TW543120B

TW543120B - Methods for the preparation of celluar hydrogels

Info

Publication number: TW543120B
Application number: TW091107288A
Authority: TW
Inventors: Nedeljko Gvozdic
Original assignee: Nedeljko Gvozdic
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-07-21
Also published as: CN1282694C; JP2005517044A; EP1401931A1; BR0209550A; US6608117B1; MXPA03010105A; IL158734A0; CA2446117A1; KR20040012816A; WO2002092678A1; EP1401931A4; CN1527860A

Description

543120 A7 _________B7______ 五、發明說明（I ) 致相關人士： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本人Nedeljko Vladimira Gvozdic乃美國佛羅里達州 Gainesville市Alachua鎭的居民，所發明的新型與新穎方法爲，製備多孔水凝膠之方法。於本文的一個具體實施例中所揭示者爲多孔水凝膠及其等之製備方法。本發明的水凝膠可以染色，賦予輻射不穿透性，或與例如碘及/或其他殺菌劑複合而生成有用的材料。這些水凝膠可形成實質地任何形狀，大小，或表面結構，且具有所需的廣範圍多孔性程度，亦及具有任何的孔隙大小或孔隙幾何學，或任何的孔隙大小/幾何學分配。製備水凝膠的方法需在能夠溶解聚合物的一種或混合溶劑中溶解前驅聚合物。然後該聚合物溶液與一物質（將於下文中述及）摻雜而製造出具有包埋物質的連續性聚合物網狀結構。該混合物再置於適當條件，藉由物理部位的形成造成聚合物之結晶作用、膠凝作用或絮凝作用，或結晶作用、膠凝作用或絮凝作用之混合。之後，移除該物質而得到多孔水凝膠。接著對多孔水凝膠進行溶劑處理及/或熱處理而改性且進一步調整物理性質。在另一種方法中，聚合物先溶解於用於聚乙烯醇（ PVA)的溶劑，或用於PVA的溶劑混合物，及藉由表面活性劑或表面活性劑混合物的使用而製備出穩定的發泡體。 ;纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297'公釐)~' — * 543120 A7 ______ B7 ___ 五、發明說明（> ) 之後，該混合物再置於適當條件，藉由物理部位的形成造成聚合物之結晶作用、膠凝作用或絮凝作用，或結晶作用、膠凝作用或絮凝作用之混合。依此方式形成的水凝膠再進行溶劑處理或熱處理而改性且進一步調整物理性質。本發明背景在已發表的論文中許多係有關於各種不同類型的多孔材料，且係由例如聚胺基甲酸酯，聚苯乙烯，聚烯烴，聚氯乙烯，環氧化物，脲-甲醛，膠乳，矽氧烷，氟聚合物的聚合物，和數種的其他聚合物製造而成。許多種製備及控制多孔材料物理性質的方法已揭示於文獻中。對於本體（固體）聚合物，多孔聚合物的製備方法已爲熟於此藝者所習知者。典型地，多孔聚合物係製備自將氣泡機械性截留在聚合物基質中，或倂入可移除材料。一般而言，氮和二氧化碳的氣泡係在一般大氣壓下受到機械性截留，或在降低壓力下將溶解於聚合物基質中氣體突然膨脹。多孔結構製造亦可利用截留膨脹試劑或發泡試劑化學反應所生成的氣體。例如，吾人可截留在碳酸氫鈉和酸進行化學反應期間所釋出的二氧化碳。通常，化學發泡方法較佳於機械性，即爲物理性’發泡方法。這是因爲例如在使用物理性發泡方法時，無法確定所截留的氣體可以在聚合物基質內均質分佈，氣體壓力降低的控制，及氣體由聚合物基質釋出時擴散速率的控制。揭示於文獻中的PVA水凝膠製備方法可區分爲仰賴共價性交聯的方法，和與物理性交聯有關的方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *裝訂. •線衣纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 543120 _______B7 _ _ 五、發明說明（4 ) 第一個方法的共價性交聯亦習知爲化學性交聯，其包括使用多官能反應性分子，亦即交聯劑，例如醛，順丁烯二酸，二甲基脲，二異氰酸鹽，硼酸，以及包括離子幅射，紫外線，或任何其他能夠在分子之間造成共價性交聯的試劑。這種方法已經使用來製備本體（非多孔）和蜂窩狀 (多孔）水凝膠。第二個的另一種方法亦習知爲物理性或可逆式交聯，其包括經由晶粒，氫鍵和複合作用的交聯作用。最需要者爲經由晶粒原地形成的物理性交聯作用，且其進行可藉由單次冷凍然後解凍；重複冷凍和解凍；部份或完全的冷凍-乾燥；控制低溫的結晶作用和相似者。審視前案，其顯示物理性交聯方法目前僅使用於製備本體水凝膠。尙未發現任何參考資料是有關於藉由物理性交聯來製備多孔水凝膠。這些參考資料中的第一個爲美國專利2,609,347，其於 1952年核發予Wilson。這個參考資料教示共價性交聯的多孔水凝膠製備方法’其係在存有酸催化劑’例如硫酸，及在2(TC至60°C之間的溫度下將聚合物與甲醛進行交聯。這個方法是一種發泡方法’於其中’多孔結構的形成係藉由氣泡截留於聚合物溶液內’其存有可穩定氣泡且幫助氣泡均勻分散其中的濕潤劑。這個專利亦揭不了將交聯的聚合物水凝膠使用於多種應用的可能性，包括做爲人體內的植體。由於該專利的發表，已有許多種如同’347專利般基於 __^5_________ 木紙張尺度剌中® S家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 A7 -----—____B7_________ 五、發明說明（士）共價交聯PVA的方法報導，藉此製備多孔材料。在所有的前案案例中，製備多孔水凝膠的第〜個步驟爲將聚合物或其共聚物溶解於適當溶劑，典型地爲水。下一個步驟爲在存有界面活性劑下在聚合物溶液中截留空氣氣泡，及最後藉由二-或多-官能性交聯劑的處理進行聚合物的交聯作用。在前案中所使用的所有交聯劑均會使海棉體硬化 (mtractable)，且由於分子間共價鍵的形成因此使它們無法溶解於任何溶劑中。典型地，PVA的交聯劑係選自醛類族群，例如促使高度縮醛化多孔PVA網絡形成的甲醛，乙二醛，戊二醒，對苯二醒(terephthaldehyde)和六亞甲基醒。 PVA之交聯也可能使用不飽和腈，二-二異氰酸鹽，三羥甲基蜜胺，表氯醇，聚丙烯酸，二羥甲基脲，順丁烯二酸酐，硼酸，四硼酸鈉十水合物（硼砂），或曝露於高能量幅射下。共價交聯的PVA海棉體和本體PVA水凝膠在廣範圍的多種應用上已有相當長的歷史。共價性交聯的PVA海棉體已在多種應用上成爲非常有用的材料，例如包裝，熱和聲絕緣，營建，家具，運輸，太空，食品工業，家庭用品 ’肪織，和醫學美谷用品和§午多種其他領域。例如，共價性交聯的多孔PVA已商業性使用爲水的過濾器，在壓縮機、引擎、和空氣調節器入口中做爲空氣濾淸器，濾油器，和相似者。