KR20140102903A - 고흡수성 수화겔 및 이의 제조방법 - Google Patents

고흡수성 수화겔 및 이의 제조방법 Download PDF

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박종석
임윤묵
권희정
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한국원자력연구원
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Abstract

본 발명은 요철 패턴을 포함하여 함수율을 극대화시킴으로써 드레싱 교환 빈도를 줄이고, 최적의 상처 치료 효과를 나타낼 수 있는 고흡수성 수화겔 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

고흡수성 수화겔 및 이의 제조방법{Hydrogel with super absorbent water and method for the preparation thereof}
본 발명은 삼출물의 흡수율을 향상시킬 수 있는 수화겔 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
수화겔(hydrogen)은 습윤 상태가 지속적으로 요구되는 화상 치료 또는 피부 재생을 위하여 사용되는 재료로서, 수용성 고분자를 물에 녹인 다음 물리적 또는 화학적으로 가교시켜 제조하며, 상당액의 수분을 함유하고 있어 혈액, 체액 및 생체조직과 친화성이 있어 상처 치료용 드레싱으로 사용될 수 있으며, 이외에도 콘택트 렌즈, 마스크팩 또는 연골에도 적용이 가능하다.
수화겔을 화상 치료에 적용 시 화상의 정도가 심한 경우 초기 다량의 삼출물이 배출되기 때문에 수화겔이 어느 정도 삼출물을 흡수한다고 하여도 어느 한계 이상의 삼출물은 흡수하지 못하여 환부 주위로 흘러내리는 경우가 발생할 수 있다.
수화겔은 일반적으로 친수성기를 함유하고 있지만, 상처의 삼출물은 수분 이외의 전해질, 백혈구, 성장인자, 대사물질, 염증 매개체, 금속단백소화효소(MMPs) 등의 다양한 물질을 포함하고 있어 삼출물의 흡수는 제한적이다.
상기와 같이 다양한 물질을 포함하는 삼출물은 상처에 세포 증식을 자극하는 방법으로 상처 치료를 돕기 때문에 삼출물에 의한 효과를 극대화시킬 수 있는 조건을 갖춘 수화겔이 필요하다. 즉, 상처에 적용된 드레싱의 건조 정도나 습윤 정도 등에 의해 드레싱의 교환 빈도 및 종류를 조절되는 것을 포함하여 수화겔의 물성을 개선하는 것이 요구된다. 구체적으로, 삼출물은 체내 모세혈관에서 삼투되어 나오며, 삼투된 양의 대부분은 모세혈관으로 재흡수되고, 나머지는 임파관 시스템을 통해서 순환되어 돌아가기 때문에, 상기 삼출물의 흡수율이 최적화된 수화겔을 사용함으로써 그 효과를 최대화시킬 수 있는 것이다. 즉, 삼출액에 의한 습윤환경은 상처치료에 필요한 것이지만 과도한 습윤조건이나 건조한 환경은 환부에 악영향을 일으킬 수 있기 때문에, 삼출액 흡수율이 적어 삼출액이 환부 주위로 흘러내려 드레싱 교환 빈도를 높이거나, 유효한 삼출액이 환부에 공급되지 못하여 치료가 늦어지는 문제점을 해결하기 위한 삼출물 흡수율이 최적화된 수화겔에 대한 연구가 필요한 실정이다.
한국특허등록 제10-0612374호(2006.08.07)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상처 또는 화상 치료에서 삼출액이 환부주위로 흘러내려 드레싱 교환 빈도를 높이는 경우가 많고, 유효한 삼출액이 환부에 공급되지 못하여 치료가 늦어지는 것을 방지하기 위하여 삼출물의 흡수율이 최적화된 수화겔 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 생체적합성 고분자 수용액을 제조하는 단계, 상기 고분자 수용액을 요철 패턴이 성형된 몰드에 투입하여 요철 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 요철 패턴이 형성된 고분자 수용액을 가교하여 수화겔을 형성하는 단계,를 포함하는 고흡수성 수화겔 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 요철 패턴은 단위 면적(cm2)당 1 내지 1,000 개 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자 수용액은 생체고분자를 전체 수용액에 대하여 1 내지 40중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 폴리비닐알콜 단독, 또는 상기 폴리비닐알콜에 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴산, 소듐카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 아가, 알지네이트 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 중량평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 중량평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000 및 85 ~ 99.9 몰%의 검화도를 갖는 폴리비닐알콜인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 생체적합성 고분자는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 소르비톨, 만니톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 다가알콜을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 가교는 동결 및 해동에 의해 물리적 가교를 유도하는 방법, 방사선을 조사하여 가교를 유도하는 방법 및 화학적 가교를 유도하는 방법 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 실시할 수 있다.
