PL209598B1 - Hydrożel polimerowy oraz sposób wytwarzania hydrożelu polimerowego - Google Patents
Hydrożel polimerowy oraz sposób wytwarzania hydrożelu polimerowegoInfo
- Publication number
- PL209598B1 PL209598B1 PL378849A PL37884906A PL209598B1 PL 209598 B1 PL209598 B1 PL 209598B1 PL 378849 A PL378849 A PL 378849A PL 37884906 A PL37884906 A PL 37884906A PL 209598 B1 PL209598 B1 PL 209598B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- acid
- freezing
- thawing
- hours
- malic
- Prior art date
Links
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 42
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 40
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 29
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 29
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims description 13
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 11
- 235000011087 fumaric acid Nutrition 0.000 claims description 9
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N Gluconic acid Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims description 8
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008215 water for injection Substances 0.000 claims description 6
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OVYQSRKFHNKIBM-UHFFFAOYSA-N butanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O.OC(=O)CCC(O)=O OVYQSRKFHNKIBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 claims description 5
- FZIPCQLKPTZZIM-UHFFFAOYSA-N 2-oxidanylpropane-1,2,3-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O FZIPCQLKPTZZIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FIYQGZWUDCJKNO-UHFFFAOYSA-N 2-oxobutanedioic acid Chemical compound OC(=O)CC(=O)C(O)=O.OC(=O)CC(=O)C(O)=O FIYQGZWUDCJKNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 4
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- 229940093181 glucose injection Drugs 0.000 claims description 3
- 239000008354 sodium chloride injection Substances 0.000 claims description 2
- 239000003978 infusion fluid Substances 0.000 claims 1
- KHPXUQMNIQBQEV-UHFFFAOYSA-N oxaloacetic acid Chemical compound OC(=O)CC(=O)C(O)=O KHPXUQMNIQBQEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 7
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 3
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 2
- 229960005137 succinic acid Drugs 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 1
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical group CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012425 Freezing-thawing process Methods 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012867 bioactive agent Substances 0.000 description 1
- 239000003519 biomedical and dental material Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229940090044 injection Drugs 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest hydrożel polimerowy na bazie poli(alkoholu winylowego) (PVA) usieciowanego chemicznie i fizycznie oraz sposób wytwarzania hydrożelu polimerowego na bazie poli(alkoholu winylowego) (PVA) usieciowanego chemicznie i fizycznie. Hydrożel polimerowy według wynalazku posiada szczególnie korzystną charakterystykę właściwości mechanicznych, dzięki czemu będzie mógł znaleźć zastosowanie jako materiał biomedyczny do produkcji protez chrząstki.
Poli(alkohol winylowy) jest polimerem, który wśród tworzyw sztucznych rozpuszczalnych w wodzie, produkowany jest na świecie w największych ilościach. Komercyjnie otrzymuje się go przez hydrolizę poli(octanu winylu). Największe jego zużycie związane jest z produkcją wodorozpuszczalnych klejów do papieru i tkanin, wykorzystaniem PVA jako stabilizatora w polimeryzacji emulsyjnej. Fakt rozpuszczalności PVA w wodzie wykorzystuje się również do produkcji rozpuszczalnych w wodzie worków na pranie, pestycydy i nawozy. Równie cenną właściwością PVA jest biodegradowalność, zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych.
Do zastosowań medycznych i farmaceutycznych PVA musi być usieciowany. Reakcje sieciowania mogą być prowadzone na różne sposoby. Jedną z metod jest dodatek środka sieciującego, takiego jak aldehyd glutarowy czy octowy. Jednakże, aby wytworzone zostały połączenia acetalowe pomiędzy środkiem sieciującym a grupami hydroksylowymi, konieczne jest prowadzenie sieciowania w obecności takich związków jak kwas siarkowy, kwas octowy czy metanol. Zastosowanie tego typu reagentów wiąże się z ich późniejszym uwalnianiem lub wymywaniem z hydroż elu, co zwykle dyskwalifikuje materiał w zastosowaniu biomedycznym.