P V A海棉體大多數的用途是基於它們易吸收和保持水的能力，例如家用淸洗海棉，吸收性布料，工業用脫水滾輪，油漆滾輪，濾音器，和相似者。 _____6----- 大紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 A7 ______B7 _ 五、發明說明（< ) PVA海棉體和PVA水凝膠使用於醫學領域的用途特別重要，因爲PVA水凝膠具有獨特的物理-化學性質。雖然仍一些不相容性和物理性質的限制，可簡易地判定出縮醛化PVA海棉體在醫學領域中具有重要的用途，例如在心臟-血管的應用。縮醒化PVA海棉體的一些獨特的重要性質例如爲不會受到體液，例如血液、尿液和其他分泌液，化學餓的影嚮，封組織爲非固著和非黏附；及具有相當良好的生物相容性。下列專利揭示了 PVA的用途。例如，美容用品的發泡體見於1987年四月公告且專利權人爲csawas之日本公開案62/072,732，於1987年一月核准予Thomson之美國專利4,644,014中的熱絕緣體；在1982年二月公告之日本公告案57/006,403中的醫樂品；在德國專利2,523,287中的醫藥應用，及最後日本專利55/071,532所揭示的水吸收性〇例如 U.S.2,609,347，U.S.2,668153，和 U.S.2,825,747 的專利教示一種發泡方法，由濃縮、黏著的PVA水溶液藉由PVA與甲醛的交聯來製備PVA海棉體。這些溶液典型地劇烈混合使氣泡倂至PVA溶液中，然後在60°C或更高的溫度酸化而引致共價性交聯。此類型PVA海棉體爲商用且可得自許多來源’但是最有名的廠牌名稱爲Ivalon®，售自Unipoint工業，High Point，北卡羅萊那州。美國專利4,098,728教示一種發泡方法來製造均勻膨脹的親水性海棉體，其係在存有無機酸及非毒性濕潤劑及 __________________2____________ t、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 A7 --------B7 _______ 五、發明說明（▲) 在30°C至60°C的溫度下將PVA與甲醛反應。在PVA完成交聯之後’可沖提出的實質上所有酸，濕潤劑，和甲醛均由海棉體內萃取出。此種海棉體適用於醫藥用途且具有瞬時毛細作用（wicking)和高度的液體儲存容量。這類海棉體的毛細作用速率和液體儲存容量的控制可在水性介質內形成及硬化反應產物期間，利用溫度和加工條件而達成。這個專利亦揭示一種X光不穿透PVA海棉體的製造方法，其係在PVA海棉體內加入膠囊化輻射不穿透物質且完全地均質分佈。更進一步地，美國專利4,430,447揭示一種發泡方法使用於製造模製物品，其係在存有濕潤劑和酸之下由與脂肪族醛完成共價交聯的開孔PVA發泡體製得。該發明亦教示開孔發泡體的製備方法，其係由水性PVA溶液與乙酸乙烯酯/乙烯共聚物水性分散液的混合物，利用相對於聚合物網絡與脂肪族醛在存在酸下進行發泡和交聯作用。甚至更進一步地，美國專利5,554,658和5,554,659揭示一種發泡方法來製造注射模製的多孔PVA海棉體，其係在50t至 95°C的溫度且存有無機酸、增稠劑和非毒性濕潤劑下， PVA與甲醛進行反應。較佳的縮醛程度爲至少50%且較佳爲超過70%。其中亦教示模製PVA海棉物品上製造外層的方法。另一個美國專利5,843,060揭不一種發泡方法來製備縮醛化PVA發泡體，該發泡體有用於製造非黏附性鼻，竇和耳的塡充物。在存有濕潤劑和氣體時對PVA水溶液進行 ______8----- 大纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2l〇x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 .. -線· A7 543120 ___B7 五、發明說明（7 ) 發泡作用，因此生成縮醛化PVA發泡體。然後，已發泡的 PVA在存有無機酸催化劑下與含有兩個羥基反應基的有機化合物進行交聯。最後，美國專利5，147,344揭示一種發泡方法來製備以凝膠和水爲基礎的PVA發泡體。該發泡體藉由聚合物與多官能交聯劑的共價性交聯作用而穩定，其中多官能交聯劑係選自包含至少三價的金屬或半金屬或有機或無機酸或其鹽類。此種發泡體選擇性地可含有塑化劑及/或輔助劑及 /或添加劑。關於形成孔隙的方法，吾人可由美國專利4,083,906 中PVA海棉體的製備方法來了解，其中的揭示係使用具有各種不同分子量的聚乙二醇和聚丙烯醯胺做爲可移除的成孔物質。PVA溶液先與成孔物質混合，然後PVa在存有酸下與醛交聯。成孔物質對於與醛的反應爲惰性。酸，以及水溶性物質可使用水淸洗出。在美國專利4,279,752教示另一種方法，其中係使用微細的二氧化矽粒子做爲成孔物質來製造PVA海棉體，因而得到具有極微細孔隙的海棉體。具有水解程度低達85% 的PVA絮凝作用係進行於存有酸、鹼、或鹽。造成絮凝的物貝和固體可貫負地由已進彳了凝膠的PVA中萃取出。一氧化矽的萃取是利用鹼性溶液，例如氫氧化鋰，氫氧化鈉，氫氧化鉀和相似者。這個專利限制於製造具有由5〇 A至 10微米孔徑大小的PVA膜。美國專利4,073,733揭示具有微孔隙的均勻、多孔衣纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 A7 ______-__B7 ___ 五、發明說明（g ) PVA膜製備方法’該方法包含將聚亞氧烷基乙二醇溶解於 PVA水溶液中’對所得到之溶液進行絮凝作用而生成膜，及藉由萃取移除聚亞氧烷基乙二醇。依據此方法所得到的膜具有平均孔徑大小爲0·002至2微米且在分離小粒子時顯示出極佳的效果。在其他的製備方法中，在美國專利5,494,940，美國專利5,502,082，和美國專利5,541，234中顯示具有高表面區域和開孔結構的高度孔隙PVA水凝膠主體的製備，及由這些聚合物製得之物品。水凝膠中多孔性的形成方法是將 PVA溶液曝露在凝膠溶劑中，及利用濃度梯度溶劑交換方法將溶劑逐漸地以交聯溶劑取代。這個方法導致爲孔隙自立凝膠(freestanding gels)形式的PVA進行絮凝作用，之後則與多官能交聯劑，較佳爲二異氰酸鹽，進作共價性交聯〇美國專利5,573,994教示一種超吸收劑、微孔發泡體的製備方法，其包含將具有相互交聯微包的已交聯聚合物完全地分佈於主體內。該方法需先將可交聯聚合物溶解而形成穩定的溶液。這種穩定溶液經相分離而成爲富含聚合物相和無聚合物相，然後該聚合物交聯成爲微孔性結構。這種發泡體足以產生絕對迅速的吸收率。美國專利5,200,786教示一種基於PVA纖維結構的熱水溶性巾、海棉和紗布的製造方法。PVA纖維在高於約93 °C時可溶解於水溶液中。依據此發明所製造的物品是以纖維爲基礎，其中這些纖維是由已利用氫纏結、熱鍵結或化 —-____ T、纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 u. B7 五、發明說明（^ ) 學鍵結的非針織PVA纖維所製得。這個發明的物品並非典型的海棉體或發泡體，而是顯示出合倂有海棉體和發泡體典型功能的鍵結或纏結纖維本體。