para preparar el TPU está sustancialmente libre de, o incluso completamente libre de polisiloxanos.
En algunas realizaciones, el componente extensor de cadena incluye 1,4-butanodiol, 2-etil-1,3-hexanodiol, 2,2,4-trimetilpentano-1,3-diol, 1,6-hexanodiol, 1,4- ciclohexano-dimetilol, 1,3-propanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, dietilenglicol o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el extensor de cadena incluye 1,4-butanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el componente extensor de cadena incluye 1,4-butanodiol. Cuando está presente, el componente extensor de cadena puede utilizarse en una cantidad de 0,4 % en peso a aproximadamente 4,0 % en peso.
Componentes TPU adicionales
En algunas realizaciones, el TPU descrito en el presente documento incluirá adicionalmente un agente de terminación de cadena opcional. Los agentes de terminación de cadena son bien conocidos y pueden ser monohidroxilo o monoamina primaria o cualquier otro compuesto de función mono que reacciona con un diisocianato para terminar la polimerización de crecimiento por etapas en el extremo de la cadena polimérica. Estos pueden ser iguales o diferentes en cada extremo del polímero. El agente de terminación de cadena puede tener un peso molecular promedio en número que varía de 100 a 8000, unido al polímero a través de un enlace de uretano o urea. Entre los ejemplos de agentes de terminación de cadena se incluyen óxidos de polialquileno terminados en monoamina o monoalcohol, siliconas, alquilo, alquilésteres, ésteres de polialquileno y mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, un grupo terminador de cadena que se puede usar en los copolímeros de poliuretano de acuerdo con la presente invención incluye óxidos de polietileno monofuncionales, óxidos de politetrametileno monofuncionales, óxidos de polipropileno monofuncionales, siloxanos monofuncionales y mezclas y/o copolímeros de los mismos. Dodecilaminas, alcoholes alcoxilados tales como cetereth-20, steareth 20 y similares. En una realización, la cantidad de agente de terminación de cadena es de 0 % en peso - 2 % en peso basado en el peso total del copolímero de poliuretano seco.
La composición descrita en el presente documento se forma generalmente dispersando un polímero de ácido poli(acrílico) reticulado en agua. La cantidad del polímero de ácido poli(acrílico) reticulado es, en una realización, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 2,5 partes en peso y en otra realización, de aproximadamente 0,05 % en peso a aproximadamente 1,5 % en peso, y en otra realización de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 1,0 % en peso para cada 100 partes en peso de agua. El polímero hidrófilo de TPU se disuelve, en una realización, en mezcla de agua en una cantidad de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 2,5 % en peso y en otra realización, de aproximadamente 0,05 % en peso a aproximadamente 1,5 % en peso, y en otra realización de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 1,0 % en peso por cada 100 partes en peso de agua.
Se ha descubierto que el grado de neutralización del polímero de ácido poli(acrílico) tiene un impacto directo sobre la preparación del polímero de ácido poli(acrílico) mezclado y el TPU así como las propiedades finales del hidrogel. Por consiguiente, en una realización, antes de la mezcla de los dos polímeros, el polímero de ácido poli(acrílico) se neutraliza parcialmente desde un pH inicial de aproximadamente 2,0 hasta aproximadamente 8,0 o desde aproximadamente 2,0 hasta aproximadamente 6,5 o de aproximadamente 2,0 hasta aproximadamente 4,0. En una realización, el TPU y la base para neutralizar el polímero de ácido poli(acrílico) se mezclan. El polímero de ácido poli(acrílico) se dispersa. En una realización, la cantidad de neutralizante utilizada es de 25 % a 50 % del valor teórico necesario para conseguir una solución polimérica de pH 7. En otra realización, la cantidad de neutralización es de 10 % a 75 % del contenido en ácido del polímero. En una realización adicional, el pH de la solución de polímero es de 4 a 8. La neutralización puede llevarse a cabo con cualquier agente o compuesto neutralizante conveniente, tal como hidróxido de amonio, hidróxido de sodio, otros hidróxidos alcalinos, boratos, fosfatos, pirofosfatos o polifosfatos; un aminoácido, tal como arginina; AMP-95 (2-amino-2-metil-1-propanol) un producto de Angus Chemical, cocamina, oleamina, diisopropanolamina, diisopropilamina, dodecilamina, PEG-15 cocoamina, morfolina, tetraquis (hidroxipropil) etilendiamina, triamilamina, trietanolamina, trietilamina o trometamina (2-amino 2-hidroximetil-1,3-propanodiol). En algunas realizaciones, los agentes neutralizantes incluyen NaOH, tetraquis (hidroxipropil) etilendiamina, trietanolamina y trometamina.
El polímero de ácido poli(acrílico) y el TPU hidrófilo se mezclan a continuación. En una realización, la relación, en peso, del polímero de ácido poli(acrílico) y el TPU hidrófilo es de 1:9 a 2:1, y en otra realización, de 1:3 a 1:1. Opcionalmente, se puede añadir agua adicional u otro disolvente tal como alcoholes, polioles o polialcóxidos. Tal agua o disolvente adicional depende de las cualidades finales deseadas y de las restricciones físicas de las formulaciones individuales.
En algunas realizaciones, los hidrogeles divulgados en el presente documento pueden esterilizarse. La esterilización es el proceso de tratamiento que elimina materiales de posibles contaminantes, incluyendo la vida microbiana, bacterias, hongos y virus. Con el fin de limitar la transmisión de estos contaminantes, la industria médica requiere ciertos niveles de esterilización. Pueden usarse varios métodos de esterilización. En una realización, la esterilización puede llevarse a cabo sumergiendo el producto en gas de óxido de etileno en una cámara, aireándolo después. En otra realización, el producto se introduce en una cámara de esterilización que se aspira y se llena con vapor de peróxido de hidrógeno y luego se airea. Puede usarse esterilización con energía ionizante que tiene baja penetración y utiliza una tasa de dosis alta para eliminar contaminantes. Un acelerador produce un haz de electrones que se centran en el producto que se va a esterilizar. También se puede usar esterilización utilizando una fuente de isótopos, normalmente Cobalto-60, para producir energía ionizante que fluye a través del producto. Esta energía causa daños celulares a los organismos, librando el producto de ellos. Se puede usar esterilización utilizando aire caliente, conduciendo calor a través del equipo. Los objetos se calientan a una temperatura constante y se mantienen durante cierto tiempo, dependiendo del material. La esterilización por calor seco es muy efectiva, ya que puede alcanzar todas las superficies de un producto ensamblado.
El gel como se describe en el presente documento puede utilizarse en diversas formas, incluyendo lociones, pulverizaciones, geles de pulverización, líquidos comprimidos, suspensiones líquidas, y similares.
La sustancia aplicada puede ser cualquier material conocido, pretendido o pensado para tener un efecto beneficioso sobre el sustrato elegido, tal como las sustancias enumeradas en el párrafo anterior. Aunque los ingredientes activos solubles en agua se incorporan más fácilmente, el uso de vehículos no acuosos, emulsionantes, fases orgánicas dispersas (hidrocarburo), etc., puede permitir el suministro de compuestos no polares (por ejemplo, materiales hidrocarbonados tales como compuestos alifáticos y aromáticos).
Una clase de sustancias son los auxiliares terapéuticos que incluyen, pero no se limitan a los mismos, humectantes (o cosas que ayudan al sustrato (piel) a retener el agua); aceites (o cosas que ayudan a la piel a retener aceite); agentes farmacéuticos; agentes antimicrobianos; agentes antibacterianos; fungicidas; agentes antiinflamatorios / analgésicos (por ejemplo, sustancias que reducen la irritación); agentes suavizantes; agentes endurecedores; agentes que aumentan la elasticidad del sustrato; agentes que promueven el crecimiento celular o la reproducción celular; agentes que retardan el crecimiento celular o la reproducción celular; estimulantes de las células o nervios, antihistamínicos; anestésicos locales; y similares.