Rozwiązaniem, które eliminuje użycie toksycznych związków, jest sieciowanie PVA przy pomocy promieniowania γ. (Hassan Ch.M., Peppas N.A., Adv. Polym. Sci. (2000), 153, 37-65). Minimalna dawka promieniowania powodująca żelowanie zależy od stopnia polimeryzacji i stężenia polimeru w roztworze. Podczas procesu sieciowania oprócz zjawiska sieciowania, zaobserwowano również powstawanie obszarów krystalicznych, które istotnie wpływały na przenoszenie zewnętrznych obciążeń.
Znany jest z opisu patentowego US 6,231,605 i pracy Ch. M. Hassan, N.A.Peppas (Adv. Polym. Sci. (2000), 153, 37-65) sposób sieciowania PVA poprzez wielokrotne zamrażanie i odmrażanie wodnych roztworów, prowadzące do otrzymania żeli fizycznych. W wyniku takiego działania w całej objętości trójwymiarowej sieci powstają krystality, które są w stanie przenosić większe obciążenia mechaniczne, niż ma to miejsce w przypadku sieciowania chemicznego czy napromieniowywania. Ilość i stabilno ść fazy krystalicznej wzrasta wraz ze wzrostem iloś ci cykli zamraż ania i odmrażania.
Autorzy przedstawiają również możliwości otrzymywania blend PVA. Jedną z możliwości jest otrzymywanie wrażliwych na zmiany pH polimerów na bazie PVA i poli(kwasu akrylowego) (PAA). Membrany otrzymane były poprzez chemiczne usieciowanie, posiadały różny stopień usieciowania, różna była też zawartość jonowa. Zmiany pH następowały w obszarze wartości od pH=3 do pH=6, a reakcje wynikają ce z tych zmian badane był y podczas procesu spę czniania.
Membrany PVA/PAA otrzymano również metodą zamrażania i odmrażania wodnych roztworów obydwu komponentów. Membrany te posiadały dobre właściwości mechaniczne i współczynnik pęcznienia osiągał równowagę już po kilku godzinach prowadzenia procesu.
Badane były również układy PVA z poli(glikolem etylenowym) (Llanos G.R., Sefton M.V. Makromol. (1991), 24, 6065-6072). Ich otrzymywanie polegało na naszczepianiu PEG na PVA, w celu obniżenia adsorpcji protein i osadzania się komórek. Wiązanie PEG z PVA następowało przy użyciu wiązań uretanowych bądź acetalowych.
W pracy Thomas J., Lowman A. i Marcolongo M. (J. Biomed. Mater. Res.67A 1329-1337) opisano sposób sieciowania PVA stosując polimeryczny PVP. Hydrożele otrzymane na bazie wodnych roztworów obydwu polimerów, przy różnym udziale poszczególnych składników badane były pod kątem wytrzymałości mechanicznej oraz zachowania się podczas pęcznienia. Zmiany zachodzące w procesie pęcznienia obserwowano metodami spektroskopowymi. Mieszanina o najlepszej stabilnoś ci sieci polimerowej w warunkach fizjologicznych zawierał a 99 części wag. PVA i 1 część wag. PVP.
Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr 6,231,605 sposób otrzymywania hydrożeli na bazie PVA, w których zamiast wody stosowano roztwór soli izotonicznej (0,9% wagowych na objętość wody) z dodatkiem szeregu bioaktywnych środków (heparyna, czynniki wzrostu, inhibitory sieciowania kolagenu, antyciała, cytokiny i inne). Opisany przez autorów sposób otrzymywania hydrożeli obejmował dwa etapy. W pierwszym etapie, mieszaninę PVA i wody umieszczano w formie i wieloPL 209 598 B1 krotnie cyklicznie zamrażano i odmrażano, aż otrzymano odpowiedni hydrożel. W drugim etapie hydrożel był usuwany z formy, umieszczany w wodzie i poddawany jeszcze raz cyklowi zamrażania i odmraż ania aż został y osią gnię te odpowiednie wł a ś ciwoś ci mechaniczne. Stężenie PVA miał o wpł yw na sztywność hydrożelu i mogło być dobierane, tak aby otrzymać żądane wartości twardości. Bardziej korzystne okazało się otrzymywanie hydrożeli, w których zawartość PVA wynosiła 10-30 części wag. i odpowiednio 90-70 części wag. wody, szczególnie korzystna okazał a się mieszanina z 25 częściami wagowymi PVA i 75 wody.