본 발명은 생체적합성 고분자로 이루어지며, 요철 패턴을 포함하는 고흡수성 수화겔을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔에 있어서, 상기 요철 패턴은 단위 면적(cm2)당 1 내지 1,000 개 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 폴리비닐알콜 단독, 또는 상기 폴리비닐알콜에 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴산, 소듐카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 아가, 알지네이트 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 소르비톨, 만니톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 다가알콜을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 중량평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 중량평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000 및 85 ~ 99.9 몰%의 검화도를 갖는 폴리비닐알콜인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 고흡수성 수화겔은 함수율을 극대화시킬 수 있으며, 삼출액의 흡수를 높여 드레싱 교환 빈도를 줄이고, 최적의 상처 치료 효과를 나타낼 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 요철 패턴이 형성된 수화겔의 삼출액의 흡수 상태를 대략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수화겔 제조를 위한 요철 패턴이 형성된 알루미늄 몰드의 평면도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 본 요철 패턴이 형성된 알루미늄 몰드의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반구형상의 요철 패턴을 갖는 알루미늄 몰드의 평면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1, 2 및 비교예 1에 따른 수화겔의 시간별 흡수율을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3, 4 및 비교예 2에 따른 수화겔의 시간별 흡수율을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 고흡수성 수화겔의 제조방법 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에서 사용된 용어, “요철 패턴”은 몰드 상에 표면으로부터 볼록 튀어 나오거나 움푹 들어간 형상을 포함하는 것으로 그 형상이 어느 하나에 제한되지 않고 여러가지 형상으로 이루어질 수 있는 것으로 이해할 수 있다. 또한, 상기 ‘요철 패턴’의 용어는 상기 요철이 형성된 몰드를 이용하여 제조된 수화겔 상에 표면으로부터 일정 깊이를 갖는 것을 포함하여 요철 패턴의 의미가 몰드 및 제조된 수화겔에 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명은 생체적합성 고분자 수용액을 제조하는 단계, 상기 고분자 수용액을 요철 패턴이 성형된 몰드에 투입하여 요철 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 요철 패턴이 형성된 고분자 수용액을 가교하여 수화겔을 형성하는 단계,를 포함하는 고흡수성 수화겔 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 요철 패턴은 단위 면적(cm2)당 1 내지 1,000 개 포함하며, 바람직하게는 1 내지 500개, 더욱 바람직하게는 1 내지 200개를 포함하는 것이 흡수율을 최적화할 수 있다.
이때, 요철 패턴은 구형, 원추형, 원통형, 피라미드형 등의 형상을 가질 수 있다. 일예로, 구형은 금속 또는 유리구슬을 이용하여 성형할 수 있다. 또는 몰드에 반구형, 원기둥형, 원추형 및 다각추형 등의 돌기를 형성한 후 상기 생체적합성 고분자 수용액을 상기 몰드에 투입하여 요철 패턴이 형성된 고분자 수용액을 가교하여 요철 패턴을 포함하는 수화겔을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로 요철이 형성된 수화겔의 수분 또는 삼출액의 흡수를 대략적으로 나타낸 것으로서, 수화겔에 형성된 요철 패턴(미세구멍(1)) 내부에 삼출액(2)이 흡수되어 있는 것을 볼 수 있으며, 상기 요철 패턴은 삼출액을 지속적으로 흡수하게 되고 환부주위로 흘러내리는 것을 방지하여 함수율을 높이는 것과 동시에 치료 효과를 극대화시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수화겔 제조를 위한 요철이 형성된 알루미늄 몰드의 평면도를 나타낸 것이며, 도 3은 도 2의 평면도 상의 일부를 3차원 단면으로 확대하여 본 것으로서, 표면으로부터의 요철 패턴(3)의 높이(h)는 제조되는 수화겔의 요철 패턴의 깊이를 결정지으며, 표면으로부터 요철 패턴의 깊이와 상기 요철 패턴의 간격에 따라 삼출물의 함수율은 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수화겔의 요철 패턴은 표면으로부터 깊이가 0.001 내지 10mm인 것이 바람직하며, 요철 패턴은 제한적이지 않지만 일정간격을 두고 배치되는 것이 좋으며, 0.01 내지 10mm 간격으로 배열되는 것이 함수율을 극대화시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 요철 패턴의 형상은 반구형, 원추형 및 다각추형의 요철을 갖는 것이 바람직하다. 일예로, 상기 원추형은 원추의 꼭지점을 몰드 표면 상에 고정시키는 것도 가능하며, 원추면의 큰 면을 몰드 표면에 고정하여 요철 패턴을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드의 단면도를 나타낸 것으로서, 알루미늄 판 위에 소정의 직경으로 구멍을 뚫은 후 구형 구슬(4)을 이용하여 반구형상의 요철 패턴을 갖는 수화겔 몰드를 제조할 수 있다.
