KR102120962B1

KR102120962B1 - 개선된 점착성을 가진 하이드로겔 드레싱

Info

Publication number: KR102120962B1
Application number: KR1020170181005A
Authority: KR
Inventors: 홍락준; 윤형순; 편도기; 전욱; 윤도건
Original assignee: 주식회사 티앤엘
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2020-06-10
Also published as: KR20190079073A

Abstract

본 발명은 이액형으로 형성되는 하이드로겔에 있어서,디이소시아네이트(diisocyanate)와 수산기가 2~4개를 갖는 분자량 1,000~7,000인 폴리올(polyol)을 중량비 10:90~30:70으로 혼합하여 형성된 NCO기가 1.0~3.0wt%인 프리폴리머(prepolymer)인 A액과, 물 100중량부에 아민 폴리올(polyol) 20~30중량부, 글리콜류 5~20중량부가 혼합된 B액을 중량비 5:95 내지 40:60으로 조성된 혼합액에, 점착부여제인 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone)또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol) 중 어느 하나가 상기 물 100중량부에 0.5~2중량부 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 점착성이 우수한 하이드로겔에 관한 것이다.

Description

개선된 점착성을 가진 하이드로겔 드레싱{Hydrogel Dressing having improved adhesive property}

본 발명은 점착성이 우수한 하이드로겔에 관한 것으로 보다 자세하게는 삼출물 흡수성과 피부 부착성이 향상된 점착성이 우수한 하이드로겔에 관한 것이다.

상처의 처치는 의학의 기초로, 오랜 역사를 가지고 있다. 파피루스에 의하면 기원전 5000년 전부터 상처 치료를 위하여 동물기름이나 벌꿀, 면화를 이용했다고 기록되어 있다. 역사가 흐르면서 상처의 치료기술에도 많은 변화와 발전이 이루어졌다. 1962년 동물학자 윈터(Winter)가 상처를 건조하게 하여 가피(딱지)가 생기게 하는 것보다 상처를 습윤하게 유지하는 것이 더 치유에 도움이 된다는 연구 논문을 발표한 이후로, 습윤 상처 처치의 유용성이 계속적으로 입증되고 강조되어 왔다. 상처에서 분비되는 체액이 탈수되거나 건조되지 않도록 하는 습윤환경 상처처치(Wet dressing) 방법은 현재 상처 치료를 용이하게 하는 것으로 확인되어 있으며, 이를 위한 다양한 드레싱재 제품들이 개발되어 있다.

이상적인 드레싱재는 상처와 드레싱재 사이의 습윤환경 유지, 적절한 흡수성 및 투습성이 있어야 하며, 상처면의 건조를 막고 주변 정상 피부의 침연(짓무름)이 일어나지 않아야 한다. 또한 가스의 교환, 외부로부터의 세균침입 방지 등의 기능성을 갖고, 교환시 상처면에 달라붙어 신생조직 등에 손상을 입히지 않아야 한다.

이 밖에도 상처 치유 상태를 용이하게 관찰할 수 있고, 무자극성이며, 사용이 용이하고, 아울러 경제적일 것이 요구된다.

지금까지 다양한 드레싱재가 제안되었으며, 이상적인 드레싱재를 개발하기 위한 연구노력은 지금도 계속되고 있다. 최근에는 고형의 밴드나 폼 타입과는 다른 적용성과 용도를 갖고, 가벼운 상처에 적용이 용이하며, 활동의 편의성 등과 같은 장점을 갖는 액상 드레싱재가 소개되고 있다.

액상 드레싱재는 상처 부위에 도포하면 얇은 필름형태의 피막이 형성되어 상처 부위를 보호하고 상처에서 나오는 삼출물로 습윤 환경을 유지할 수 있도록 하는 액상형태의 드레싱재이다.

종래의 액상 드레싱재로서 하이드로겔은 상처부분에 습윤 환경을 유지할 수 있도록 삼출물 흡수력이 우수한 성질을 갖고 있으나 드레싱재의 기능 중 상처부분에 점착성에 대한 개선된 성질에 대해서 언급은 없었다.