Hydrożel polimerowy według wynalazku, składający się z poli(alkoholu winylowego) o ciężarze cząsteczkowym od 79 200 do 97 700 i rozpuszczalnika, charakteryzuje się tym, że zawiera związany chemicznie niskocząsteczkowy metaboliczny kwas di- lub wielofunkcyjny w ilości od 1 do 10% wagowych, korzystnie kwas bursztynowy (kwas 1,4-butanodiowy), cytrynowy (kwas 2-hydroksy-1,2,3-propanotrikarboksylowy), kapronowy (kwas heksanowy), fumarowy (kwas trans-1,2-etylenodikarboksylowy), maleinowy (kwas cis-butenedikarboksylowy), jabłkowy (kwas L (-)-jabłkowy, kwas hydroksyetylenodikarboksylowy), glukonowy (kwas 2,3,4,5,6-pentahydroksyheksanowy) i szczawiooctowy (kwas oksalooctowy). Hydrożel zawiera rozpuszczalnik w postaci płynu infuzyjnego takiego jak woda do iniekcji, 0,9% roztwór chlorku sodu do iniekcji lub 5% roztwór glukozy do iniekcji.
Sposób otrzymywania hydrożelu polimerowego według wynalazku polegający na sieciowaniu poli(alkoholu winylowego) środkiem sieciującym charakteryzuje się tym, że do roztworu poli(alkoholu winylowego) dodaje się niskocząsteczkowy metaboliczny kwas di- lub wielofunkcyjny w ilości od 1 do 10% wagowych, korzystnie kwas bursztynowy (kwas 1,4-butanodiowy), cytrynowy (kwas 2-hydroksy-1,2,3-propanotrikarboksylowy), kapronowy (kwas heksanowy), fumarowy (kwas trans-1,2-etylenodikarboksylowy), maleinowy (kwas cis-butenedikarboksylowy), jabłkowy (kwas L (-)-jabłkowy, kwas hydroksyetylenodikarboksylowy), glukonowy (kwas 2,3,4,5,6-pentahydroksyheksanowy) i szczawiooctowy (kwas oksalooctowy). Następnie mieszaninę podgrzewa się do temperatury 90°C i miesza w takich warunkach przez 12-16 godzin, po czym za pomoc ą strzykawki umieszcza się w formach, w sposób zapewniający wprowadzenie jak najmniejszej ilości pęcherzyków powietrza. W kolejnym etapie mieszaninę poddaje się kolejnym cyklom zamrażania i odmrażania, przy czym po trzech cyklach zamrażania i odmrażania otrzymane hydrożele wyciąga się delikatnie z formy i umieszcza na 15-30 minut w wodzie, po czym ponownie umieszcza się w formie i poddaje się kolejnym cyklom zamrażania i odmrażania. Korzystnie zamrażanie prowadzi się w temperaturze -20°C ± 2°C przez okres 10-24 godzin. Korzystnie ilość następujących po sobie cykli zamrażania i odmrażania wynosi od 4 do 14.
Zaletą hydrożelu i sposobu według wynalazku jest stosowanie nietoksycznych związków chemicznych w postaci kwasów di- lub wielofunkcyjnych będących naturalnymi metabolitami. Hydrożel według wynalazku charakteryzuje się wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi, wytrzymałością na ściskanie porównywalną do naturalnej chrząstki oraz stabilnością tych właściwości w czasie przebywania w organizmie.