El hidrogel puede incluir uno o más ingredientes activos con una o más de las siguientes ventajas: administración sostenida, consistencia en la dosificación, liberación mejorada, control de la dosificación, eficiencia y biodisponibilidad para: cicatrización de heridas, cicatrización de quemaduras, reducción de cicatrices, etc.; cambios de color de la piel o de la queratina (aclaramiento, oscurecimiento, coloración), aplicación de imágenes decorativas, resaltado; mejora de la penetración de otro ingrediente activo o medicamento a través de la piel u otro sustrato; alterar la fragancia o aroma del sustrato o mejorar la grasa, por ejemplo, reducción de la celulitis; aplicación de una hormona, un esteroide o una feromona, etc.
El ingrediente activo puede ser de cualquier polaridad de baja a alta, incluyendo fragancias, colorantes, pigmentos, ungüentos, etc. Cuando se desee, la solubilidad en agua puede aumentarse mediante la adición de otros vehículos, aditivos, etc. En muchas realizaciones, se utilizará una mezcla de dos o más ingredientes activos que actúan independientemente o en conjunción entre sí. El ingrediente activo puede ser cualquiera de los siguientes: un humectante, un agente antienvejecimiento (eliminación del efecto del envejecimiento o reparación de los efectos del envejecimiento); un astringente, un ácido (por ejemplo, glicólico, cítrico y vitaminas); un estimulante de la piel (por ejemplo, mentol, alcanfor y extracto de pimienta de cayena); un agente reafirmante; un agente adelgazante; un secuestrante de radicales; solubilizantes, un antihistamínico (por ejemplo, difenhidramina o maleato de clorfenhidramina); salicilato de metilo; glicolsalicilato; un aroma-terapéutico; un humectante; un emoliente; un fitoquímico (extracto natural, tal como hierbas y sustancias botánicas, por ejemplo, bambú, aceite de árbol de té, etc.), un antioxidante, un agente blanqueador de la piel (por ejemplo, hidroquinona, peróxido y ácido kójico); un agente o agente autobronceador o agente para añadir colorante a la piel (por ejemplo, dihidroxiacetona); un agente protector de la piel (por ejemplo, hidratantes, ceras, bloqueantes solares (orgánicos o inorgánicos)); un eliminador de manchas (el sustrato pueden ser personas); queratina, retinol; vitaminas; complejos vitamínicos; precursores de principios activos, tales como precursores de retinol; ácido salicílico y derivados del ácido salicílico; péptido, péptido oligomérico y polimérico; una enzima; una coenzima; proteínas y sus precursores; aminoácido (por ejemplo, dímeros, aminoácidos cíclicos y alifáticos); glucosaminoglicanos; sacáridos; derivados de sacáridos; polisacáridos; sacáridos oligoméricos; sacáridos oligoméricos cíclicos; hidratos de carbono, triglicéridos de ácidos grasos, ácidos grasos esenciales; lípidos; lecitina; fosfolípidos; agentes acondicionadores; derivados de la leche; carotenos; ciclodextrinas; tocoferoles; fitosteroles; agentes catiónicos; aceite (natural, tal animal y vegetal, sintético, incluyendo aceite de onagra, aceite de jojoba, aceite mineral, aceite de ricino, aceite de palma, aceite de coco, aceite de maíz, siliconas, y formas derivadas de los mismos; gelatinas, almidón natural, almidones modificados, celulósicos y celulósicos modificados químicamente, alginato de sodio, goma arábiga, almidón de maíz, cascina, gomas naturales y/o gomas naturales modificadas; ceras (naturales, tales plantas y sintéticas); compuestos cuaternizados; silicona y/o derivados de silicona; hidrolizados de proteínas o proteínas derivadas; quitina; quitina desnaturalizada; quitosano; compuestos marinos derivados o materiales de origen marino (por ejemplo, cualquier cosa del mar, incluyendo laminarias, coral, algas, factor hidratante marino, algas, plantas marinas, fitoplancton, laminarias y sus extractos); proteína animal y/o vegetal hidrolizada; astringente (por ejemplo, óxido de cinc, ácido tánico, alumbre, sulfato de aluminio, vitamina, dl-a-tocoferol); un agente humectante; un repelente del agua; un antimicrobiano; un desodorante; un fungicida; un ácido de la fruta; extractos / aceites de frutos secos; una fragancia; ácidos de flor; ceramidas; un flavonoide; materiales biológicamente derivados (biotecnología); hialuronato de sodio; ácido hialurónico; etc.
En una realización, se pueden ajustarla claridad y/o el aspecto de los hidrogeles de la invención. La claridad de los hidrogeles puede variar desde sustancialmente transparentes, con poca turbidez visual, hasta cuando los aditivos de los componentes insolubles, tales como perlas, burbujas de aire, agentes nacarantes, son claramente visibles a opacos visualmente. Los hidrogeles pueden incorporar suspensión a largo plazo de partículas, gotas de líquido insolubles, o la estabilización de burbujas de gas dentro del medio. Los materiales o compuestos que pueden estar suspendidos pueden ser solubles o insolubles. En algunas realizaciones, el hidrogel se opacifica incorporando deliberadamente materiales nacarados en el mismo para conseguir un aspecto atractivo parecido a una perla, conocido como nacarado. Ejemplos de estos otros compuestos insolubles incluyen pigmentos, minerales, tales como bismuto, antimicrobianos tales como partículas de plata o de cinc, colorantes y similares.
También se prevén composiciones de fases múltiples, distintas visualmente, donde una fase es clara y otra fase es opaca. En una realización de la invención, se puede formar un patrón que comprende fases que son visualmente distintas entre sí, mezclando componentes claros y opacos. La distinción visual entre cada fase puede ser en color, textura, densidad y el tipo de componente insoluble o agente beneficioso contenido en el mismo. El patrón específico se puede elegir entre una amplia variedad de patrones.
Propiedades de gel
La elección del componente de TPU y la relación entre el polímero de ácido poli(acrílico) y el componente de TPU, así como el grado de neutralización del polímero de ácido poli(acrílico) tendrá cada uno un impacto sobre las propiedades físicas del hidrogel resultante. Estos parámetros se pueden utilizar para seleccionar la combinación de las propiedades deseadas en el hidrogel resultante. A modo de ejemplo, las propiedades físicas pueden incluir uno o más de las siguientes: viscosidad, límite elástico, respuesta a la sal. A continuación se comentan algunas de las propiedades físicas más importantes.
La viscosidad puede determinarse según la viscosidad de Brookfield. En algunas realizaciones, la viscosidad del hidrogel será de aproximadamente 3000 mPa*s (ps) a 200 000 mPa*s y, en otra realización, de 3000 a 150 000 mPa*s, o de 3000 a 120000 mPa*s, como se analiza mediante el método de huso rotatorio de Brookfield a 20 RPM.
Haciendo referencia a la Figura 1, se ilustra el efecto sinérgico con respecto a la viscosidad obtenida con el hidrogel de ácido poliacrílico reticulado de la invención y el TPU en comparación con la falta de sinergia entre el ácido poliacrílico reticulado y el óxido de polietileno de alto peso molecular (PEO). Como puede verse, el hidrogel de la invención proporciona un perfil de viscosidad incrementada en comparación con el ácido poliacrílico reticulado y el óxido de polietileno de alto peso molecular (PEO).
La figura 2 ilustra además la sinergia en la viscosidad de Brookfield a 20 RPM en el hidrogel de la invención que contiene un ácido poliacrílico reticulado de mayor viscosidad con poliuretano termoplástico (línea continua) y un ácido poliacrílico reticulado de menor viscosidad con poliuretano termoplástico (línea discontinua) a 1,0 % en peso del polímero total, con un porcentaje creciente de ácido poliacrílico reticulado. Tanto el ácido poliacrílico reticulado de alta viscosidad como de baja viscosidad muestran mayor viscosidad cuando se mezclan con el poliuretano termoplástico.
El límite elástico y la respuesta a la cizalladura se pueden determinar de acuerdo con la microviscosidad mediante ajuste estimado al modelo reológico de Casson o reología. En algunas realizaciones, la respuesta a la cizalladura del hidrogel será de aproximadamente 130 mPa*s a aproximadamente 1000 mPa*s, y, en otra realización, de aproximadamente 215 mPa*s a aproximadamente 1000 mPa*s.
El límite elástico y la respuesta a la cizalladura pueden determinarse también mediante el método de Brookfield, como se expone a continuación en los Ejemplos.