또한 대한민국 등록특허공보 제1613904호 "수분산 액상 드레싱재 조성물 및 그 제조방법"에서는 상처 부위에 도포하면 피막이 형성되어 상처 부위를 보호하고 상처에서 나오는 삼출물로 습윤 환경을 유지할 수 있는 액상 형태의 드레싱재에 관한 것으로, 피부에 점착성에 대한 언급은 없었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 본 발명은 기존의 흡수성이 우수한 하이드로겔에 점착부여제를 첨가하여 점착성이 부여된 하이드로겔을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 점착부여제 첨가량 조절을 통해 하이드로겔을 제조하여 점착성이 유지되면서 하이드로겔에서 상처면으로 전이되지 않은 의료용 하이드로겔 제공을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 이액형으로 형성되는 하이드로겔에 있어서, 디이소시아네이트(diisocyanate)와 수산기가 2~4개를 갖는 분자량 1,000~7,000인 폴리올(polyol)을 중량비 10:90~30:70으로 혼합하여 형성된 NCO기가 1.0~3.0wt%인 프리폴리머(prepolymer)인 A액과, 물 100중량부에 아민 폴리올(polyol) 20~30중량부, 글리콜류 5~20중량부가 혼합된 B액을 중량비 5:95 내지 40:60으로 조성된 혼합액에, 점착부여제인 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone)또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol) 중 어느 하나가 상기 물 100중량부에 0.5~2중량부 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 점착성이 우수한 하이드로겔을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 디이소시아네이트는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI: Isophorone Diisocyanate), 환상지방족 디이소시아네이트 (H12MDI: Cycloaliphatic Diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI: Hexamethylen Diisocynate) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 점착성이 우수한 하이드로겔을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 글리콜류는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropyleneglycol), 1,3 부틸렌글리콜(1,3 Butylene glycol), 글리세린 (Glycerine) 또는 솔비톨(Sorbitol) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 점착성이 우수한 하이드로겔을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 프리폴리머(prepolymer)의 점도는 15,000 내지 35,000cps인 것을 특징으로 하는 점착성이 우수한 하이드로겔을 제공한다.

본 발명은 기존의 흡수성이 우수한 하이드로겔에 점착부여제인 PVP(Polyvinylpyrrolidone)와 PVA(Polyvinylalcohol)를 첨가하여 점착성이 우수한 특징이 있다.

또한, 본 발명은 점착부여제 첨가량을 조절을 통해 하이드로겔을 제조하여 점착성이 유지되면서 하이드로겔에서 상처면으로 유해물질이 전이되지 않는 특징이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명은 이액형으로 형성되는 하이드로겔에 관한 것으로 프리폴리머인 A액과 물과 아민 폴리올을 주성분으로 하는 B액으로 형성된다. A액 및 B액의 혼합비는 중량비로 5:95 내지 40:60에 해당되며, 상기 혼합액에 점착성부여제인 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone)또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol) 중 어느 하나를 중량비 0.5~2의 비율로 추가 혼합되어 형성된다.

상기 A액은 NCO 기가 1.0~3.0wt%인 프리폴리머(prepolymer)이며, 상기 프리폴리머는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI: Isophorone Diisocyanate), 환상지방족 디이소시아네이트(H12MDI: CycloaliphaticDiisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI: Hexamethylen Diisocynate) 중 어느 하나인 이소시아네이트와 수산기가 2~4개를 갖는 분자량 1,000~5,000인 폴리올(polyol)을 혼합되어 형성된다.

상기 NCO 기가 3.0wt%초과이면 우레탄 결합으로 발생되는 CO2생성이 높아져 제조되는 하이드로겔의 투명도가 떨어질 수 있다.

상기 NCO 기의 함량(wt%)은 역적정법을 통해 측정할 수 있다. 상기 역적정법은 용량 분석에서의 적정법 중 하나로 시료 용액에 표준액의 일정 과잉량을 가하여 충분히 반응시킨 후 나머지 표준액을 별도의 표준액으로 적정하여 문제의 성분량을 간접적으로 구하는 적정법이다.

본 발명은 NCO와 반응하는 디부틸아민(Dibuthylamine : DBA)을 사용하여 반응시키고 남은 양을 통해 역적정법을 이용하여 측정할 수 있다.

상기 수산기(OH-)가 2~4개를 갖는 분자량 1,000~5,000인 폴리올은 프로필렌 글리콜 (propylene glycol :PPG), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol : PEG)을 에테르 결합(-O-)으로 이루어진 공중합체이다.