Hydrożel oraz sposób według wynalazku bliżej objaśniono w podanych poniżej przykładach i na rysunku, na którym wzór 1 przedstawia zwią zany z PVA kwas glukonowy, wzór 2 przedstawia kwas bursztynowy (kwas 1,4-butanodiowy), wzór 3 przedstawia kwas cytrynowy (kwas 2-hydroksy1,2,3-propanotrikarboksylowy), wzór 4 przedstawia kwas kapronowy (kwas heksanowy), wzór 5 przedstawia kwas fumarowy (kwas trans-1,2-etylenodikarboksylowy), wzór 6 przedstawia kwas maleinowy (kwas cis-butenedikarboksylowy), wzór 7 przedstawia kwas jabłkowy (kwas L (-)-jabłkowy, kwas hydroksyetylenodikarboksylowy), wzór 8 przedstawia kwas glukonowy (kwas 2,3,4,5,6-pentahydroksyheksanowy) i wzór 9 przedstawia kwas szczawiooctowy (kwas oksalooctowy).
P r z y k ł a d 1
Do kolby trójszyjnej wyposażonej w mieszadło wprowadzono 75 części wagowych wody do iniekcji, 25 części wagowych poli(alkoholu winylowego) (Mw= 89 500) i 3 części wagowe kwasu bursztynowego. Mieszaninę reakcyjną podgrzano do temperatury 90°C i w tej temperaturze mieszano przez minimum 12 godzin. Następnie strzykawką pobierano niezbędną ilość roztworu i umieszczono w formie, w taki sposób, aby wprowadzić jak najmniejszą ilość pęcherzyków powietrza. Zamknięty w formie roztwór poddano 9 cyklom zamrażania i odmrażania. Zamrażanie odbywało się z szybkością ok. 0,7°C/min do temperatury ok. -20°C i trwało 12 godzin. Etap odmrażania trwał 12 godzin i przebiegał w temperaturze pokojowej. Po trzecim cyklu materiał był wycią gany z formy, umieszczany w 30 ml destylowanej wody. Następnie ponownie umieszczano go w formie i powtarzano proces zamrażania i odmrażania jeszcze 6-krotnie.
PL 209 598 B1
Otrzymany hydrożel ma następujące właściwości:
- zawartość PVA 25%
- zawartość kwasu bursztynowego 3%
- stopień krystaliczności 50%
- masowy współ czynnik pę cznienia po 168 godzinach 2,44
- maksymalne naprężenie przy 60% odkszta ł cenia przy próbie statycznego ś ciskania [MPa] 1,82-2,16
P r z y k ł a d 2
Do kolby trójszyjnej wyposażonej w mieszadło wprowadzono 90 części wagowych wody do iniekcji, 10 części wagowych poli(alkoholu winylowego) (Mw= 92 500) i 1 część wagową kwasu kapronowego. Mieszaninę reakcyjną podgrzano do temperatury 90°C i w tej temperaturze mieszano przez minimum 12 godzin. Następnie strzykawką pobierano niezbędną ilość roztworu i umieszczono w formie, w taki sposób, aby wprowadzić jak najmniejszą ilość pęcherzyków powietrza. Zamknięty w formie roztwór poddano 7 cyklom zamrażania i odmrażania. Zamrażanie odbywało się z szybkością ok. 0,7°C/min do temperatury ok. -20°C i trwało 12 godzin. Etap odmrażania trwał 8 godzin i przebiegał w temperaturze pokojowej. Po trzecim cyklu materiał był wycią gany z formy, umieszczany w 30 ml destylowanej wody. Następnie ponownie umieszczano go w formie i powtarzano proces zamrażania i odmraż ania jeszcze 4-krotnie.