專利權人爲Ikada的美國專利4,663,358是有關於已完成物理性交聯的PVA水凝膠。美國專利4,098,728所揭示的方法爲在縮醛化Pva海棉體中倂入6至12重量百分率的輻射不穿透物質，例如硫酸鋇。美國專利5,071，648教示一種包含縮醛化pvA和碘複合物的組成物，其有用於抗微生物的應用，例如釋出所需數量的碘做爲抗微生物試劑來控制感染。由此種複合物製得的物品可於多種應用中有用’特別是做爲傷口繃帶"。在其他的抗微生物應用中，美國專利5,774，15〇和 5,928,665教示一種抗微生物材料的製備方法，其係利用碘和縮醒化發泡體之間形成複合物。縮醛化PVA發泡體亦可浸漬於由水溶液製得之多元醇而形成軟式發泡^，其不會在空氣中乾掉也不會變得堅硬。使用多元醇浸漬的另—個優點爲可加速碘酸鹽和氧化捵的形$。最後，美國專利5,〇71，648教示一種丨、秋不惺以縮醛化PVA海棉體爲主的抗微生物吸收材料的製造方法，宜包含將已消毒的染料與Μ母體結合。由它製得的物品最爲傷口編帶所需，或使用於物理性開口部位來避免減少感染。在書名爲聚乙烯醇纖維，Sakurada ( 1985 )，第9章中述及PVA纖維的不同熱處理步驟。例如，作者提及拿、纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^^7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 B7 五、發明說明（丨〇 ) pVA纖維的典型乾燥熱處理係進行於200°C至230°C的空氣中達1〇至30秒。PVA纖維的濕式熱處理係進行於大約 130°C下且是在含有無機鹽水溶液的高壓滅菌器內’該無機鹽例如爲硫酸銨或硫酸鈉。相信兩種方法均可導致PVA結晶性和氫鍵結程度的增加。此外，在同一本書中的第8章和11章中，亦述及使用硫酸鈉和鹼的水溶液對PVA纖維紡絲進行絮凝作用的步驟。當使用本發明方法時’所有的這些步驟對於多孔PVA水凝膠的製造和改良性質均非常重要。因此，與製造多孔PVA水凝膠有關的前案係使用化學方式，亦即在PVA分子之間產生共價鍵而永久性地穩定多孔PVA結構。最常使用之交聯劑爲醛類族群和高能量幅射，如電子束或r射線，它們全會造成硬化，使得共價性交聯的PVA水凝膠並不溶解於任何溶劑中。

由醛製得的縮醛化PVA海棉體典型地有25至55%，及通常高於70%，的醇官能基接受縮醛化。PVA的高度縮醛作用是欲使共價性交聯PVA水凝膠具有合理機械性質時所必要的。然而，PVA的高度縮醛作用導致太多羥基的失去，因而可造成生物相容性質的顯著改變。PVA海棉體的高度縮醛作用亦會對許多種用途造成極度的限制，因爲此種PVA海棉體會有一些不需要的物理性質。例如，PVA 海棉體的高度交聯作用會顯著地限制聚合物鏈的流動性，致使高度交聯的PVA水凝膠變硬、剛硬、磨損和有時的脆碎，尤其是在乾的時候，或得到低水含量的水凝膠。PVA ____19 t、纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t· :訂： •線 543120 A7 __— —__B7___ 五、發明說明（i I ) 縮醛作用程度愈高，PVA海棉體變得更硬、更易磨損、更剛硬、和更具疏水性。本案發明人尙未發現任何參考文獻係有關於使用可萃取、成孔物質或發泡方法來製備物理性交聯的多孔pVA水凝膠。本發明於此文中所教示之方法、步驟及相似者係使用溶劑及/或熱處理來製造和修飾多孔PVA水凝膠的性質 ’利用所需加工參數及/或成份中分子參數的選擇而廣範圍地修改性質，亦及由物理性交聯的多孔PVA水凝膠來製造物品。在本發明中，可使用廣範圍的成孔物質或表面活性劑來製造具有極佳拉張性質和特殊的廣範圍物理性質的多孔PVA水凝膠。本發明的一個標的爲使用各種不同方法來製備多孔 PVA水凝膠，因此使不具有任何添加劑或任何垂懸體或未反應官能基的PVA分子產生物理性交聯作用。本發明的另一個標的爲提供一種廣範圍使用親水性、疏水性和生物可分解性成孔物質來製備多孔PVA水凝膠，其中的成孔物質可由已完成物理性交聯的PVA網絡中移除。本發明的另一個標的爲提供一種使用發泡方法來製備多孔PVA水凝膠。本發明的另一個標的爲揭示一種利用適當選擇所有成份的分子參數和加工參數來修飾多孔PVA水凝膠物理性質的方法，例如成孔物質的載入程度和塡充效率，成孔物質的性質和形式；表面活性劑的性質，及使用溶劑處理和熱處理步驟來可修改多孔PVA水凝膠的性質。本發明的另一個標的爲揭示一種輻射不穿透PVA水凝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 543120 A7 _____B7_ 五、發明說明（/>) 膠的染色及/或製造方法，最後，本發明的一個標的爲揭示一種碘與PVA水凝膠的複合作用，及其他殺菌試劑在多孔 PVA水凝膠中與PVA母體的結合。本發明本發明於本文中所揭示者係有關於一種物理性交聯的多孔PVA水凝膠製備方法，在一個方法中係將成孔物質由多孔PVA水凝膠的母體中移除，及另一個方法爲發泡 PVA溶液而形成多孔PVA水凝膠。更特而言之，所揭示者爲一種物理性交聯多孔水凝膠之製備方法，該方法包含之步驟爲提供能夠進行物理性交聯的聚合物，將該聚合物溶解於一物質中而形成溶液，該物質爲適用於PVA的溶劑或PVA的溶劑混合物。之後，所形成的溶液與成孔物質混合，然後將條件調整至聚合物可進行物理性交聯作用。其後，將混合物調節至大約室溫，及使用並不顯著影嚮母體或成孔物質交聯部位的方法移除溶劑。已完成物理性交聯的基質然後再加熱一段時間，使聚乙烯醇基質的物理性交聯程度進一步增加，再冷卻已交聯之基質至大約室溫’及利用並不顯著影嚮交聯作用的方法移除成孔物質。此種方法可提供具有可崩潰壁的海棉體。當這些步驟已實質地進行之後，得到具有薄或可崩潰壁的多孔PVA結構’其在濕式狀態和乾式狀態下具有高度壓縮性，其爲具有特別隱固性和抗撕裂性，及多或少的磨蝕性、機械強度的多孔材料。然而，當省略與溶劑移除有衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規^29/公爱） -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 '訂· 線· A7 543120 _________ B7_____ 五、發明說明（/ ：>) 關的步驟時，則得到一'種以丨谷劑爲主的材料，及/或當未以昇高溫度進行熱處理時，則得到的多孔水凝膠會完全地膨脹、完全地水合、具有多孔壁面，其爲熟悉物理性交聯 PVA水凝膠者所習知者。可進行熱處理的另一個時候爲水凝膠調節至室溫且成孔物質和所有溶劑已移除之後。此時的熱處理仍對修飾多孔PVA水凝膠的性質有所影嚮，但多孔物品在大小和形狀上會減小，同時孔隙的大小和形狀亦會減小。如果存有溶劑時並不可進行熱處理，因爲這樣會破壞 PVA的物理性交聯部位且水凝膠會回復成PVA溶液。因此，爲使本發明的標的產生效果，需在熱處理之前移除所有的PVA溶劑。