본 발명은 바람직하게 상기 요철의 단위 개수당 직경은 0.01 내지 10mm인 것이 바람직하며, 더 좋게는 직경에 따른 표면으로부터의 깊이가 1 내지 3mm인 것이 삼출물의 흡수율을 최적화시키며, 화상이나 상처에서 발생하는 삼출액이 수화겔의 요철로 흡수되어 환부주위로 흘러내리는 것을 방지함으로써 치료가 지연되거나 드레싱의 교환 빈도를 줄일 수 있다.
또한, 상기 수화겔은 몰드를 이용하여 표면에 요철 패턴을 형성하는 것에 한정하지 않고, 미세 다공층을 수화겔에 포함시켜 상기 요철 패턴과 같은 기능을 부여할 수 있다.
상기 미세 다공층을 수화겔 상에 형성하는 방법은 생체적합성 고분자 수용액을 가교시켜 수화겔을 제조한 다음, 상기 수화겔의 상부에 1/2 내지 /20의 두께비로 생체적합성 고분자, 제1용매 및 제2용매를 포함하는 미세 다공층 형성용 수용액을 도포하여 가교시켜 미세 다공층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제1용매 및 제2용매는 증발 속도 차이를 갖는 것으로, 제한적이지는 않지만, 제1용매는 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 시클로헥산, 물 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 용매이며, 제2용매는 메탄올, 메틸에틸케톤 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자 수용액은 생체고분자를 전체 수용액에 대하여 1 내지 40중량% 포함하여 겔화율을 높이고, 겔강도를 향상시킬 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 생체적합성이 있는 고분자라면 제한적이지 않지만, 3차원의 망상구조를 갖고, 친수성 관능기를 포함함으로써 물을 흡수할 뿐만 아니라, 물에 용해되지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다. 일예로, 폴리비닐알콜(PVA) 단독, 또는 상기 폴리비닐알콜(PVA)에 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아크릴산, 소듐카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴(gelatin), 아가(aga), 알지네이트(alginate), 키토산(chitosan) 및 카라기난(carrageenan)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 중량평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000인 것이 수용액을 제조하기에 용이하며, 겔화율 및 겔 강도를 높이고, 다른 성분과의 혼용성을 증대시켜 균일한 수화겔을 제조할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 생체적합성 고분자로 더욱 바람직하게는 폴리비닐알콜을 사용하는 것이 기계적 및 열적 강도가 우수하며 동결 및 해동의 물리적 가교가 가능하여 좋으며, 단위구조내에 산소와 질소를 함유하고 있어 물 분자와 수소결합을 할 수 있고, 이를 통해 망상구조를 이룸으로써 다량의 수분을 함유하여 좋다.
상기 폴리비닐알콜은 중량평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000인 것이 수용액을 제조하기 용이하며, 겔화율 및 겔 강도를 높일 수 있고, 다른 성분과의 혼용성이 좋아 균일한 수화겔을 제조할 수 있다.
또한, 상기 폴리비닐알콜은 85 ~ 99.9 몰%의 검화도를 갖는 것을 사용하여 수화겔의 물성을 높이면서도 동결시 결정화되지 않아 물성이 저하되는 것을 막을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 생체적합성 고분자는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 소르비톨, 만니톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 다가알콜을 더 포함하여 점착력 및 유연성을 증가시킬 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수화겔의 제조방법에 있어서, 상기 가교는 동결 및 해동에 의해 물리적 가교를 유도하는 방법, 방사선을 조사하여 가교를 유도하는 방법 및 화학적 가교를 유도하는 방법 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 실시할 수 있다.