La respuesta a la sal puede determinarse según la viscosidad Brookfield medida al 1 % en peso de la composición del hidrogel y 1 % en peso de cloruro sódico a 20 RPM. En algunas realizaciones la respuesta a la sal del hidrogel será de aproximadamente 325 mPa*s a aproximadamente 50000 mPa*s.
El comportamiento de reducción de cizalladura de un fluido de la ley de potencia se puede determinar utilizando la viscosidad Brookfield a diferentes velocidades. La viscosidad se representa en función de la velocidad del huso para mostrar relaciones de la forma:
Figure imgf000012_0001
con el término de potencia k correspondiente a la pendiente, que representa el adelgazamiento por cizalladura de la muestra según la viscosidad de Brookfield y puede denominarse índice de comportamiento de flujo (un número sin dimensiones). Cuando k es menor que uno, la ley de potencia predice que la viscosidad efectiva disminuiría con el aumento de la velocidad de cizalladura.
Aplicación industrial
Algunas realizaciones de la invención se refieren al uso de los hidrogeles como ingredientes poliméricos multifuncionales en aplicaciones de cuidado personal, cuidado sanitario, domésticas, institucionales e industriales y similares. Los hidrogeles se pueden emplear como emulsionantes, auxiliares de dispersión y vehículos para aumentar la eficacia, deposición y suministro de ingredientes químicamente y fisiológicamente activos y materiales cosméticos, y como vehículos para mejorar las propiedades psicosensoriales y estéticas de una formulación en la que están incluidos. La expresión "productos para el cuidado personal" tal como se usa en el presente documento incluye, sin limitación, cosméticos, artículos de tocador, cosmecéuticos, productos de belleza, productos de higiene personal y de limpieza que se aplican a la piel, pelo, cuero cabelludo y uñas de seres humanos y animales. La expresión "productos para el cuidado de la salud" tal como se usa en el presente documento incluye, sin limitaciones, productos farmacéuticos, farmacocosméticos, productos para el cuidado bucal (boca, dientes), productos para el cuidado de los ojos, productos para el cuidado de los oídos y productos y dispositivos de libre dispensación, tales como parches, apósitos y similares. La expresión también incluye dispositivos médicos que se aplican externamente en el cuerpo de seres humanos y animales para mejorar una afección médica o relacionada con la salud. El término "cuerpo" incluye las áreas de la piel queratinosas (pelo, uñas) y no queratinosas del cuerpo entero (cara, tronco, extremidades, manos y pies), los tejidos de las aberturas del cuerpo y los ojos. El término "piel" incluye el cuero cabelludo y las membranas mucosas.
Los hidrogeles de la invención son adecuados para el cuidado personal (cosméticos, artículos de tocador, cosmecéuticos) y productos tópicos para el cuidado de la salud, incluyendo, sin limitaciones, productos para el cuidado de la piel (facial, cuerpo, manos, cuero cabelludo y pies), tales como cremas, lociones y productos de limpieza, productos antiacné, productos antienvejecimiento (exfoliante, queratolítico, anticelulítico, antiarrugas y similares), protectores de la piel (productos para el cuidado frente al sol, tales como protectores solares, bloqueantes solares, cremas de barrera, siliconas y similares), productos para el color de la piel (blanqueadores, clarificadores, aceleradores del bronceado sin sol y similares), productos de baño y ducha (limpiadores corporales, lavado corporal, gel de ducha, jabón líquido, aceite de baño acondicionador líquido, baño de burbujas y similares).
Los auxiliares de salud y belleza tópicos pueden incluir los hidrogeles de la invención, como auxiliares de extensión y formadores de película incluyen, sin limitaciones a los mismos, pulverizadores protectores de la piel, cremas, lociones, geles, tales como repelentes de insectos, alivio de picores, antisépticos, desinfectantes, pantallas solares, filtros solares, agentes para el estiramiento de la piel y leche tónica y lociones tonificantes, composiciones de eliminación de verrugas y similares.
Los hidrogeles de la invención pueden encontrar uso como agentes de suspensión para partículas que los hacen adecuados para productos dérmicos que contienen partículas, microabrasivos y abrasivos, tales como geles de ducha, mascarillas y limpiadores para la piel que contienen agentes exfoliantes. Las partículas típicas incluyen, pero sin limitaciones a las mismas, granulos de cáscaras, semillas y huesos, tales como almendras, albaricoque (semilla, polvo de almendra, cáscara), aguacate, coco, mazorca de maíz, oliva, melocotón, semilla de cadera de rosa, cáscara de nuez y similares, silicato de aluminio, jojoba (cera, polvo de semilla), polvo de cubierta de ostra, semilla de prímula vespertina, habas de adzuki molidas y similares, polietileno (gránulos, esferas), gránulos de polietileno (e) hidroxilcelulosa, celulosa microcristalina, poliestireno, gránulos de poliestireno (y) talco, piedra pómez molida, esponja de lufa molido, alga marina molida, arroz, salvado de avena, sílice (hidratada, coloidal y similares), cáscara de huevo molida, semilla de amapola azul molida, sal, tal como cloruro de sodio, sal del mar muerto y similares, y mezclas de los mismos.
Los hidrogeles de la invención son útiles como espesantes y formadores de película en diversas composiciones dermatológicas, cosmecéuticas empleadas para mejorar tópicamente las condiciones de la piel causadas por el envejecimiento, el secado, los daños producidos por la luz, el acné y similares, que contienen acondicionadores, humectantes, antioxidantes, exfoliantes, agentes queratolíticos, vitaminas y similares. Los hidrogeles de la invención se pueden emplear como espesante para lociones y cremas activas para el tratamiento de la piel, que contienen como tales ingredientes activos, agentes antienvejecimiento ácidos, agentes anticelulíticos y antiacné, tales como alfa-hidroxiácido (AHA), beta-hidroxiácido (BHA), alfa-aminoácido, alfa-cetoácidos (AKA), y mezclas de los mismos. En tales cosmecéuticos, los AHA pueden incluir, pero sin limitaciones a los mismos, ácido láctico, ácido glicólico, ácidos de frutas, tales como ácido málico, ácido cítrico, ácido tartárico, extractos de compuestos naturales que contienen AHA, tales como extracto de manzana, extracto de albaricoque y similares, extracto de miel, ácido 2-hidroxioctanoico, ácido glicérico (ácido dihidroxipropiónico), ácido tartrónico (ácido hidroxipropanodioico), ácido glucónico, ácido mandélico, ácido bencílico, ácido azelaico, ácido acético, ácido alfa-lopiaco, ácido salicílico, sales y derivados de AHA tales como glicolato de arginina, lactato amónico, lactato de sodio, ácido alfa-hidroxibutírico, ácido alfa-hidroxiisobutírico, ácido alfa-hidroxiisocaproico, ácido alfa-hidroxiisovalérico, ácido atroláctico y similares. Los BHA pueden incluir, pero no se limitan a los mismos, ácido 3-hidroxipropanoico, ácido beta-hidroxibutírico, ácido beta-fenil-láctico, ácido beta-fenil-pirúvico y similares. Los alfa-aminoácidos incluyen, sin limitarse a, ácidos alfaamino-dicarboxílicos, tales como ácido aspártico, ácido glutámico y mezclas de los mismos, a veces empleados en combinación con ácidos de frutas. Los a Ka incluyen ácido pirúvico. En algunas composiciones antienvejecimiento, el agente activo ácido puede ser ácido retinoico, un ácido halocarboxílico, tal como ácido tricloroacético, un antioxidante ácido, tal como ácido ascórbico (vitamina C), un ácido mineral, ácido fítico, ácido lisofosfatídico y similares. Algunos agentes antiacné, por ejemplo, pueden incluir ácido salicílico, derivados del ácido salicílico, tales como ácido 5-octanoilsalicílico, ácido retinoico y sus derivados.