可引致物理性交聯的另一種方法爲直接將PVA的混合物和成孔物質浸漬於(a)聚合物的溶劑，如果儲存槽維持在足夠低的溫度則它不會實質地稀釋聚乙烯醇溶液反而將該溶液膠凝；PVA之非溶劑，或它的不良溶劑，或(b)鹽、酸、或鹼或相似者的水性溶液，或於PVA溶液中加入適當的成孔物質，當在PVA溶液中部份溶解之後會在PVA基質中造成物理性交聯。在這些的所有案例中，混合物係維持在室溫或在低於約丨8〇°(：的昇高溫度下加熱。較佳的方法爲將聚乙烯醇浸漬於鹽和鹼的非溶劑，不良溶劑和水性溶液中。它們可在廣範圍的條件下作用。對於使用的用唯一限制爲不能在高於PVA和成孔物質的降解溫度下使用。當適用於聚乙烯醇聚合物的溶劑和酸的水性溶液做爲 ------ls----—-- ιΜ氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -trtr ·. •線· A7 543120 ___B7___ 五、發明說明（/今） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 儲存槽介質來引致物理性交聯作用時，吾人必須小心它們的作用方式。因爲該介質在與PVA相接觸時本質地傾向於與PVA混合或將之稀釋，並非將PVA膠凝化。當選擇出這些溶劑和酸的正確條件時，則會導致在PVA溶液中形成物理性交聯。爲了使溶劑和酸的水性溶液在聚乙烯醇溶液中產生物理性交聯，它們必須維持在足夠低的溫度。降低溫度的主要理由爲降低溶劑化作用能力，致使先決地促使物理性交聯產生而非與溶液混合。可做爲儲存槽或浸漬的介質且維持在低溫（在室溫下或更低）之濃縮酸，和酸的水性溶液，例如HC1和乙酸，和溶劑，例如二甲亞楓，和水已被本案發明人所使用，且得到數種具有相當良好物理性質的已交聯物質。另一種導致物理性交聯的方法爲直接由PVA和成孔物質的混合物中移除原有的溶劑。應注意者爲當多孔PVA水凝膠以發泡方法製備時，亦可使用剛於上文中述及的修飾方法。需謹記在心者爲發泡結構需要先穩定，所利用之方式爲在使用溶劑或鹽類水性溶液及相似者進行處理之前將之冷卻至『較低溫度』。因此此種修飾方法即是一種經物理性交聯多孔水凝膠的製備方法，所包含之步驟爲提供能夠進行物理性交聯的聚合物。然後，將該聚合物溶解於溶劑中而形成溶液，其中之溶劑係選自適用於PVA的單一溶劑或適用於PVA的混合溶劑。所形成的溶液再與成孔物質混合，然後將混合物的溫度或條件調整至聚合物可進行物理性交聯作用。之 ---------16_____ 欠纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 543120 A7 -------— B7____ 五、發明說明（|<) 後將混合物調節至大約室溫，然後使用並不顯著影嚮PvA 水凝膠父聯部位的方法移除成孔物質。均視爲屬於本發明範圍之內的上述兩種方法若必爹時可使用水淸洗多孔材料。亦及，宜注意者爲當方法中係使用溶劑萃取，也就是溶劑移除爲該方法的一部份。多孔 PVA水凝膠的物理性質則會依據所使用之萃取溶劑赠|頁者地修改。同時，需注意者爲在一些情況下，所得到的水凝膠物理性質已符所需，因此熱處理可能並完不必要。關於在本發明中有用的聚合物溶液的製備，PVA溶解於單一或混合的溶劑中，例如水，有機溶劑，混合溶劑包括水/與水可溶混有機溶劑，或混合的有機溶劑，或無機鹽類、酸、或鹼的水溶液。本發明顯然對於所選用溶劑的選擇性或性質並無任何的限制，除了初始的PVA必須可溶解於所選用的溶劑或混合溶劑中。典型地，對於使用來溶解 PVA的溶劑的選擇性係基於PVA的聚合程度和水解程度，用於製造多孔結構方法的性質，存有或不存有溶劑時的後處理程度，及特別地爲多孔PVA水凝膠所需的最後物理性質。 PVA的較佳平均聚合程度爲高於！，〇〇()。典型地， PVA的較高聚合度’可得到更需要的多孔PVA水凝膠機械性質。當PVA所具有的聚合程度低於約：[，()〇〇，例如約 500，仍可使用來製造本發明之多孔PVA水凝膠。然而，此類多孔PVA水凝膠可能無法具有足夠良好的機械性質，尤其在低PVA濃度時。有時，本發明方法中的熱處理可對 ______u------- 衣纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇x297公釐） (請先閱讀背面之涑意事頊再填寫本頁) 訂· .線- 543120 A7 _______Β7_____ 五、發明說明（Μ ) 這些材料提供良好的機械性質。 PVA的水解程度亦是一種關鍵性的分子參數。pva的較佳水解程度爲高於88%。如果多孔PVA凝膠需要有高強度和高的抗撕裂性，則PVA的較佳水解程度必須大於 95%，而且最佳爲PVA完全水解。較佳的分枝度爲最少量的分枝，及最佳爲完全無分枝。 PVA溶液的濃度是在0.5至50重量百分率之間。在本發明方法中有用的PVA溶液較佳濃度係依據聚合作用的程度，PVA水解的程度，多孔水凝膠的所需性質，製造PVA 溶液所使用溶劑的性質和數量，溶解溫度，所使用的方法需用到成孔物質時成孔物質的性質，成孔物質載入的程度，後處理，如溶劑處理及未進行熱處理，溶劑萃取的性質，及使用發泡方法時於該方法中所使用表面活性劑、發泡穩定劑和增稠劑的性質和種類。關於發泡方法，在該孔隙形成方法中所使用的任何溶劑亦可於該方法中使用，只要PVA可溶解於所選擇的溶劑中且藉由發泡所形成的氣泡可於PVA溶液中穩定至PVA 物理性交聯產生。如上文中所述者，選擇來溶解PVA的溶劑性質是基於PVA的聚合程度和水解程度，使用於穩定氣泡的適當表面活性劑的有效性，後處理的性質，及特別地係基於多孔PVA水凝膠所需的物理性質。同樣地，於發泡方法中較佳爲在儘可能低的操作溫度下發泡PVA溶液。溫度愈低，發泡體愈穩定，且在冷卻發泡體促使PVA進行物理性交聯時產生較少的收縮。關鍵點 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -t· •訂· -線· 衣纸張尺度適闬中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 543120 A7 B7 ___ 五、發明說明（J ) 在於，在PVA溶液進行發泡期間，PVA溶液在所選擇的溫度下係爲足夠流動的狀態以利於將之發泡。發泡程度係取決於所使用表面活性劑的性質和活性，增稠劑，及它們分別加至PVA溶液的數量’和機械混合的類別和速率。其依次可決定多孔PVA水凝膠多孔性的程度和性質。當使用PVA水溶液進行發泡及載入成孔物質時，PVA 物理性交聯作用的完成係藉由將PVA發泡體，或PVA混合物，和成孔物質進行單次冷凍和解凍，或重複冷凍和解凍循環，或冷凍後再於真空下完全或部份地冷凍乾燥而不進行解凍。在使用水溶液進行發泡的情形下，這些方法可產生相當弱的多孔PVA水凝膠，較有利者爲對這些水凝膠進行額外的後處理，例如溶劑或熱處理，這些步驟可導致額外的結晶作用，因此產生多孔PVA水凝膠物理性質的改良。如同於上文中所提及者，在使用溶劑及/或熱處理之前，已發泡的結構必須先利用冷卻來穩定，因此引致部份的物理性交聯。PVA水性溶液的使用典型地優於使用其他的 PVA溶液，因爲其易於發泡且可產生穩定的發泡體。如上文中所述地，本發明所揭示的方法可修飾多孔性的孔徑大小和孔隙幾何學，孔徑大小和孔隙幾何學的分配，及多孔PVA水凝膠和由它們所製得物品的其他物理性質。多孔PVA水凝膠的所有物理性質隨著PVA的操作條件 .