상기 동결 및 해동에 의해 물리적 가교를 유도하는 방법은 생체적합성 고분자 수용액을 몰드(금속, 고분자, 세라믹)에 붓거나 캐스팅한 후, 동결 및 해동과정을 반복함으로써 물리적 가교를 형성시키는 방법이다. 이때, 효과적인 물리적 가교의 형성을 위해, 상기 동결온도의 범위는 -100 ~ -15 ℃인 것이 바람직하고, -70 ~ -40 ℃인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 동일한 목적을위해 상기 해동온도의 범위는 5 ~ 50 ℃인 것이 바람직하고, 20 ~ 30 ℃인 것이 더욱 바람직하다. -100 ℃보다 낮은 온도에서 동결시키는 것은 물리적 가교의 형성에 큰 차이가 없는 한편, -15 ℃보다 높은 온도에서는 수화겔이 동결되지 않는 문제가 있다. 또한, 5 ℃보다 낮은 해동온도에서는 적당한 해동시간을 확보할 수 없고, 50 ℃보다 높은 해동온도에서는 물리적 가교를 약화시킬 수 있다.
상기 동결과정을 수행하는 시간은 동결온도에 따라 변경될 수 있으며, 통상 5분 ~ 1시간이 효과적인 동결을 위해 바람직하다. 상기 동결 및 해동과정은 안정한 물리적 가교의 확보를 위해서 반복 수행할 수 있으며, 수행 회수는 1 ~ 10 회가 바람직하고, 공정의 간소화를 위해서는 1 ~ 3 회 실시할 수 있다.
방사선을 조사하여 생체적합성 고분자 간의 가교를 유도하는 방법은 폴리비닐알콜 등을 포함하는 상기 생체적합성 고분자 수용액에 방사선을 조사하여 고분자 사이에 가교를 형성시키는 방법으로, 이때, 방사선은 제한적이지 않지만, 감마선, 베타선 또는 방사선 이외의 자외선을 사용한 가교도 가능하다.
방사선 조사에 의해 성형되는 수화겔은 화학적 방법에 의해 제조되는 수화겔층에 존재하는 잔류 독성의 문제가 없고, 가교와 동시에 멸균효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 상기 방사선의 조사선량은 2 ~ 200 kGy인 것이 바람직하다. 만약, 2 kGy 미만인 경우에는 방사선 조사에 의한 생체적합성 고분자 간의 효과적인 가교 형성을 기대할 수 없고, 200 kGy인 경우에는 가교량의 증가로 인한 겔 강도의 비대로 인해 수화겔의 유연성이 저하하고, 고분자의 방사선 열화 문제가 발생한다.
화학적 가교제에 의해 화학적 가교를 유도하는 방법은 화학 가교제 또는 개시제를 사용하여 가교를 형성시키는 방법이다. 이 경우, 사용될 수 있는 상기 가교제 또는 개시제로는 붕산(boric acid), 다이알데하이드, 다이카복실산, 다이안하이드라이드, 염산, 에피클로히드린(epichlorohydrin) 등이 있다. 다만, 화학 가교제 또는 개시제를 사용하는 경우에는 반응이 완료된 후, 예비 수화겔 층에 독성물질이 잔류할 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 생체적합성 고분자로 이루어지며, 요철 패턴을 포함하는 고흡수성 수화겔을 제공한다.
상기 고흡수성 수화겔은 앞서 설명한 바와 같은 제조방법으로 제조될 수 있으며, 요철의 개수는 단위 면적(cm2)당 1 내지 1000 개 포함할 수 있다. 또한, 상기 요철의 형상은 제한적이지 않지만, 구형, 원추형, 원통형, 피라미드형 등의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 대하여 실시예를 바탕으로 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
10㎝ x 10㎝ x 2mm의 알루미늄판에 1mm 구멍을 1.2mm 간격으로 뚫고 이 구멍에 직경 2mm 금속구슬을 올려놓고 접착제로 고정하였다. 금속구슬이 고정된 알루미늄 판을 테두리가 있는 플라스틱 몰드에 넣고 폴리비닐알콜 수용액을 붓고 냉동, 해동을 3회 반복하여 수화겔을 제조하였다. 이때, 냉동온도는 -30 ℃, 해동온도는 20 ℃였고, 각각 2시간 유지하였다. 상기 폴리비닐알콜 수용액은 폴리비닐알콜(MW:75,000) 20 중량% 및 증류수 80중량%를 교반기를 이용하여 혼합한 것을 사용하였다. 물리적으로 가교 제조된 수화겔을 알루미늄판에서 제거하여 구형의 요철을 형성시킨 수화겔을 제조하였다.