Otros productos para el cuidado de la salud en los que los hidrogeles de la invención pueden encontrar uso son productos médicos, tales como productos farmacéuticos y dispositivos tópicos y no tópicos. En la formulación de productos farmacéuticos, se puede usar un hidrogel de la invención como espesante y/o lubricante en productos tales como aglutinantes, recubrimientos, agentes de liberación controlada, cremas, pomadas, geles, pastas, ungüentos, cápsulas de gel, líquidos purgantes (enemas, eméticos, colónicos y similares), supositorios, espumas antifúngicas, productos para los ojos (productos oftálmicos, tales como gotas oftálmicas, lágrimas artificiales, gotas de liberación de fármacos para glaucoma, agentes para limpieza de lentes de contacto y similares), productos para el oído (ablandadores de cera, eliminadores de cera, gotas de liberación de fármacos en otitis y similares), productos nasales (gotas, ungüentos, pulverizadores y similares), para el cuidado de las heridas (vendas líquidas, recubrimientos de heridas, cremas antibióticas, ungüentos y similares) y los geles para quemaduras, sin limitaciones a los mismos.
La cantidad de cada componente químico descrito se presenta exclusivo de cualquier disolvente, que habitualmente puede estar presente en el material comercial, es decir en base a un producto químico activo, a menos que se indique lo contrario. No obstante, a menos que se indique lo contrario, cada agente químico o composición a la que se hace referencia en el presente documento se interpretará como material de calidad comercial que puede contener los isómeros, subproductos, derivados y otros materiales de este tipo que normalmente se entiende que están presentes en la calidad comercial.
Se sabe que algunos de los materiales descritos anteriormente pueden interaccionar en la formulación final, de manera que los componentes de la formulación final pueden ser diferentes de los añadidos inicialmente. Por ejemplo, los iones metálicos (de, por ejemplo, un detergente) pueden migrar a otros sitios ácidos o aniónicos de otras moléculas. Los productos formados de este modo, incluyendo los productos formados al emplear la composición de la presente invención en su uso previsto, pueden no ser susceptibles de describir fácilmente. La presente invención abarca la composición preparada mezclando los componentes descritos anteriormente.
Ejemplos
La invención se ilustrará adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, que establecen realizaciones particularmente ventajosas. Aunque los ejemplos se proporcionan para ilustrar la presente invención, no se pretende que limiten la misma. A menos que se indique lo contrario, los porcentajes en peso (% en peso) se dan en % en peso basado en el peso de la composición total.
Métodos de ensayo
Método de huso rotatorio de Brookfield (La mayoría de las mediciones de viscosidad indicadas en el presente documento se llevan a cabo por el método Brookfield a menos que se describa específicamente por el método del reómetro Physica Rheolab MC100): Las medidas de viscosidad se calculan en centipoises (cPs o mPa. S), empleando un viscosímetro de huso rotatorio de Brookfield, Modelo RVT (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.), a aproximadamente 20 revoluciones por minuto (rpm), a temperatura ambiente de aproximadamente 20 °C a 25 °C (en lo sucesivo en el presente documento, la viscosidad). Los tamaños del huso se seleccionan de acuerdo con las recomendaciones de operación estándar del fabricante. En general, los tamaños del huso se seleccionan como sigue:
Figure imgf000014_0001
Las recomendaciones del tamaño del husillo son sólo para fines ilustrativos. El experto en la técnica seleccionará un tamaño de huso apropiado para que el sistema que se va a medir. Método de determinación del valor de rendimiento (tensión) de Brookfield según se indica en el documento Lubrizol TDS-244 - Medición y comprensión del valor de tensión. Se usa un viscosímetro Brookfield RVT para medir el par necesario para girar un huso a través de una muestra líquida a velocidades de 0,5 a 100 rpm. La multiplicación de la lectura del par por la constante apropiada para el huso y la velocidad da la viscosidad aparente. La velocidad del huso corresponde a la velocidad de cizalladura. El valor de tensión es una extrapolación de los valores medidos a una velocidad de cizalladura de cero. El valor de tensión de Brookfield (BYV) se puede calcular mediante las siguientes velocidades del huso de 0,5 y 1 rpm.
BYV, dyn/cm2 = (na l - na2) o BYV, Pa = (na1 - na2)
100 1000
Mediciones reológicas
Se utilizó un reómetro Physica Rheolab MC100 para el flujo torsional para las siguientes mediciones. La temperatura de la medición fue de 25 °C y el hueco se fijó en 0,050 mm en un cono de 75 mm con un ángulo. Se utilizó una rampa lineal de 0-50 s-1 en 300 segundos para el avance y se usó una disminución lineal de 50-0 s-1 en 300 segundos. Se controló la velocidad de cizalladura y se calculó la tensión de cizalladura a partir del par. Se controló la velocidad de cizalladura y se calculó la tensión de cizalladura a partir del par. Un mucílago conocido de polímero tal como se prepara en el ejemplo se centrifuga para eliminar cualquier burbuja. El mucílago de la muestra se carga en la placa inferior y se elimina el exceso. El programa de la curva de flujo se inicia y los datos se recogen a niveles crecientes de cizalladura constante. La siguiente información se genera con las dos últimas propiedades obtenidas del modelo de Casson:
La viscosidad es una función de la velocidad de cizalladura
n (y) n = ct/y = tensión de cizalladura/velocidad de cizalladura.
Índice tixotrópico: el área entre la curva de la rampa de avance y la curva de la rampa de retorno de acuerdo con la siguiente ecuación:
Y1/p = a b X1/p
en la que Y es la tensión de cizalladura, X es la velocidad de cizalladura y p es 2;
Límite elástico p (valor de rendimiento, límite de elasticidad) es la intersección Y (a); y
La viscosidad limitante a velocidades de cizalladura altas (microviscosidad, n M b) es la pendiente.
Materiales
Los materiales están, generalmente disponibles comercialmente en casas de suministro químico conocidas por los expertos en las técnicas químicas o del proveedor indicado a continuación.
Carbopol® 980NF homopolímero de carbómero de tipo C disponible en The Lubrizol Corporation Carbopol® 981 NF homopolímero de carbómero de tipo A disponible en The Lubrizol Corporation Carbopol® Ultrez-10 NF Interpolímero de carbómero de tipo A disponible en The Lubrizol Corporation Carbopol® ETD 2020 Interpolímero de carbómero de tipo B disponible en The Lubrizol Corporation Euxyl-PE9010 conservante líquido a base de fenoxietanol y etilhexilglicerina disponible en Schülke,
Inc.
Noveon® PolyCarbophil AA-1 Policarbófilo disponible en Lubrizol Corporation
USP
PolyOx WSR-301 óxido de polimetileno disponible en Colorcon que tiene Peso molecular de 1x105 a 7x106
TPU1 poliuretano termoplástico poliéter alifático disponible en The Lubrizol Corporation TPU2 poliuretano termoplástico poliéter alifático disponible en The Lubrizol Corporation TPU3 poliuretano termoplástico poliéter alifático disponible en The Lubrizol Corporation Preparación de lote maestro de Carbopol 980 NF (0,5 % en peso)
Se colocan 497 g de agua DI en un recipiente de 800 ml se agita con un agitador magnético. Lightnin a 1000 rpm con un impulsor de marina 3 cuchillas. Se añaden 0,5 g de Euxyl-PE al agua y se mezclan. Se introducen 2,5 g de Carbopol 980 NF a través de un tamiz de malla 20 con agitación y se mezcló durante 20 minutos hasta que se hidrató completamente. Se registra el pH y se añade NaOH al 18 % en peso en agua hasta que se alcanza un pH final de 6,5 /- 0,2. El pH y la viscosidad de Brookfield usando un viscosímetro Brookfield RVT-Dv a 20 rpm.s. Preparación de los lotes maestros de Carbopol® 980 NF, 981NF y ETD 2020NF
Los lotes maestros de Carbopol 980NF, Carbopol 981NF y ETD 2020NF al % en peso designado como se indica en la Tabla 1 se preparan de la misma manera que se describe en el Ejemplo 1. Los datos para cada uno de los lotes se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1: Concentración, pH y viscosidad de Brookfield de los geles basales de ácido poliacrílico reticulado antes y después de la neutralización.
Figure imgf000016_0002
Preparación del lote maestro de TPU1
Se introducen 885,6 g de agua DI en un recipiente de 1 l con una tapa y se agita con un agitador magnético. Se añaden 0,9 g de Euxyl-PE al agua y se mezclan. Se añaden 13,5 g de TPU1 al agua y se mezclan hasta que se alcanza una solución suave. Se miden el pH y la viscosidad de Brookfield a 20 rpm.