일예로 상기 이소시아네이트 중 상기 이소포론 디이소시아네이트는 상기 화학식 1에서와 같이 NCO기를 2개 포함하는 화합물로 수산기가 2~4개를 갖는 분자량 1,000~7,000인 폴리올과 중량비 10:90 내지 30:70으로 혼합하여 상기 NCO 기가 1.0 ~ 3.0wt%인 프리폴리머 A액를 형성할 수 있을 것이다.

상기 프리폴리머(prepolymer) A액은 제조되는 하이드로겔의 점도에 영향을 주는 것으로 작업성을 위해 15,000 내지 35,000cps의 점도로 형성하는 것이 바람직할 것이다.

상기 점도가 15,000cps 미만인 경우에는 제조되는 하이드로겔의 점도가 낮아 두께형성이 어려울 수 있으며, 점도가 35,000cps를 초과할 경우에는 제조되는 하이드로겔의 점도가 높아 작업성이 떨어질 수 있으므로 프리폴리머의 점도는 15,000 내지 35,000cps의 범위를 갖는 것이 바람직할 것이다.

상기 아민 폴리올을 주성분으로 하는 B액은 물 100중량부에 아민 폴리올(polyol) 20~30중량부, 글리콜류 5~20중량부가 혼합되어 형성된다.

상기 아민 폴리올은 상기 A액인 프리폴리머와 함께 하이드로겔을 형성하는 역할을 한다. 상기 글리콜류는 하이드로겔의 보습성을 향상시키는 작용을 하는 것으로 보습성이 있는 글리콜은 어느 것이나 사용할 수 있으며, 하이드로겔의 물성을 저하시키지 않도록 분자량이 200 이하인 글리콜 및 다가 알코올류를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 사용할 수 있는 글리콜류는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropyleneglycol), 1,3 부틸렌글리콜(1,3 Butylene glycol), 그 외에 다가 알코올류인 글리세린 (Glycerine), 솔비톨(Sorbitol) 등이 있을 수 있다.

또한, 하이드로겔의 성능을 향상시키기 위해 항곰팡이제 등의 기능성 물질을 더 첨가할 수 있을 것이다.

상기 프리폴리머인 A액의 함량에 따라 겔화(gelation)시간 및 물성을 조절할 수 있는 것으로 본 발명에서는 상기 프리폴리머인 A액의 함량이 20중량%이상으로 함유되는 것이 바람직하므로 상기 프리폴리머인 A액과, 물, 아민 폴리올 및 글리콜류를 함유하는 B액은 중량비 5:95 내지 40:60으로 혼합되어 하이드로겔을 형성하는 것이 바람직할 것이다.

상기의 NCO 기가 1.0 ~ 3.0wt% 프리폴리머인 A액과 아민 폴리올을 함유하는 B액은 우레탄 결합으로 발생되는 CO2생성을 최소화하여 기포 생성을 억제하고 하이드로겔 투명성을 높이고, 높은 점도의 프리폴리머를 사용하여 두께 형성 및 조절이 가능하며, 아민폴리올과 염을 사용하여 흡수도를 높이게 된다.

또한 상기 프리폴리머인 A액과 물, 아민 폴리올 및 글리콜류를 함유하는 B액의 혼합물에 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone) 또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol) 중 어느 하나를 중량비 0.5~2의 비율로 추가 혼합하여 흡수도가 높은 하이드로겔에 피부 점착성을 향상시키게 하였다.

사람 피부 표면에 있어서는 통상 피지가 존재하기 때문에, 친수성이라기보다는 유성의 성질을 가지고 있기 때문에, 기존의 A액 및 B액의 혼합물인 친수성이 높은 하이드로겔은 피부 점착력을 높이는 데에는 한계가 있다.

상기 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone) 또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol)은 양친매성의 특징을 가지고 있다. 친수성의 고분자 매트릭스인 하이드로겔 중에 소수성의 고분자 성분을 포함시킴으로써 피부 점착성이 향상될 수 있다.

본 발명인 점착성이 우수한 하이드로겔은 혼합단계, 도포단계, 두께형성단계, 경화단계로 제조할 수 있다.

상기 혼합단계는 NCO 기가 1.0~3.0wt%인 프리폴리머(prepolymer)인 A액과, 물 100중량부에 아민 폴리올(polyol) 20~30중량부, 글리콜류 5~20중량부가 혼합된 B액을 5:95 내지 40:60으로 혼합한 후 점착부여제인 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone) 또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol) 중 어느 하나를 중량비 0.5~2의 비율로 추가하거나, A액 및 B액과 동시에 상기 점착부여제를 혼합하는 단계이다.