和分子參數以及溶劑和其他成份的改變而廣泛地變化。所有的物理性質均能隨著所選用溶劑，水溶液，或乾-濕熱處理的適當條件而進一步改變。例如，多孔PVA水凝膠可爲 - -；— ------La --— ____ t、纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂： •線' 543120 A7 ___B7____ 五、發明說明（d ) 非常軟至非常硬，堅固和磨損，非常微細和易粗糙化，非常黏，極穩固且抗撕裂性，在濕及乾狀態下具有非常低至極高的壓縮性和可擴充性，具有廣泛改變的容量來儲存水和極性溶劑，及具有獨特的物理性質，如在水合作用期間可控制膨脹。在本發明中，較佳爲在惰性氣圍的高溫度下將物質和 PVA溶液混合，典型地爲60至160°C。亦有必要在加至 PVA溶液之前，將之預熱至與pva溶液大約相同的溫度。在PVA溶液與成孔物質混合之後，將混合物冷卻至低於 160°C，其可繼續冷卻至低達〇°C或更低以加速物理性交聯部位的形成。物質載入的溫度以及已交聯PVA網絡所形成的溫度係爲PVA濃度、聚合物的分子參數、使用來溶解 PVA的溶劑性質、及成孔物質粒子的載入程度及大小的函數。可移除之成孔物質的載入程度和裝塡程度的定義係爲多孔材料所需的多孔性程度，所需的孔隙壁厚度，及是否需要在多孔物質表面存有『皮膚』。PVA水凝膠的孔徑大小’孔隙幾何學，和孔徑大小與孔隙幾何學的分配可藉由選擇具有適當參數的成孔物質而達到精確控制。本發明的成孔物質可爲固體或液體，在性質上爲親水性或疏水性，且可生物分解，或熱降解，其可由已完成物理性交聯的 PVA基質中移除。移除的完成可利用水，或水和水可溶混溶劑的混合溶劑進行萃取，或利用親水性或疏水性有機溶劑或其混合物萃取，或利用鹼或酸溶液萃取，或藉著其他 T、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱] — - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t· 訂： •-線 A7 543120 ____B7 五、發明說明（//) 方式移除，例如熱、真空蒸發、幅射、生物性導致的降解作用，及相似者。事實上本發明多孔PVA水凝膠在生成時並不需要使用創造共價交聯部位所需的多官能交聯劑或任何其他添加劑是對水凝膠而言極爲需要的特徵，尤其是使用於生物醫學的應用時。對於此類本體PVA水凝膠的需求已在科學文獻中一致性地強調。然而，本發明目前所提供製備多孔PVA 水凝膠的新穎途徑並無需使用到共價性交聯。一般相信利用晶粒和氫鍵結進行物理性交聯係與已完成物理性交聯的 PVA水凝膠所具有特殊物理性質和生物相容性有關。本發明的多孔材料可被染色或付予輻射不穿透性。此類添加劑可在成孔物質加入之前或當時加入，或在發泡方 t去中進行發泡步驟時加入。輻射不穿透物質爲具有高電子找'度者，且非限制性地包括硫酸鋇，鉍低氧化物，金和相似者。多孔PVA水凝膠中所加入的輻射不穿透物質可爲各種不同的數量，其水平通常係基於PVA重量的由1至約 35重量百分率。當需要較高的視覺對比時，需將較高水平的輻射不穿透物質倂入多孔PVA水凝膠壁中。本發明多孔材料的染色係使用不洗脫(elutable)、非毒性的顏料或染料 ’典型地係在加入成孔物質之前將著色劑分散於PVA溶液內。亦可在成孔物質由已物理性交聯的PVA母體移除之後 $行染色，所利用之方法爲將海棉體置入含有所需著色劑 0勺溶液內。著色劑可藉由對多孔PVA基質進行乾燥然後加熱而在多孔PVA基質內穩定化，其中之處理可能在染料和 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -¾ '訂： -線_ 家鮮 1FnS)A4 規格(2K) X 2。公爱1 543120 B7 五、發明說明（汐） PVA之間引致化學鍵結因而固定著色劑。本發明的多孔材料亦可進行增塑化，因此可藉由加入適當的增塑劑而製成永久性曲撓，增塑劑非限制性地例如具有2至6個碳原子及2至3個羥基的多元醇，特別爲烴烷二醇和三醇，且尤其爲乙二醇，丙二醇，一縮二乙二醇(diglycols)，二甘醇，三甘醇，二丙二醇，二丙二醇，新戊基二醇，三（二元醇類 )，甘油（1，2,3-丙基三醇），三羥甲基丙烷，三羥甲基乙院，三（乙二醇），丙基二醇，丁基二醇，己基二醇和己基三醇，各種不同分子量之聚乙烯和聚丙二醇，檸檬酸三甲酯或三乙酯，乳酸甲酯或乙酯，甘醇酸甲酯或乙酯或2-乙基-2-(羥基甲基)-1，3-丙二醇和其混合物。二甘醇的使用對於局部施用的海棉體增塑作用爲特別佳，且當增塑劑需具有低毒性時可使用甘油。本發明PVA凝膠的機械性質可利用溶劑處理及/或熱處理來加強。當需要溶劑處理時，使用於製備PVA凝膠的一或多種溶劑均先利用萃取或蒸發作用而實質上全部地移除。溶劑萃取和溶劑處理的進行典型地係利用將pVA水凝膠簡易地置於適用於PVA的低沸點溶劑，非溶劑，或不良溶劑，例如置於甲醇或乙醇或丙酮槽內將使用於製備PVA 溶液的所有溶劑萃取出。爲了加速溶劑的移除，較佳爲使用索格利特(Soxhlet)類型的萃取。當對製備PVA水凝膠所使用的所有最初溶劑進行萃取時，若使用低分子量醇類或丙酮則多孔PVA凝膠變得更具強度。亦發現，當使用高蒸氣壓溶劑萃取多孔PVA凝膠後，再於室溫下簡易地乾燥可 ---—22----- 幸、纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 A7 ^--------__B7______—--- 五'發明說明（乂）典型地在再水合作用時進一步改良凝膠的機械性質。一旦將製備PVA溶液時所使用的最初溶劑移除’及將PVA凝膠乾燥，通常多孔PVA水凝膠的機械性質會由於後來在昇高溫度下的熱處理而顯著地進一步改良。藉由將海棉體混合物置於含有鹽、酸、鹼或有機化合物的水性溶液槽之內可進一步改良性質。吾人亦可將混合物直接地浸漬於适些化合物的水性溶液內，且將之維持在室溫或昇高的溫度使多孔PVA水凝膠的物理性質顯著地提高。如同於上文中所示者，本發明爲了使再次水合之PVA 水凝膠物理性質得到最大的改良，必需將製備多孔PVA溶液時所使用的最初溶劑，在多孔PVA結構在昇高的溫度下進行熱處理之前由多孔PVA凝膠中實質地完全移除。當多孔PVA水凝膠在昇高的溫度下使用組合的乾熱、濕熱、或非溶劑加熱進行熱處理之前，它們的晶胞壁典型地較厚、完全水合、軟、具有光滑表面及具有相當適當的壓縮性和膨脹性。然而，在熱處理之後，多孔PVA水凝膠可能具有極薄的壁，它們變得更磨蝕性和粗糙，具有特別強度和抗撕裂性，具有快速毛細作用，在乾和濕狀態下具有特別高的壓縮性及/或膨脹性。咸信熱處理是一種可以造成PVA 結晶性增加的退火步驟。結晶性的增加可降低PVA壁水合和膨脹的能力，使這些多孔結構的壁面多多少少更剛硬、粗糙和具磨蝕性，引致機械強度顯著地增大。多孔壁面的抗拉強度、抗撕裂性、粗糙性均爲壁面厚度、壁面水合作用的函數，且均藉由PVA的結晶性而達到最終的控制。