Los lotes maestros de TPU1 en el % en peso designado como se expone en la Tabla 2 se preparan de la misma manera que se describe en el Ejemplo 2.
Tabla 2: Concentración, pH y Viscosidad Brookfield de los geles basales de TPU
Figure imgf000016_0001
Preparación de PoIyOx
Se introducen 885,6 g de agua DI en un recipiente de 1 l con una tapa y se agita con un agitador magnético. Se añaden 0,9 g de Euxyl-PE al agua y se mezclan. Se añaden 13,5 g de Sentry PolyOx WSR 301 al agua y se mezclan hasta que se alcanza una solución suave. Se miden el pH y la viscosidad de Brookfield a 20 rpm.
Los lotes maestros de PolyOx WSR 301 al % en peso designado se preparan de la misma manera que antes. Los datos se presentan en la Tabla 3.
Tabla 3 Concentración, pH y viscosidad de Brookfield de geles basales de óxidos de polietileno (PEO) PolyOx
Figure imgf000017_0001
Cada una de las Muestras en las Tablas 1-3 indica la viscosidad de soluciones al 100 % a las mismas concentraciones. Tanto el TPU1 (número de muestra basal 4-6) como el PEO Polyox (número de muestra basal 7-9) tienen viscosidades bajas a 0,5 % en peso y 1 % en peso y no comienzan a generar ninguna viscosidad significativa hasta que por encima de 1,5 % en peso. En comparación, las muestras de Carbopol (n.° basal 1-3) generan viscosidad a bajas concentraciones de 0,5 % en peso y 1 % en peso
Preparación de mezclas de Carbopol 980NF y TPU1
El lote maestro 980-1 (100 g) y el lote maestro TPU1 (100 g) y 200 g de agua DI se mezclan en un vaso de precipitados de 800 ml hasta que esté suave. Se miden el pH y la viscosidad de Brookfield a 20 rpm.
Se preparan mezclas adicionales de Carbopol 980NF y TPU1 al % en peso designado de la misma manera que anteriormente. Los datos para la concentración de geles basales y agua para preparar la mezcla final se presentan en la Tabla 4.
Tabla 4: Concentración de C-980 y TPU1 y agua para preparar las mezclas de la invención.
Figure imgf000017_0002
Mezcla de Carbopol 980-1 y PolyOx WSR 301
El lote maestro 980-1 (100 g) y el lote maestro PolyOx-1 (100 g) y 200 g de agua DI se mezclan en un vaso de precipitados de 800 ml hasta que esté suave. Se miden el pH y la viscosidad de Brookfield a 20 rpm.
Las mezclas de Carbopol 980 y PolyOx WSR 301 al % en peso designado se preparan de la misma manera que antes. Los datos para la concentración de geles basales y agua para preparar las mezclas comparativas se presentan en la Tabla 5.
Tabla 5: Concentración de C-980 y PEO PoIyOx y agua para preparar las mezclas comparativas
Figure imgf000018_0001
Las composiciones de hidrogel de la invención usando los mismos geles basales de Carbopol 981 y ETD 2020 se mezclan con geles basales de TPU1 de una manera similar.
Tabla 6: Concentración y datos de viscosidad de Brookfield para los geles basales, de la invención y comparativos
Figure imgf000018_0002
Como puede verse en la Tabla 6, la viscosidad de Brookfield a 20 RPM ilustra el aumento de la viscosidad, lo que indica una sinergia entre la alta viscosidad de Carbopol 980 y TPU1 en comparación con la mezcla de Carbopol 980 y PolyOx. Esto se ilustra adicionalmente en la Figura 1 que muestra el aumento de la viscosidad para la mezcla de la invención sobre los geles basales y la mezcla comparativa a la misma concentración total de polímero.
La Tabla 6 ilustra también el valor de elasticidad en Pas tal como se mide mediante Brookfield para los polímeros basales 4 a 9, lo que indica que estas soluciones poliméricas tienen poca o ninguna capacidad para suspenderse y los polímeros 1-5 de la invención muestran un mayor valor de elasticidad que los comparativos y basales a las mismas concentraciones de polímero.
La respuesta de cizalladura medida mediante Brookfield, que también se conoce como índice de comportamiento de flujo, se muestra en la Tabla 6. Para los basales 4, 5 y 6, el número es muy pequeño, lo que indica que hay muy poca pendiente con la línea. El óxido de polietileno basal 7, 8, 9 es también un adelgazamiento por cizalladura, que es bien conocido. En el polímero de la invención se muestra que la respuesta a la cizalladura medida por Brookfield es mayor para los polímeros de la invención que los polímeros comparativos, que son una combinación de dos polímeros de adelgazamiento por cizalladura.
Tabla 7: Concentración y datos de viscosidad de Brookfield para los geles Carbopol 980 basales, de la invención y comparativos
Figure imgf000019_0001
Como se puede ver en la Tabla 7 anterior, la adición de TPU1 a Carbopol 980NF aumenta la viscosidad de Brookfield a 20 RPM, mientras que la adición de Polyox a Carbopol no aumenta la viscosidad. Además, en las muestras comparativas 1 y 3, puede observarse que Carbopol es el principal contribuyente al perfil de viscosidad y no el Polyox, ya que la viscosidad de estas muestras es esencialmente la misma, aunque se aumentó la cantidad de Polyox.
La tabla 7 también ilustra adicionalmente la comparación del límite elástico de Brookfield de los polímeros de la invención sobre los polímeros comparativos de las mismas concentraciones.
Tabla 8 Concentración y datos de viscosidad de Brookfield para geles basales y de la invención Carbopol 981 de baja viscosidad
Figure imgf000020_0002
Como puede verse en la Tabla 8, la viscosidad Brookfield a 20 RPM ilustra los datos de viscosidad y respuesta a la cizalladura que indican una sinergia entre Carbopol 981NF de baja viscosidad y TPU1. La Figura 2 muestra que se observa un aumento similar de viscosidad para las mezclas de carbómero reticulado de alta viscosidad y carbómero de baja viscosidad con TPU1 a una concentración de polímero total constante de 1 % en peso.
Preparación de lotes maestros de Policarbófilo
Se preparan lotes maestros de Policarbófilo (Basal 1D, 2D y 3D) al % en peso designado como se indica en la Tabla 9 de la misma manera que se ha descrito anteriormente. Los datos de cada uno de los lotes se presentan en la Tabla 9.
Preparación de los lotes maestros de Carbopol® Ultrez-10 NF
Se preparan lotes maestros de Carbopol Ultrez-10NF (Basal 1E, 2E, y 3E) al % en peso designado como se indica en la Tabla 9 de la misma manera que se ha descrito anteriormente. Los datos de cada uno de los lotes se presentan en la Tabla 9.
Tabla 9
Figure imgf000020_0001
Preparación de mezclas de Policarbófilo y TPU1
Se mezclan 200 g del lote maestro al 0,5 % en peso de TPU1 (basal 4) y 77 g de NaOH al 18 % en peso. Se añaden 200 g de dispersión de ácido de policarbófilo al 0,5 % en peso. La solución se agita hasta homogeneidad. Se miden el pH y la viscosidad de Brookfield a 20 rpm.
Se preparan mezclas adicionales de dispersiones de policarbófilo y TPU1 (basales 4, 5 y 6) al porcentaje en peso designado de la misma manera que anteriormente. Los datos para la concentración de geles basales y agua para preparar la mezcla final se presentan en la Tabla 10.
Tabla 10 Concentración de Policarbófilo / Ultrez10 y TPU1 y agua para preparar mezclas de la invención
Figure imgf000021_0001
Tabla 11 Concentración y datos de viscosidad de Brookfield para los geles de la invención de policarbófilo
Figure imgf000021_0002
Como puede verse en la Tabla 11 anterior, la adición de TPU1 a policarbófilo exhibe al menos una de viscosidad de Brookfield incrementada a 20 RPM o límite elástico.
Tabla 12 Concentración y datos de viscosidad de Brookfield para los geles de la invención Ultrez-10
Figure imgf000022_0001
Como puede verse en la Tabla 12 anterior, la adición de TPU1 a Ultrez 10 aumenta la viscosidad de Brookfield a 20 RPM y el valor de elasticidad aumentó drásticamente.