Otrzymany hydrożel ma następujące właściwości:
- zawartość PVA 10%
- zawartość kwasu kapronowego 1%
- stopień krystaliczności 33%
- masowy współczynnik pęcznienia po 168 godzinach 1,87
- maksymalne naprężenie przy 60% odkszta ł cenia przy próbie statycznego ś ciskania [MPa] 1,24-1,75
P r z y k ł a d 3
Do kolby trójszyjnej wyposażonej w mieszadło wprowadzono 80 części wagowych 0,9% roztworu chlorku sodu do iniekcji, 20 części wagowych poli(alkoholu winylowego) (Mw= 92 500) i 3 część wagową kwasu glukonowego. Mieszaninę reakcyjną podgrzano do temperatury 90°C i w tej temperaturze mieszano przez minimum 12 godzin. Następnie strzykawką pobierano niezbędną ilość roztworu i umieszczono w formie, w taki sposób, aby wprowadzić jak najmniejszą ilość pęcherzyków powietrza. Zamknięty w formie roztwór poddano 4 cyklom zamrażania i odmrażania. Zamrażanie odbywało się z szybkością ok. 0,5°C/min do temperatury ok. -20°C i trwało 12 godzin. Etap odmrażania trwał 10 godzin i przebiegał w temperaturze pokojowej. Po trzecim cyklu materiał był wyciągany z formy, umieszczany w 30 ml destylowanej wody. Następnie ponownie umieszczano go w formie i powtórzono proces zamrażania i odmrażania pięć razy.
Otrzymany hydrożel ma następujące właściwości:
- zawartość PVA 20%
- zawartość kwasu glukonowego 3%
- stopień krystaliczności 27%
- masowy współ czynnik pę cznienia po 168 godzinach 1,79
- maksymalne naprężenie przy 60% odkszta ł cenia przy próbie statycznego ś ciskania [MPa] 1,67-2,28
P r z y k ł a d 4
Do kolby trójszyjnej wyposażonej w mieszadło wprowadzono 90 części wagowych wody do iniekcji, 10 części wagowych poli(alkoholu winylowego) (Mw= 89 500) i 10 części wagowe kwasu kapronowego. Mieszaninę reakcyjną podgrzano do temperatury 90°C i w tej temperaturze mieszano przez minimum 12 godzin. Następnie strzykawką pobierano niezbędną ilość roztworu i umieszczono w formie, w taki sposób, aby wprowadzić jak najmniejszą ilość pę cherzyków powietrza. Zamknię ty w formie roztwór poddano 9 cyklom zamrażania i odmrażania. Zamrażanie odbywało się z szybkością ok. 0,7°C/min do temperatury ok. -20°C i trwało 10 godzin. Etap odmrażania trwał 10 godzin i przebiegał w temperaturze pokojowej. Po trzecim cyklu materiał był wyciągany z formy, umieszczany w 30 ml destylowanej wody. Następnie ponownie umieszczano go w formie i powtarzano proces zamrażania i odmrażania jeszcze 6-krotnie.
Otrzymany hydrożel ma następujące właściwości:
- zawartość PVA
10%
PL 209 598 B1
- zawartość kwasu kapronowego 10%
- stopień krystalicznoś ci 42%
- masowy współ czynnik pę cznienia po 168 godzinach 2,27
- maksymalne naprężenie przy 60% odkszta ł cenia przy próbie statycznego ś ciskania [MPa] 2,01- 2,27
P r z y k ł a d 5
Do kolby trójszyjnej wyposażonej w mieszadło wprowadzono 80 części wagowych 5% roztworu glukozy do iniekcji, 20 części wagowych poli(alkoholu winylowego) (Mw= 92 500) i 1 część wagową kwasu cytrynowego. Mieszaninę reakcyjną podgrzano do temperatury 90°C i w tej temperaturze mieszano przez minimum 12 godzin. Następnie strzykawką pobierano niezbędną ilość roztworu i umieszczono w formie, w taki sposób, aby wprowadzić jak najmniejszą ilość pęcherzyków powietrza. Zamknięty w formie roztwór poddano 10 cyklom zamrażania i odmrażania. Zamrażanie odbywało się z szybkoś cią ok. 0,5°C/min do temperatury ok. -20°C i trwał o 12 godzin. Etap odmra ż ania trwał 4 godziny i przebiegał w temperaturze pokojowej. Po trzecim cyklu materiał był wyciągany z formy, umieszczany w 30 ml destylowanej wody. Następnie ponownie umieszczano go w formie i powtarzano proces zamrażania i odmrażania jeszcze 7-krotnie.