增 ~—_________ 1Ί___ _ T、乡氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) it· 訂- -•線- 543120 A7 _____B7__________ 五、發明說明（#) 加PVA水凝膠抗拉強度的另一種方法並不需要進行例如化學交聯作用或複合鍵結作用，因爲這些步驟相較於熱處理，其將導致機械性質較低地提高，同時它們可能造成多孔 PVA水凝膠在生物相容性和物理性質的一些不必要改變。本發明的較佳熱處理係進行於在約40至約180°C之間的溫度，較佳在真空或在對PVA而言爲非氧化氣圍，例如氮，或非氧化液體，例如矽氧烷油類，非溶劑，或鹽、酸、鹼、或有機化合物的水溶液，其中PVA水凝膠在處理期間均保持未溶解。熱處理亦可能進行於空氣中，但來自空氣的氧可能造成不欲的PVA氧化降解作用。關鍵點在於熱處理溫度需較所選用PVA的熔融溫度或降解溫度來得低，且在所選用的熱處理溫度下所有的成份，例如增強劑，層壓劑，著色劑，輻射不穿透物質，均必須穩定。除此之外，多孔PVA水凝膠的熱處理係提供額外的必需步驟來控制孔隙結構。熱處理在多孔組織的壁面厚度、孔徑大小和孔隙幾何學都具有顯著的影嚮。雖然具有薄壁面海棉體的製造可利用在對成孔物質萃取作用之前或之後對海棉體進行熱處理，但處理的較佳步驟爲成孔物質在 PVA網絡中仍爲完整。這個步驟典型地可保留海棉體孔隙的總體物理性參數。然而，如果在成孔物質的萃取已完成之後進fr熱處理’則熱處理將造成顯著的改變，典型地爲由多孔PVA水凝膠所製得物品的總體物理性參數和形狀會變小。多孔PVA水凝膠的生物相容性預期與由整體形式製成 -----------24-- ------ ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •*訂· 線· 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 543120 A7 B7 五、發明說明（>)) 的物理性交聯PVA水凝膠所具有者實質相同。這是因爲本發明的多孔PVA水凝膠未含有除了 PVA本身之外的物寶或官能基，此時即爲物理性交聯的本體PVA水凝膠。這婪多孔PVA水凝膠除了 PVA之外並不必要永久性地加入茸他的成份至其結構之內’因爲這些物質的物理完整性可藉由PVA的物理性交聯而達到。本發明的多孔PVA水凝膠除了羥基之外並不會流出或釋出任何物質或曝露任何官能基或反應基至組織內。因此，本發明多孔PVA水凝膠相較於前案中由共價交聯作用製得之PVA海棉體，其預期可顯示更佳的抗凝血性質以及生物相容性。這些多孔PVA水凝膠並不會刺激組織也不會促使組織在其中成長，更不會黏附至組織上而不必要使用抗黏附性軟膏，例如會產生組織外來體反應的石油膠(petroleum jelly)。同樣地，本發明的多孔PVA水凝膠在許多生物醫學應用上是最需要的材料。與上述相反者，使用前案共價交聯方法所製得之多？匕 PVA水凝膠對於生物相容性的議題最引起相當的關切，$ 其是使用爲長期人體植體時。在這情況下，共價性交g白勺 PVA海棉體含有非反應性交聯分子的懸垂官能基及試劑的非反應性毒性殘留物，它們全典型地位於或靠品的表面，或可在使用期間瀝濾出。此點在使用高毒丨生束^ 激性交聯劑，例如甲醛和戊二醛，進行交聯作用時尤要。共價性交聯的PVA海棉體的生物相容性會進〜步纟也_ 低，因爲共價性交聯的PVA海棉體在交聯期間典型地失去高達50百分率至超過70百分率的羥基。 Μ—— r ^¾^背^<、ft/t事項再填寫本頁) ·-訂· -線 A7 543120 ________B7__ 五、發明說明（y十）多孔PVA水凝膠的另一個重要範圍係有關於在美國專利4,734,097中所發表的訊息，其中說明PVA水凝膠足以令水和水溶性低分子量化合物，例如氨、常見的鹽類、尿酸、脲、肌酸酐、葡萄糖、乳酸和抗生素，通過本體PVA 水凝膠。然而，並不可能產生細菌，酵母和霉菌由本體 PVA水凝膠表面侵入。因此，當無菌水凝膠曝露於非無菌環境的情況下，PVA水凝膠的污染僅限於在水凝膠的表面。PVA水凝膠可使用表面的滅菌而再次無菌處理，所利用者爲紫外線環氧乙院，氧化丙烯，臭氧，過氧化氫，醛類 ’乙醇，異丙醇，或氯己定（chlorohexidine)，接著以消毒水或鹽水淸洗。由本發明所製得的多孔PVA水凝膠由於具有獨特的物埋性質，及由於它們的良好生物相容性，這些多孔PVA水凝膠相較於共價性交聯的PVA海棉體，其在生物醫療領域上預期會有更廣範圍的應用性。本發明的PVA海棉體可簡易地製成含有極低至極高水含量，因此可以容易地符合不同組織的水含量。它們可使用於外部或內部，非限制性地例如爲繃帶且應用至傷口、例如熱和化學燒傷的創傷，潰瘍，病害和外科手術位置，衛生餐巾，擦拭棒，外科輔助物，例如心臟血管、再造性和美容外科的各種不同植入物，及相似者。做爲外科輔助物時，這些海棉體可使用來移除體液，例如血液，血淸，血漿，淋巴液，脊髓流體，尿液，汗液，膽汁，和消化性流體。這些海棉體可在例如胸腔或腹腔手術的內部外科手術期間使用來支撐及/或分離器國國家標準（CNS)A4ST210 X 297’公# ) ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

543120 B7 五、發明說明（X ) 官及吸收血液和其他體液。它們的光滑表面可避免與即使是最細緻的組織，例如腦組織，相互磨擦，同時維持它們的抗血拴特性。器官的分離亦可使用PVA水凝膠海棉體達成，其可製成膜和片形式亦可利用短或長纖維或織物或非織物纖維來強化，在這同時，當強化劑經過適當的選擇和定位時，強化劑的適當定位作用可使特別高柔軟性材料定位在表面上，且可提高特殊的機械性質，例如強化定位作用中的強度和模數。PVA水凝膠海棉體可獨自地使用或與紗布墊倂用，因此對紗布墊的應用範圍可顯著地改良且增爲了維持多孔PVA水凝膠的高水平純度和生物相容性，所有的製造需進行於無菌室的環境下，且使用純的PVA ，溶劑和成孔物質，著色劑，輻射不穿透材料，強化物質，層壓物質，和其他的所有成份。本發明多孔PVA水凝膠的滅菌作用可使用許多種不同方式實行。例如，其可在膠凝之前的階段，亦即所有的成份已加入系統之後，於高壓的蒸氣下進行。其可在壓力及1〇〇°(：至14〇°C之下對混合物進行蒸發高壓滅菌達20至60分鐘以確定完全地滅菌。滅菌作用亦可在相同的階段下進行但不使用蒸氣，其係在消毒的條件下簡易地將含有所有成份的PVA溶液維持在1〇〇艺至160°C達30至120分鐘。當多孔PVA凝膠進行熱處理的階段亦可完成滅菌作用。吾人亦可製造由多孔PVA水凝膠生成的無菌產物，其係將多孔PVA水凝膠或最終產物置於高能量輻射內。最後，無菌產物的製造可使用環氧乙衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;!· 訂： -線· 543120 A7 ^____B7_______ 五、發明說明（‘）烷，氧化丙烯，臭氧，過氧化氫，醛類，乙醇，異丙醇，或氯己定，接著以消毒水或鹽水淸洗。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) PVA水凝膠在酸性環境下極穩定，因此它們可使用於長期的口服輸送系統。目前認爲藥物的口服輸送是最方便的途徑，但仍面臨一些嚴重的障礙。口服輸送系統所使用的藥物並不能具有敏感性，例如易受消化酶降解。