Tabla 13: Concentración y datos de viscosidad Brookfield de geles de la invención ETD 2020
Figure imgf000022_0002
Como puede verse en la Tabla 13, los ejemplos de la invención muestran una viscosidad de Brookfield similar a 20 rpm debido al mayor adelgazamiento por cizalladura con mayor cizalladura y un valor de elasticidad más alto que los geles que contienen el TPU basal solo.
Carga de fármaco de lidocaína (método A)
2 g Carbopol 980 se dispersa en 190 g de agua. Se disuelven 4 g de lidocaína en 8 g de etanol al 95 %. Se añade el etanol de lidocaína a la dispersión de Carbopol. Se añade la solución de TPU a la solución de Carbopol. El pH de la formulación final es de 7,02 y la viscosidad de Brookfield de 20 rpm es de 116 000 mPas. La claridad es de 30 unidades nefelométricas de turbidez (NTU). Este ejemplo muestra un gel farmacéutico de alta viscosidad y alta claridad fabricado por el método de mezclar una dispersión de ácido de carbómero con una amina de lidocaína farmacéuticamente activa para neutralizar parcialmente el carbómero y, después, se mezcla con la solución de TPU. Carga de fármaco de lidocaína (método B)
2 g Carbopol 980 se dispersa en 190 g de agua. Se disuelven 4 g de lidocaína en 8 g de etanol al 95 %. Se añade el etanol de lidocaína a la dispersión de TPU. Se añade la solución de TPU a la dispersión de Carbopol. El pH de la formulación final es de 6,93 y la viscosidad de Brookfield de 20 rpm es de 115800 mPas. La claridad es 32 NTU. Este ejemplo muestra un gel hidroalcohólico de alto contenido acuoso farmacéutico de alta viscosidad y alta claridad fabricado por el método de disolución de la amina farmacológica lidocaína con el TPU y, después, mezclado con una dispersión ácida de carbómero para obtener un gel de alta viscosidad y buena claridad.
Polímero de TPU-2 adicional de ejemplo cargado con fármaco de mentol/alcanfor
5.4 g de Carbopol 980 se dispersan en 318 g de agua. 25 g de mentol y 1,5 g de alcanfor se disuelven en 37 g de alcohol isopropílico. Se añaden 30 g de una solución al 10 % en peso de TPU-2 (TG-2000) en mezclas de alcohol isopropílico / agua (80 % en peso de alcohol) a la mezcla de alcanfor de mentol se añade 0,26 g de trietanol amina. La mezcla de TPU-2 de alcanfor de mentol se añade a la dispersión de Carbopol. (40% en peso de alcohol). El pH de la formulación final es y la viscosidad de Brookfield a 20 rpm es de 11 800 mPas. El valor de elasticidad es de 106. La claridad es de 30 NTU. Este ejemplo muestra un gel farmacéutico hidroalcohólico de alta viscosidad, buen valor de elasticidad, alta respuesta a la cizalladura y alta claridad, en el que el mentol y el alcanfor son sustancias activas para aliviar el dolor.
Polímero de TPU-3 adicional de ejemplo cargado con fármaco de mentol/alcanfor
1.5 g de Carbopol 980 se dispersan en 156 g de agua. 12,5 g de mentol y 0,75 g de alcanfor se disuelven en 37 g de alcohol isopropílico y 43,3 g de agua. Se añaden 10 g de una solución al 15 % en peso de TPU-3 (MPD-371D) en mezclas de alcohol isopropílico / agua (80 % en peso de alcohol) a la mezcla de alcanfor de mentol se añade 0,26 g de trietanol amina. La mezcla de TPU-3 de alcanfor de mentol se añade a la dispersión de Carbopol. La viscosidad de Brookfield a 20 rpm es 26 300 mPas y la formulación es nebulosa con claridad de 330 NTU. Este ejemplo muestra un gel farmacéutico hidroalcohólico de 27 % en peso de isopropanol de buena viscosidad con 0,5 % en peso de carbómero y 0,5 % en peso de TPU-3, donde el mentol y el alcanfor son sustancias activas para aliviar el dolor. La claridad de este gel se ajusta por tener un menor contenido de alcohol para dar un aspecto cremoso.
Polímero de TPU-1 adicional de ejemplo cargado con fármaco de mentol/alcanfor
1,5 g de Carbopol 980 se dispersan en 156 g de agua. 12,5 g de mentol y 0,75 g de alcanfor se disuelven en 81 g de alcohol isopropílico y 10 g de agua. La mezcla de alcanfor de mentol se añade a la dispersión de Carbopol. 100 g de una solución al 3 % en peso de TPU-3 (MPD-371D) en agua tiene 0,26 g de trietanol amina añadida. La mezcla de TPU-1 se añade a la dispersión de Carbopol mentol alcanfor. La viscosidad de Brookfield a 20 rpm es 65.800 mPas y la formulación es nebulosa con claridad de 941 NTU. Este ejemplo muestra un gel farmacéutico hidroalcohólico de 27 % en peso de isopropanol de alta viscosidad con 0,5 % en peso de carbómero y 1 % en peso de TPU-1, donde el mentol y el alcanfor son sustancias activas para aliviar el dolor. La claridad de este gel se ha ajustado por tener un menor contenido de alcohol para dar un aspecto cremoso.
Ejemplo de comparación de gel hidroalcohólico cargado con fármaco de mentol/alcanfor- sin TPU
2 g de Carbopol 980 se dispersan en 256 g de agua. 16,6 g de mentol y 1 g de alcanfor se disuelven en 108 g de alcohol isopropílico y 14 g de agua. La mezcla de alcanfor de mentol se añade a la dispersión de Carbopol y luego se añaden 0,58 g de trietanol amina. La mezcla de TPU-3 de alcanfor de mentol se añade a la dispersión de Carbopol. La viscosidad de Brookfield a 20 rpm es 12250 mPas y la formulación es nebulosa con claridad de 932 NTU. Este ejemplo muestra un gel farmacéutico hidroalcohólico de isopropanol al 27% en peso de 0,5 % en peso de carbómero con baja viscosidad en comparación con los ejemplos anteriores realizados con la mezcla de carbómero y TPU -3 y TPU-1. La claridad no está influenciada por la presencia de TPU.
Adelgazamiento por cizalladura
Las curvas de flujo de la reología demuestran la alta viscosidad a baja cizalladura de la mezcla de Carbopol y TPU, y los datos calculados a partir de estas curvas se ilustran en la Tabla 14. Las curvas de flujo se generan midiendo los barridos de la velocidad de cizalladura de 1 a 1000 s-1, que da una medida de la tixotropía. El límite elástico y la microviscosidad se estiman a partir de los datos de la tensión de cizalladura y la velocidad de cizalladura ajustándose al modelo reológico de Casson. El estrés de rendimiento determinado por la intersección de la curva Y es otro método para demostrar la alta viscosidad con nada de cizalladura y a cizalladura baja. El límite elástico también puede determinarse mediante mediciones de viscosidad Brookfield a diferentes velocidades de rpm. El límite elástico es el esfuerzo aplicado que debe superarse para hacer fluir el gel. Un límite elástico más alto inhibirá el flujo bajo las tensiones relativamente bajas inducidas por la gravedad. Como comparación, el de la mayonesa es típicamente aproximadamente 100 Pa y el del gel de pelo aproximadamente 135 Pa y el del ketchup es 15 Pa.
Tabla 14 Límite elástico, microviscosidad e índice tixotrópico de los ejemplos basales y de la invención del carbómero de alta viscosidad y la mezcla de carbómero de alta viscosidad y TPU1
Figure imgf000023_0001
Tabla 15 Límite elástico, microviscosidad e índice tixotrópico de los ejemplos basales y comparativos del carbómero de alta viscosidad y la mezcla de carbómero de alta viscosidad y PEO PolyOx
Figure imgf000024_0001
Como se ilustra en las Tablas 14 y 15, las muestras de la invención muestran un límite elástico más alto que los geles basales a las mismas concentraciones totales de polímero (Tabla 14), así como un límite elástico más alto que el de los ejemplos comparativos a la misma concentración de mezcla medido (Tabla 14) por el método reométrico. Adicionalmente, las muestras de la invención muestran una microviscosidad más alta medida por el método reométrico que los ejemplos comparativos a la misma concentración, lo cual es indicativo de una mejor capacidad de extensión del hidrogel al aplicar cizalladura.