(실시예 2)
알루미늄판 상의 구멍에 직경 5mm 금속구슬을 올려놓는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
(비교예 1)
10㎝ x 10㎝ x 2mm의 평면 알루미늄 몰드 상에 폴리비닐알콜 수용액을 붓고 냉동 및 해동하는 물리적 가교를 통하여 수화겔을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
(실시예 3)
10㎝ x 10㎝ x 2mm의 알루미늄판에 1mm 구멍을 1.2mm 간격으로 뚫고 이 구멍에 직경 2mm 금속구슬을 올려놓고 접착제로 고정하였다. 금속구슬이 고정된 알루미늄 판을 테두리가 있는 플라스틱 몰드에 넣고 폴리아크릴산 수용액을 붓고 감마선을 이용하여 10 kGy/hr 선량율로 25kGy를 조사하여 구형의 요철이 형성된 폴리아크릴산 수화겔을 제조하였다. 이때, 상기 폴리아크릴산 수용액은 폴리아크릴산(MW:450,000) 7 중량% 및 증류수 93중량%를 교반기를 이용하여 혼합한 것을 사용하였다.
(실시예 4)
알루미늄판 상의 구멍에 직경 5mm 금속구슬을 올려놓는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하였다.
(비교예 2)
10㎝ x 10㎝ x 2mm의 평면 알루미늄 몰드 상에 폴리비닐알콜 수용액을 붓고 냉동 및 해동하는 물리적 가교를 통하여 수화겔을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하였다.
(흡수율 측정)
상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 수화겔의 수분 및 혈청 흡수율을 측정하였다. 이때, 흡수율은 (흡수된 중량)/(수화겔의 중량)*100으로 하여 계산하였다.
도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 요철 패턴이 형성된 고흡수성 수화겔은 비교예에 비하여 흡수율을 월등하게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 생체적합성 고분자 수용액을 제조하는 단계,
    상기 고분자 수용액을 요철 패턴이 성형된 몰드에 투입하여 요철 패턴을 형성하는 단계, 및
    상기 요철 패턴이 형성된 고분자 수용액을 가교하여 수화겔을 형성하는 단계를 포함하는 고흡수성 수화겔 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 단위 면적(cm2)당 1 내지 1000 개 포함하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생체적합성 고분자 수용액은 생체고분자를 전체 수용액에 대하여 1 내지 40중량% 포함하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 생체적합성 고분자는 폴리비닐알콜 단독, 또는 상기 폴리비닐알콜에 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴산, 소듐카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 아가, 알지네이트 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 생체적합성 고분자는 중량평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000인 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 생체적합성 고분자는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 소르비톨, 만니톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 다가알콜을 더 포함하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가교는 동결 및 해동에 의해 물리적 가교를 유도하는 방법, 방사선을 조사하여 가교를 유도하는 방법 및 화학적 가교를 유도하는 방법 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 실시하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동결 및 해동에 의해 물리적 가교를 유도하는 방법은 생체적합성 고분자 수용액을 -70 ~ -40℃에서 5분 ~ 1시간 동안 동결한 후, 20 ~ 40℃에서 해동하는 것을 포함하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 방사선을 조사하여 가교를 유도하는 방법은 생체적합성 고분자 수용액에 2 ~ 200kGy 의 방사선을 조사하는 것을 포함하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 화학적 가교를 유도하는 방법은 생체적합성 고분자 수용액에 붕산, 알데하이드, 다이알데히드, 다이카복실산, 다이안하이드라이드, 염산 및 에피클로로히드린으로 이루어진 군으로부터 선택되느 어느 하나 이상의 가교제를 사용하는 것을 포함하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  11. 생체적합성 고분자로 이루어지며, 요철 패턴을 포함하는 고흡수성 수화겔.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 단위 면적(cm2)당 1 내지 1000 개 포함하는 고흡수성 수화겔.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 생체적합성 고분자는 폴리비닐알콜 단독, 또는 상기 폴리비닐알콜에 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴산, 소듐카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 아가, 알지네이트 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 고흡수성 수화겔.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 생체적합성 고분자는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 소르비톨, 만니톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 다가알콜을 더 포함하는 고흡수성 수화겔의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 생체적합성 고분자는 평균분자량이 100,000 ~ 1,500,000인 고흡수성 수화겔.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108003391A (zh) * 2017-12-01 2018-05-08 武汉理工大学 一种全多糖衍生物基超吸水凝胶及其制备方法和应用
CN109438732A (zh) * 2018-11-12 2019-03-08 西安交通大学 一种聚乙烯醇/壳聚糖凝胶珠的制备方法
KR20210059571A (ko) * 2019-11-15 2021-05-25 영남대학교 산학협력단 듀얼네트워크 구조의 하이드로겔을 이용한 인체 삽입형 확장기

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