Otrzymany hydrożel ma następujące właściwości:
- zawartość PVA 20%
- zawartość kwasu cytrynowego 1%
- stopień krystalicznoś ci 59%
- masowy współ czynnik pęcznienia po 168 godzinach 2,34 - maksymalne naprężenie przy 60% odkszta ł cenia przy próbie statycznego ś ciskania [MPa] 2,23- 2,61
P r z y k ł a d 6
Do kolby trójszyjnej wyposażonej w mieszadło wprowadzono 70 części wagowych wody do iniekcji, 30 części wagowych poli(alkoholu winylowego) (Mw= 92 500) i 5 części wagowych kwasu jabłkowego. Mieszaninę reakcyjną podgrzano do temperatury 90°C i w tej temperaturze mieszano przez minimum 12 godzin. Następnie strzykawką pobierano niezbędną ilość roztworu i umieszczono w formie, w taki sposób, aby wprowadzić jak najmniejszą ilość pę cherzyków powietrza. Zamknię ty w formie roztwór poddano 7 cyklom zamrażania i odmrażania. Zamrażanie odbywało się z szybkością ok. 0,7°C/min do temperatury ok. -20°C i trwało 16 godzin. Etap odmrażania trwał 8 godzin i przebiegał w temperaturze pokojowej. Po trzecim cyklu materiał był wyciągany z formy, umieszczany w 30 ml destylowanej wody. Następnie ponownie umieszczano go w formie i powtarzano proces zamrażania i odmrażania jeszcze 4-krotnie.
Otrzymany hydrożel ma następujące właściwości:
- zawartość PVA 30%
- zawartość kwasu jabłkowego 5%
- stopień krystalicznoś ci 53%
- masowy współ czynnik pęcznienia po 168 godzinach 1,97
- maksymalne naprężenie przy 60% odkszta ł cenia przy próbie statycznego ściskania [MPa] 2,03-2,39
Claims (7)
1. Hydrożel polimerowy, składający się z poli(alkoholu winylowego) o ciężarze cząsteczkowym od 79 200 do 97 700 i rozpuszczalnika, znamienny tym, że zawiera związany chemicznie niskocząsteczkowy metaboliczny kwas di- lub wielofunkcyjny w ilości od 1 do 10% wagowych.
2. Hydrożel według zastrz. 1, znamienny tym, że niskocząsteczkowy metaboliczny kwas dii wielofunkcyjny to kwas bursztynowy (kwas 1,4-butanodiowy), cytrynowy (kwas 2-hydroksy-1,2,3-propanotrikarboksylowy), kapronowy (kwas heksanowy), fumarowy (kwas trans-1,2-etylenodikarboksylowy), maleinowy (kwas cis-butenedikarboksylowy), jabłkowy (kwas L (-)-jabłkowy, kwas hydroksyetylenodikarboksylowy), glukonowy (kwas 2,3,4,5,6-pentahydroksyheksanowy) i szczawiooctowy (kwas oksalooctowy).
PL 209 598 B1
3. Hydrożel według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera rozpuszczalnik w postaci płynu infuzyjnego takiego jak woda do iniekcji, 0,9% roztwór chlorku sodu do iniekcji lub 5% roztwór glukozy do iniekcji.
4. Sposób otrzymywania hydrożelu polimerowego polegający na sieciowaniu poli(alkoholu winylowego) środkiem sieciującym, znamienny tym, że do roztworu poli(alkoholu winylowego) dodaje się niskocząsteczkowy metaboliczny kwas di- lub wielofunkcyjny w ilości od 1 do 10% wagowych, następnie mieszaninę podgrzewa się do temperatury 90°C i miesza w takich warunkach przez 12-16 godzin, po czym poddaje się go kolejnym cyklom zamrażania i odmrażania, przy czym po trzech cyklach zamrażania i odmrażania otrzymane hydrożele umieszcza na 15-30 minut w wodzie, po czym ponownie poddaje się kolejnym cyklom zamrażania i odmrażania.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jako niskocząsteczkowy metaboliczny kwas dii wielofunkcyjny stosuje się kwas bursztynowy (kwas 1,4-butanodiowy), cytrynowy (kwas 2-hydroksy-1,2,3-propanotrikarboksylowy), kapronowy (kwas heksanowy), fumarowy (kwas trans-1,2-etylenodikarboksylowy), maleinowy (kwas cis-butenedikarboksylowy), jabłkowy (kwas L (-)-jabłkowy, kwas hydroksyetylenodikarboksylowy), glukonowy (kwas 2,3,4,5,6-pentahydroksyheksanowy) i szczawiooctowy (kwas oksalooctowy).