Como se usa en el presente documento, el término de transición “que comprende”, que es sinónimo de “que incluye”, “que contiene” o “caracterizado por” e incluye o es abierto y no excluye elementos adicionales no citados o etapas de métodos no citadas. Sin embargo, en cada cita de "que comprende" en el presente documento, se pretende que el término también abarque, como realizaciones alternativas, las frases "que consiste esencialmente en" y "que consiste en", donde "que consiste en" excluye cualquier elemento o etapa no especificada y "consiste esencialmente en" permite la inclusión de elementos o etapas adicionales no citados que no afectan materialmente a las características esenciales o básicas y nuevas de la composición o método en consideración.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una composición de hidrogel que comprende:
a) un polímero reticulado derivado de uno o más monómeros carboxílicos polimerizables olefínicamente insaturados;
b) un comonómero opcional; y
c) un poliuretano termoplástico (TPU) soluble en agua que comprende el producto de reacción de:
i) un diisocianato alifático o aromático; y
ii) un componente de poliol que comprende al menos un polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio en número (Mn) de al menos 1450; en donde el diisocianato alifático o aromático comprende diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato (H12MDI), 4,4'-metilenbis(isocianato de fenilo) (MDI), diisocianato de tolueno (TDI) o diisocianato de m-xileno (XDI);
en donde la composición exhibe un alto límite elástico a bajo cizallamiento; y
en donde la composición no contiene un disolvente que no sea agua.
2. La composición de hidrogel de la reivindicación 1, en donde el polímero reticulado es un copolímero de carbómero, un homopolímero de carbómero, un interpolímero de carbómero o un policarbófilo.
3. La composición de hidrogel de la reivindicación 1, que comprende además el comonómero, el comonómero comprende uno o más de al menos un éster de ácido acrílico de la fórmula:
Figure imgf000025_0001
en donde R3 es hidrógeno, metilo o etilo y R4 es un grupo alquilo que contiene de 1 a 30 átomos de carbono, en una cantidad de menos del 30 por ciento en peso basado en el peso del ácido o anhídrido carboxílico más el éster de ácido acrílico.
4. La composición de hidrogel de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la relación de (a) a (c) es de 1:9 a 2:1.
5. La composición de hidrogel de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además uno o más de un fármaco, un compuesto biológicamente activo, un material absorbente, un compuesto para el cuidado personal, un ingrediente activo, un auxiliar terapéutico o combinaciones de los mismos.
6. La composición de hidrogel de la reivindicación 1, en donde la composición de hidrogel exhibe:
i) una viscosidad de 3000 a 200000 mPa s; y
ii) una respuesta de cizallamiento medida por microviscosidad de 130 mPa s a 2500 mPa s.
7. La composición de hidrogel de la reivindicación 6, en donde la composición exhibe un límite elástico medido por Brookfield de 50 a 2500 Pa.
8. Una cubierta para heridas que comprende la composición de hidrogel de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Un gel, una crema o una loción que comprende la composición de hidrogel de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
10. Un proceso de fabricación de una composición de hidrogel, dicho proceso comprende las etapas de: (I) hacer reaccionar:
a) un polímero reticulado derivado de uno o más monómeros carboxílicos polimerizables olefínicamente insaturados; y
b) un poliuretano termoplástico soluble en agua que comprende el producto de reacción de:
i) un diisocianato alifático o aromático; y
ii) un componente de poliol que comprende al menos un polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio en número (Mn) de al menos 1450; en donde el diisocianato alifático o aromático comprende diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato (H12MDI), 4,4'-metilenbis(isocianato de fenilo) (MDI), diisocianato de tolueno (TDI) o diisocianato de m-xileno (XDI);
en donde la composición de hidrogel resultante tiene una viscosidad de 3000 a 200000 mPas y no contiene un disolvente que no sea agua.
ES15739463T 2014-07-09 2015-07-09 Composiciones de hidrogel Active ES2860763T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462022245P 2014-07-09 2014-07-09
PCT/US2015/039649 WO2016007692A1 (en) 2014-07-09 2015-07-09 Hydrogel compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2860763T3 true ES2860763T3 (es) 2021-10-05

Family

ID=53682871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15739463T Active ES2860763T3 (es) 2014-07-09 2015-07-09 Composiciones de hidrogel

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10493178B2 (es)
EP (1) EP3166650B1 (es)
JP (1) JP6873897B2 (es)
KR (1) KR102455927B1 (es)
CN (1) CN106687149B (es)
BR (1) BR112017000338B1 (es)
ES (1) ES2860763T3 (es)
MX (1) MX2017000368A (es)
TW (1) TWI707909B (es)
WO (1) WO2016007692A1 (es)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0808376D0 (en) 2008-05-08 2008-06-18 Bristol Myers Squibb Co Wound dressing
GB0817796D0 (en) 2008-09-29 2008-11-05 Convatec Inc wound dressing
GB201020236D0 (en) 2010-11-30 2011-01-12 Convatec Technologies Inc A composition for detecting biofilms on viable tissues
CN103347561B (zh) 2010-12-08 2016-09-07 康沃特克科技公司 用于评估伤口分泌液的集成系统
CA2819549C (en) 2010-12-08 2019-09-10 Convatec Technologies Inc. Wound exudate system accessory
GB201115182D0 (en) 2011-09-02 2011-10-19 Trio Healthcare Ltd Skin contact material
GB2497406A (en) 2011-11-29 2013-06-12 Webtec Converting Llc Dressing with a perforated binder layer
AU2013366038A1 (en) 2012-12-20 2015-07-16 Convatec Technologies Inc. Processing of chemically modified cellulosic fibres
CA3019558A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 Convatec Technologies Inc. Detecting microbial infections in wounds
WO2017212345A2 (en) 2016-03-30 2017-12-14 Synovo Gmbh Detecting microbial infection in wounds
KR20190028725A (ko) 2016-07-08 2019-03-19 컨바텍 테크놀러지스 인크 체액 흐름 감지
TW201805036A (zh) 2016-07-08 2018-02-16 美商康瓦鐵克科技股份有限公司 流體收集裝置
MX2019000239A (es) 2016-07-08 2019-09-06 Convatec Technologies Inc Sistema de presion negativa flexible.