위에서 설명된 바와 같이 상기 A액은 이소포론 디이소시아네이트(IPDI: Isophorone Diisocyanate), 환상지방족디이소시아네이트(H12MDI: Cycloaliphatic Diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI: Hexamethylen Diisocynate) 중 어느 하나인 이소시아네이트와 수산기가 3~5개를 갖는 분자량 1,000~5,000인 폴리올(polyol)을 혼합되어 형성된 프리폴리머인 것이 바람직할 것이다. 상기 이소시아네이트와 폴리올은 위에서 설명된 바와 같이 10:90 내지 30:70으로 혼합되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 프리폴리머(prepolymer)의 점도는 15,000 내지 35,000cps이다.

상기 도포단계는 상기 혼합물을 시트 상에 도포하는 단계이고, 상기 두께형성단계는 상기 시트 상에 도포된 혼합물을 일정한 두께로 형성시키는 단계이며, 상기 경화단계는 상기 일정두께를 갖는 혼합물을 10~90℃에서 30~60분간 경화시키는 단계이다.

이하 본 발명에 따른 점착성이 우수한 하이드로겔을 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 8

A액 : 이소포론 디이소시아네이트와, 수산기가 3개를 갖는 분자량 3,500인 폴리올을 중량비 12.5:87.5로 혼합하여 형성된 NCO 기가 2.0wt%이고, 점도가 20,000cps인 프리폴리머를 사용하였다.

B액 : 물 100중량부에 분자량 2,000의 아민 폴리올 20중량부 및 1,3 부틸렌글리콜을 10중량부를 혼합하였다.

A액과 B액의 혼합비율 및 PVP, PVA의 함량비는 아래와 같다.

	실시예								비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8	1	2	3	4
A/B 중량비	2/8						3/7		2/8			3/7
PVP	0.5	1	2	-	-	-	0.5	1	5	-	-	-
PVA	-	-	-	0.5	1	2	-	-	-	0.1	-	-
* A/B 비율은 중량비에 따른 비율임 * PVP 함량은 물 100중량부 기준에 다른 함량비임

상기와 같은 A액과 B액에 점착부여제인 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone)또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol)을 혼합시키는 혼합단계 후 폴리우레탄 필름에 하이드로겔을 도포하는 도포단계를 실시하고, 도포시 일정 두께를 맞추기 위하여 원형 롤(roll)을 통과시켜 2㎜의 두께로 형성하는 두께형성단계를 실시하고, 하이드로겔 일면에 이형필름 또는 이형지를 더 부착시켰다.

상기 단계 이후에는 20℃에서 약 30분간 경화시키는 경화단계로 본 발명에 따른 점착성이 우수한 하이드로겔을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 12의 초기경화시간(min), 흡수도(%), 용출pH, 점착력 , 피부전이유무를 평가하여 표 2에 나타내었다.

<물성 평가방법>

※ 초기경화속도 측정방법

표면에 막이 형성되는 시점을 측정하는 것으로 A액과 B액을 교반하여 1mm의 틀에 부어 표면이 경화되어 2~3가닥의 표면껍질이 올라오는 시점의 시간(min)을 측정한다.

※ 흡수도 측정방법

200g의 물에 하이드로겔을 2cm x 2cm 크기로 잘라 최초 무게를 측정하고 침지시켜 24시간 이후에 하이드로겔의 무게를 측정하여 아래의 수식으로 흡수도를 측정한다.

흡수도(%) = (H2 - H1)/H1 x100

H1: 초기 하이드로겔 무게

H2: 24시간 이후 하이드로겔의 무게(H2)

※ 용출 pH 측정방법

하이드로겔 1g에 증류수 20ml + 하이드로겔 1g의 흡수한 양을 용기에 침지시키고 3일간 120rpm, 37℃ 셰이커(shaker)에 용출한 후 0.1wt% KCl 용액 1ml를 첨가하여 pH 측정기를 이용하여 측정한다.

※ 점착력 측정

ASTM D3330 : Standard Test Method for Peel Adhesion of Pressure-Sensitive Tape에 준하여 시험한다.