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zamrażanie prowadzi się w temperaturze -20°C ± 2°C przez okres 10-24 godzin.
7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ilość następujących po sobie cykli zamrażania i odmraż ania wynosi od 4 do 14.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL378849A PL209598B1 (pl) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Hydrożel polimerowy oraz sposób wytwarzania hydrożelu polimerowego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL378849A PL209598B1 (pl) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Hydrożel polimerowy oraz sposób wytwarzania hydrożelu polimerowego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL378849A1 PL378849A1 (pl) | 2007-08-06 |
| PL209598B1 true PL209598B1 (pl) | 2011-09-30 |
Family
ID=43015266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL378849A PL209598B1 (pl) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Hydrożel polimerowy oraz sposób wytwarzania hydrożelu polimerowego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL209598B1 (pl) |
-
2006
- 2006-01-30 PL PL378849A patent/PL209598B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL378849A1 (pl) | 2007-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chang et al. | Superabsorbent polymers used for agricultural water retention | |
| Shang et al. | Temperature-responsive hydrogel prepared from carboxymethyl cellulose-stabilized N-vinylcaprolactam with potential for fertilizer delivery | |
| Singh et al. | External stimuli response on a novel chitosan hydrogel crosslinked with formaldehyde | |
| AU2011326602B2 (en) | Gels and hydrogels | |
| EP1836227B1 (en) | Biodegradable, super absorbent polymer hydrogels and a method for their preparation | |
| CN107556482B (zh) | 一种可注射高强度甲壳素基水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CA2686927A1 (en) | Superporous hydrogels for heavy-duty applications | |
| CN111253629B (zh) | 一种凝胶、其成套原料及应用 | |
| JP2013517353A (ja) | 工業的及び医学的応用のための、ナノコンポジットハイドロゲル及びその調製方法 | |
| CN109280130A (zh) | 一种可完全生物降解的淀粉接枝聚合物及其制备方法 | |
| Miao et al. | Alkynyl-functionalization of hydroxypropyl cellulose and thermoresponsive hydrogel thereof prepared with P (NIPAAm-co-HEMAPCL) | |
| CN115772267B (zh) | 一种土壤改良剂及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Thermoresponsive cryogels from dendronized interpenetrating polymer network showing dual-shape memory | |
| CN110698719A (zh) | 一种聚乙烯醇基水凝胶的制备 | |
| PL209598B1 (pl) | Hydrożel polimerowy oraz sposób wytwarzania hydrożelu polimerowego | |
| CN106750383A (zh) | 聚乙二醇水凝胶材料及其制备方法 | |
| CN112979942A (zh) | 侧基可功能化的聚氨基酸嵌段聚合物、其制备方法及响应型可逆粘附性可注射水凝胶 | |
| Hebeish et al. | Synthesis and properties of superabsorbent carboxymethyl cellulose graft-poly (acrylic acid-co-acrylamide) | |
| Battalova et al. | Synthesis and Application of Biodegradable Cellulose Hydrogels From Sunflower Husks as a Water‐Retaining Material in Agriculture | |
| CN120157815B (zh) | 一种保水剂及其制备方法、应用 | |
| Kildeeva et al. | Crosslinking Agents in the Targeted Design of Chitosan-Based Materials | |
| Domínguez-Robles et al. | Fabrication of lignin-based hydrogels and their applications | |
| CN101934090A (zh) | 一种可注射型骨修复材料及其制备方法 | |
| KR19980015532A (ko) | 키토산계 수지 조성물, 그 성형품 및 그 제조 방법 | |
| Menceloğlu | Synthesis and swelling-release behavior of superabsorbent nanocomposites |