然而，這些PVA水凝膠可長時期地輸送藥物，因爲PVA水凝膠在消化系統下極穩定，它們並不損害消化途徑，而且也可改質成較佳在消化途徑的特定部位中釋出藥物，亦及在例如某些酸鹼値及相似者的環境下可使用來瞄準及觸發釋出作用。本發明的另一個具體實施例爲將多孔PVA水凝膠使用於鹼性環境的能力。PVA對鹼具有極優良的阻抗性。 PVA及它的水凝膠性質即使在嚴苛的鹼性條件中仍不會降解，事實上，PVA在這種條件下似乎變得更穩定。孔徑大小、孔隙幾何學和孔徑大小與孔隙幾何學的分配可依所需的任何範圍操作而精密地控制。許多種具有粒子幾何學和單分散大小分配完整定義之不同形成孔隙粒子已爲商用或可依習知方式製得而完成此目標，例如膠質二氧化矽，鹽，糖，澱粉，非溶劑，及相似者。本質上，所有具有均勻或多分散粒度分配的這些成孔物質可均勻地完全分散於PVA水凝膠中。本發明的另一個具體實施例爲由多孔PVA水凝膠製備高效吸收劑。例如，吾人可製造具有超吸收粒子平均粒度的高效吸收粒子，其係爲乾燥態且範圍由約1微米至釐米 t、紙張尺度適闬中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 543120 ______ B7 ______ 五、發明說明（>7) 或公分級次。爲片狀或粒子形式的吸收劑可使用於生物醫療應用中有害污染物溢出的各種不同應用，尤其與殺細菌劑和相似者合倂使用時。欲得到界面連接可利用將纖維、墊、針織或非針織片狀物部份嵌鑲至PVA水凝膠的表面。使用於嵌鑲的纖維材料性質可爲纖維素，絲，碳纖維，Vectura®纖維，及相似者。因爲這些水凝膠可與各種不同的材料共擠出，共模製或共鑄造，或使用於修飾實質上任何物質的表面，致使本發明多孔PVA水凝膠的性質和應用範圍基本上變得毫無止境。此種複合的多孔PVA水凝膠可具有廣範圍的應用性，且所設計出的物品可能是受到物品設計者想像力和設計者對物品所要求的表現性質而有所限制者。如同於本說明書稍早之前所述者，本發明水凝膠可與碘複合且可以與其他殺菌物倂用。碘複合物具有特別的抗微生物活性，同時提供並不與組織黏附的柔軟且溫和海棉體。此外，其可提供抗微生物活性狀態的顏色指示。習知者爲碘爲極優良的殺微生物劑，其具有極佳的作用範圍同時在低碘濃度時具有低毒性。例如，碘在阻抗細菌，結核結桿菌，真菌，原生生物和病毒時特別需要。使用碘與多孔PVA水凝膠複合物時，碘係以控制方式輸送，因此可以克服將碘在所需速率和時間階段下輸送至組織的典型問題。當多孔水凝膠與碘形成複合物時，其至使用前均爲金色，但當使用至組織時則成爲活性的黑色。當碘耗盡時則黑色消失，其可在傷口繃帶中提供碘活 —____ 7Q_____ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 543120 五、發明說明（>$ ) 性狀態的視覺指示。增塑劑的使用對於永久性軟化多孔 PVA水凝膠與碘的複合物有所需要。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) PVA水凝膠可與其他消毒劑結合，包括消毒染料，如亞甲藍，龍膽紫，吖啶橙，亮綠，吖啶黃，奎吖因 (quinacrin)藍，和錐蟲(trypan)紅。如果這些PVA水凝膠浸漬於這些染料的水溶液中，則這些染料會強力地鍵結至 PVA水凝膠上。在過量的染料淸洗移除之後，這些染料並不會由水溶液中釋出。這些染料在製造醫用和個人保養產品時特別受到歡迎，尤其是製造殺菌繃帶，外科用墊’衛生餐巾和塡塞物，及相似者。這是因爲鍵結的消毒染料可抑制細菌在海棉體上的生長，而且如果在存有這些染料時進行保溫則可殺死數種常見的細菌。對以不同方法製備而得的本體PVA水凝膠機械性質進行測試。這些方法和結果示於下列之表I。 ___表 I _ 將物理性質導入PVA材料的方法拉伸強伸長水含寥 _ __ 度 Psi 率％使用共溶劑之澄淸PVA水凝膠冷卻480 700 90 至-20°C，12小時同上文但冷卻2小時 320 550 9〇. 惶便用混濁凍循環同上文，但5次冷凍循環同上文，但緩慢熔化问上文，但利用咅β份作用。。、使里.氺爲py△的逐jRgg"!輻射夺ϋ ϊ〇水凝膠，單次冷 180 260 230 880 ο ο ο ο 9 9 9 6 ο ο ο ο 5 0 5 0 衣纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A^^ (210 x 297 公釐） 543120 A7 B7 五、發明說明（>，）多孔聚乙二醇水凝膠的機械性質係使用發泡方法製備而得。這些結果示於下列之表Π。表Π 發泡PVA溶液之處理 PVA溶解於水中 PVA溶解於共溶劑中拉伸強伸長拉伸強伸長度/Psi 率/% 度/Psi 率/% 冷卻至-20°C並熔化〇 0 50 100 冷卻至-20°C且使用丙酮於室溫下萃取 220 250 250 150 同上文但以乙醇萃取 200 250 230 200 冷卻至-20°C且在室溫下浸漬於鹽的水溶液30分 450 100 550 100 同上文但加熱至90°C達15分 700 80 750 80 冷卻至-20°C且以丙酮萃取，乾燥，在90°C的真空下加熱達60 分 750 80 850 50 同上文但加熱至120°C達10 分 950 50 950 50 對以下文中所列方法製備而得的多孔PVA水凝膠機械性質進行測試，結果示於下列之表HI。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1· 訂-· •線- ί、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公t ) 543120 A7 -----B7 五、發明說明（p) 表HI 使用於多孔PVA水凝膠⑷引致物理性交聯及拉伸強伸長 (b)修飾物理性質的方法度Psi 率％ PVA溶解於水和共溶劑，使用鹽爲成孔物質 1.冷卻至-2(TC，12小時 480 600 2.與1相同，但使用丙酮萃取，在室溫下乾燥及再水合 550 500 3.與2相同，但於真空之15CTC下加熱2分鐘 1100 20 4·與2相同，但在120°C下的矽油中加熱30分鐘 5.與1相同，但在室溫下浸漬於鹽的水溶液60 950 100 850 250 分鐘 6.與5相同，但在90°C下加熱30分鐘 950 150 PVA溶解於水；使用鹽爲成孔物質 7.冷卻至-20°C，12小時 450 400 8.與7相同，但使用丙酮萃取，乾燥且在120°C 下加熱30分鐘 800 220 PVA溶解於水和共溶劑，使用晶態糖爲成孔物質 9.冷卻至-20°C，12小時 380 400 10.與9相同，但使用丙酮萃取，乾燥且再水合 450 350 11.與10相同，但於真空之120°C下加熱30分鐘 780 100 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝訂· -線· 表纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