너비(24 ± 0.5) ㎜, 길이 100 ㎜의 시편을 준비한다

(50 × 125) ㎜의 stainlesssteel panel(두께 1.1 ㎜이상)을 준비한다.

Panel의 표면을 aceton으로 닦고 10 분 이상 건조시킨다.

시편을 panel의 한쪽 끝에 맞추어 30 ㎜정도를 (2040 ± 45) g의 고무롤러로 압착시킨다.

만능 시험기에 시편과 panel을 180 ˚로 고정한 후 crosshead speed를 (5 ± 0.5) ㎜/s로 당겨 하중(g)을 측정한다.

※ 외부전이정도

제조된 점착 하이드로겔을 PET 필름에 붙인 후 10분 후 제거하여 PET 필름에 전이된 하이드로겔을 육안 또는 촉감으로 확인하여 전이유무를 판단한다.

	실시예								비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8	1	2	3	4
초기경화 (min)	12	14	16	16	17	16	9	11	13	10	11	12
용출pH	6.7	6.5	6.5	7.2	7.2	7.5	7.4	7.4	7.8	7.4	7.3	7.5
흡수도(%)	256.3	252.3	242.3	312.2	361.2	365.5	351.1	339.3	256.4	245.3	266.7	391.2
점착력(g)	23.2	54.2	72.2	24.2	42.2	75.2	25.2	56.8	108.3	19.2	5.2	3.8
외부전이여부	×	×	×	×	×	×	×	×	○	×	×	×

표 2에 나타난 바와 같이 용출 pH는 6.0 이상 8.0미만 값을 갖는 경우 피부에 자극적이지 않은 것으로 실시예는 상기 범위내로 측정되었으며, 산의 첨가량(A액)이 높아 질수록 초기경화가 느리게 진행되는 것을 알 수 있다. 이를 통해 산은 첨가량을 조절하여 경화시간을 조절할 수 있는 것으로 산의 함량에 따라 초기 경화를 조절하여 두께를 조절할 수 있다.

PVP와 PVA 의 함량이 높을수록 점착력이 높은 것을 볼 수 있었으나 일정 함량 이상에서는 원료가 전이되는 현상을 볼 수 있어 의료용하이드로겔로 적합하지 않은 것을 알 수 있었다.

또한 PVA가 첨가된 실시예 4,5,6에서는 함량에 따라 흡수도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이것은 PVA의 알콜기에 의한 친수성 증가에 따른 흡수도 증가로 예상된다.

흡수와 관련하여 A/B 비율에 따라 친수성 우레탄 사슬로 이루어진 A액이 많을수록 흡수도가 증가하는 것이 확인되었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims

이액형으로 형성되는 하이드로겔에 있어서,
디이소시아네이트(diisocyanate) 및 수산기 2~4개인 분자량 1,000~7,000의 폴리올(polyol)을 중량비 10:90~30:70으로 혼합하여 형성된 NCO기가 1.0~3.0wt%인 프리폴리머(prepolymer) A액 및
물 100중량부에 아민 폴리올(polyol) 20~30중량부, 글리콜류 5~20중량부로 구성된 B액이 중량비 5:95 내지 40:60으로 혼합반응하여 형성되되,
상기 물 100중량부에 점착부여제인 폴리비닐피롤리돈(PVP : Polyvinylpyrrolidone) 또는 폴리비닐알콜(PVA : Polyvinylalcohol) 중 어느 하나가 0.5~2중량부 추가되어,
흡수도(%) 및 점착력(g)이 우수하고, 점착부여제가 피부로 전이가 되지 않는 개선된 점착성을 가진 하이드로겔 드레싱.
제1항에 있어서,
상기 디이소시아네이트는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI: Isophorone Diisocyanate), 환상지방족 디이소시아네이트 (H12MDI: Cycloaliphatic Diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI: Hexamethylen Diisocynate) 중 어느 하나인 개선된 점착성을 가진 하이드로겔 드레싱.
제1항에 있어서,
상기 글리콜류는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropyleneglycol), 1,3 부틸렌글리콜(1,3 Butylene glycol), 글리세린 (Glycerine) 또는 솔비톨(Sorbitol) 중 어느 하나인 개선된 점착성을 가진 하이드로겔 드레싱.
제1항에 있어서,
상기 프리폴리머(prepolymer)의 점도는 15,000 내지 35,000cps인 개선된 점착성을 가진 하이드로겔 드레싱.