KR101921727B1 (ko) * 2016-12-28 2018-11-23 주식회사 제네웰 실리콘 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 흉터 치료제
ES2907808T3 (es) * 2017-10-06 2022-04-26 Laboratorio Reig Jofre S A Composiciones de hidrogel para el tratamiento del Molluscum contagiosum
CN107652662B (zh) * 2017-11-06 2020-09-08 东莞市雄林新材料科技股份有限公司 一种具有高耐热性的生物基tpu材料及其制备方法
KR102120962B1 (ko) * 2017-12-27 2020-06-10 주식회사 티앤엘 개선된 점착성을 가진 하이드로겔 드레싱
CN110294831B (zh) * 2019-07-04 2021-08-13 南京大学 一种用于智能窗户的弹性热致变色材料制备方法及其产物和应用
CN110694095A (zh) * 2019-10-23 2020-01-17 北京幸福益生再生医学科技有限公司 一种再生硅矿物质材料皮肤修复敷贴及其制备方法
US11331221B2 (en) 2019-12-27 2022-05-17 Convatec Limited Negative pressure wound dressing
US11771819B2 (en) 2019-12-27 2023-10-03 Convatec Limited Low profile filter devices suitable for use in negative pressure wound therapy systems
CN113913361A (zh) * 2021-10-13 2022-01-11 安徽省立医院(中国科学技术大学附属第一医院) 一种用于研究细胞机械力感应的生物试剂盒及其制备方法
WO2023066852A1 (en) * 2021-10-21 2023-04-27 Evonik Superabsorber Gmbh Preparing fast superabsorbents with enhanced elastic behavior
CN114381083B (zh) * 2021-12-17 2023-03-24 浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司 一种角膜接触镜用抗菌抗氧化水凝胶及其制备方法
CN114404646B (zh) * 2021-12-28 2022-10-11 安徽大学 CM-β-CD负载鞣酸聚丙烯酰胺型双网络抗菌水凝胶
CN115252909B (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 江苏贝耐德医疗科技有限公司 一种医用可降解复合材料及其制备方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2340111A (en) 1942-07-03 1944-01-25 Gen Electric Process for removing cations from liquid media
US2340110A (en) 1942-07-03 1944-01-25 Gen Electric Process for removing cations from liquid media
US2533635A (en) 1947-09-26 1950-12-12 Monsanto Chemicals Printing textile fabrics with a dye paste comprising a styrene-maleic anhydride copolymer cross-linked with divinyl benzene
US2798053A (en) 1952-09-03 1957-07-02 Goodrich Co B F Carboxylic polymers
US3940351A (en) 1974-07-02 1976-02-24 The B. F. Goodrich Company Polymerization of carboxylic acid monomers and alkyl acrylate esters in chlorofluoroethane
US3915921A (en) 1974-07-02 1975-10-28 Goodrich Co B F Unsaturated carboxylic acid-long chain alkyl ester copolymers and tri-polymers water thickening agents and emulsifiers
US4062817A (en) 1977-04-04 1977-12-13 The B.F. Goodrich Company Water absorbent polymers comprising unsaturated carboxylic acid, acrylic ester containing alkyl group 10-30 carbon atoms, and another acrylic ester containing alkyl group 2-8 carbon atoms
EP0000424B1 (en) 1977-07-12 1984-02-01 Imperial Chemical Industries Plc Linear or branched ester-ether block copolymers and their use as surfactants either alone or in blends with conventional surfactants
US4267103A (en) 1978-12-07 1981-05-12 The B. F. Goodrich Company Solvent polymerization of carboxyl containing monomers
US5034488A (en) 1990-01-11 1991-07-23 Gaf Chemicals Corporation Slurry polymerization of crosslinked maleic anhydride-alkyl vinyl ether copolymers in a solvent system comprising a carboxylic acid ester and a saturated hydrocarbon
US5034486A (en) 1990-08-09 1991-07-23 Gaf Chemicals Corporation Terpolymers of maleic anhydride, C1 -C5 alkyl vinyl ether and a C12 -C14 alpha-olefin, and crosslinked products thereof
US5034487A (en) 1990-08-09 1991-07-23 Gaf Chemicals Corporation Process for making copolymers of maleic anhydride and a C1 -C4 alkyl vinyl ether having a high specific viscosity
US5288814A (en) 1992-08-26 1994-02-22 The B. F. Goodrich Company Easy to disperse polycarboxylic acid thickeners
US5563233A (en) 1994-11-16 1996-10-08 Tyndale Plains-Hunter, Ltd. Polyether polyurethane polymers and gels having improved absorption and slip properties
US6211296B1 (en) * 1998-11-05 2001-04-03 The B. F. Goodrich Company Hydrogels containing substances
US20020015726A1 (en) 2000-06-30 2002-02-07 Scamilla Aledo Maria Aparecida De Carvalho Dressings and bandages comprising same
JP3828700B2 (ja) 1998-12-17 2006-10-04 株式会社資生堂 化粧料組成物
GB0509690D0 (en) * 2005-05-12 2005-06-15 Medtrade Products Ltd Film forming composition
JP2007143946A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Takiron Co Ltd 超音波ファントム用ゲル
EP1829563B1 (en) * 2006-03-03 2013-05-01 The Procter and Gamble Company Thermoplastic absorbent material having increased absorption and retention capacity for proteinaceous or serous body fluid
BRPI0714445B8 (pt) * 2006-07-19 2021-06-22 Basf Se processo para preparar partículas poliméricas absorvedoras de água, partículas poliméricas absorvedoras de água, uso das partículas poliméricas, e, artigo de higiene
MX2010009302A (es) * 2008-02-25 2010-09-24 Teikoku Seiyaku Kk Material de hidrogel para cubrir heridas.
CN101591501B (zh) * 2008-05-27 2012-10-17 北京高盟燕山科技有限公司 用于pvc无粉手套的高稀释比水性涂饰剂及其制备方法
JP5363761B2 (ja) * 2008-05-30 2013-12-11 中野製薬株式会社 毛髪化粧料
JP2010184922A (ja) * 2008-09-11 2010-08-26 Sanyo Chem Ind Ltd 香粧品用滑剤組成物
US20110033515A1 (en) * 2009-08-04 2011-02-10 Rst Implanted Cell Technology Tissue contacting material
JP2011201834A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Shiseido Co Ltd ゲル状外用組成物
US8901232B2 (en) * 2010-11-18 2014-12-02 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Polymers for surgeons gloves
WO2013180937A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 3M Innovative Properties Company Absorbent article comprising polymeric foam with superabsorbent and intermediates
CN203425113U (zh) * 2013-05-31 2014-02-12 天津法莫西医药科技有限公司 卡波姆水凝胶浸渍海绵保护层的医用敷料
CN103520767B (zh) * 2013-10-28 2016-08-17 山东赛克赛斯药业科技有限公司 一种抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法
CN103623454B (zh) * 2013-11-28 2015-04-22 北京健康广济贸易有限公司 一种高通透率薄膜敷料
JP2015166418A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 住友精化株式会社 増粘組成物
CA2947748A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-12 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Homogenous film compositions

Also Published As

Publication number Publication date
TW201609925A (zh) 2016-03-16
TWI707909B (zh) 2020-10-21
EP3166650B1 (en) 2021-03-03
KR102455927B1 (ko) 2022-10-17
US20170202999A1 (en) 2017-07-20
BR112017000338A2 (pt) 2017-11-07
EP3166650A1 (en) 2017-05-17
US10493178B2 (en) 2019-12-03
MX2017000368A (es) 2017-05-12
KR20170028431A (ko) 2017-03-13
CN106687149B (zh) 2021-02-19
JP2017521528A (ja) 2017-08-03
CN106687149A (zh) 2017-05-17
BR112017000338B1 (pt) 2021-02-23
WO2016007692A1 (en) 2016-01-14
JP6873897B2 (ja) 2021-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2860763T3 (es) Composiciones de hidrogel
ES2681627T3 (es) Composiciones de película homogénea
ES2276326T3 (es) Derivados de cassia cationico y utilizaciones de los mismos.
CN103068856B (zh) 丙烯酸类共聚物增稠剂的共混物
CN101044176B (zh) 两性甲基丙烯酸乙酯共聚物及其用途
ES2953399T3 (es) Composición anticaspa
CN101084247B (zh) 阴离子甲基丙烯酸乙酯共聚物及其用途
ES2367395T3 (es) Composición de limpieza que contiene polímeros superabsorbentes.
ES2257986T3 (es) Empleo de polimeros cationicos, reticulados, en preparaciones cosmeticas para la piel y dermatologicas.
BR112013000383B1 (pt) polímero casca-núcleo em estágios com base em acrílico, composições de tensoativo e de limpeza de cuidado pessoal, e, métodos para fazer um polímero casca-núcleo em estágios com base em acrílico e para espessar uma composição aquosa
CN108699192A (zh) 疏水改性的碱溶胀性乳液聚合物
US10952953B2 (en) Skin cleansing composition
JPH06503566A (ja) 改善された油コントロール性を有するゲルタイプ組成物
ES2712199T3 (es) Copolímeros de PVOH para aplicaciones de cuidado personal
JP2017119717A (ja) キシログルカン含有ゲル状組成物
CN110573130B (zh) 护肤组合物
KR20170053806A (ko) 혼합성 및 안정성이 우수한 메이크업 화장료 조성물
JP6995791B2 (ja) キシログルカン含有ゲル状組成物
CN114901247A (zh) 用于护理角蛋白材料的无水组合物
EP2740466A1 (en) Pearlescent hair care composition
JP2019019114A (ja) 含水組成物、含水組成物を構成した貼付剤、化粧品又は外皮用医薬品、並びに、これらの製造方法
JP2007099667A (ja) 高分子含有組成物
WO2013160350A2 (en) Cosmetic composition comprising a phosphorylated oligosaccharide and a sulfonic copolymer