A8B8C8D8 543120 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 1 ·一種製備具有崩潰壁的水凝膠海棉體的方法’該方法包含之步驟爲： (l) 提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (ii)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (m) 將於（π)中所形成的溶液與成孔物質混合； (IV) 提供可供（瓜）混合物中的聚合物進行物理性交聯的條件； (V) 將得自於(IV)的混合物調節至大約室溫； (VI) 利用不會顯著影嚮交聯作用或成孔物質的方法實質地移除所有溶劑； (VE)在昇高溫度下將混合物加熱十秒至八小時的時間，及 (vm)將得自於(νπ)的混合物冷卻至約室溫且利用不會顯著影嚮交聯作用的方法移除成孔物質，藉此得到具有崩潰壁的海棉體。 2 · —種製備具有膨脹壁的水凝膠海棉體的方法，該方法包含之步驟爲： (I )提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： (1)用於聚乙烯醇的單一溶劑，及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 398895 ABCD 543120 六、申請專利範圍 (ii)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (ΙΠ)將於（Π)中所形成的溶液與成孔物質混合； Ον)提供可供得自於（m)的聚合物進行物理性交聯作用的條件； (v)將得自於(rv)的混合物調節至大約室溫； (VI)利用不會顯著影嚮交聯作用的方法移除成孔物質 ’藉此得到具有膨脹壁的海棉體。 3 ·—種製備物理性交聯的多孔水凝膠方法，該方法包含之步驟爲： (I)提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑’及 (ii)用於聚乙烯醇的混合溶劑’從而形成溶液； (皿）將於（Π)中所形成的溶液與成孔物質混合，該成孔物質能夠部份溶解於溶液（Π )且其溶液能夠使物理性交聯作用在聚乙烯醇中形成； (IV)提供可供得自於（瓜）的聚合物進行由於存有部份溶解成孔物質而造成的物理性交聯作’· (v)將得自於(IV)的混合物調節至大約室溫； (VI)利用不會顯著影嚮交聯作用的方法移除成孔物質，藉此得到具有部份崩潰壁的水凝膠海棉體。 4 •一種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲： ___2________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 2^¾) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁)

35800 92 ABCD 543120 六、申請專利範圍 (l) 提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (π)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成一溶液； (m) 將於（π)中所形成的溶液與成孔物質混合，該成孔物質能夠部份溶解於溶液（π )且其溶液能夠使物理性交聯作用在聚乙烯醇中形成； (IV)提供可供得自於（瓜）的聚合物進行由於存有部份溶解成孔物質而造成的物理性交聯作用； (v)將得自於(rv)的混合物調節至大約室溫； (VI)利用不會顯著影嚮交聯作用或成孔物質的方法實質地移除所有溶劑； (νπ)在昇高溫度下將該物質加熱十秒至八小時的時間，及 (砸）將得自於(νπ)的混合物冷卻至約室溫且利用不會顯著影嚮交聯作用的方法移除成孔物質，藉此得到具有崩潰壁的海棉體。 5 · —種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲： (I )提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π)將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： (1)用於聚乙烯醇的單一溶劑，及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 操 -訂線 543120 A8 C8 D8 六、申請專利範圍 (Η)用於聚乙烯醇的混合溶劑’從而形成溶液； (m)將於（π)中所形成的溶液與成孔物質混合； Ον)將得自於（瓜）的混合物浸漬於由一種選自基本上由下列物質所組成群組之物質所構成的浴中： (a) 用於聚乙烯醇聚合物的溶劑且其中該溶劑係在低溫 (b) 用於聚乙烯醇聚合物的非溶劑； (c) 用於聚乙烯醇聚合物的不良溶劑；及 (d) —種選自基本上由下列物質所組成族群之物質的水溶液： ⑴鹽； (ii) 在低溫度下的酸，及 (iii) 鹼，藉以引致聚乙烯醇聚合物之結晶作用、膠凝作用或絮凝作用，或結晶作用、膠凝作用或絮凝作用之混合； (V)將得自於（IV)的混合物調節至大約室溫，及利用不會顯著影嚮交聯作用的方法實質地移除所有成孔物質，藉此得到物理性交聯的多孔聚乙烯醇水凝膠。 6 · —種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲： (I )提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 __4 _____— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本貢〕 ;:1T 線蠓 A8B8C8D8 543120 六、申請專利範圍 (ii)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (m)將於（π)中所形成的溶液與成孔物質混合； (IV) 將得自於（m)的混合物浸漬於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： (a) 在低溫度下用於聚乙烯醇的溶劑； (b) 用於聚乙烯醇的非溶劑；及 (c) 不良溶劑，藉以引致聚合物之結晶作用、膠凝作用或絮凝作用，或結晶作用、膠凝作用或絮凝作用之混合； (V) 將得自於(IV)的混合物調節至大約室溫，及利用不會顯著影嚮交聯作用的方法實質地移除所有成孔物質，藉此得到物理性交聯的多孔聚合物。 7 · —種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲： (工）提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (ii)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (Π)將於（Π)中所形成的溶液與成孔物質混合； (IV)將得自於（瓜）的混合物浸漬於由一種選自基本上由下列物貝所組成群組之物質水溶液所構成的浴中： a·鹽， b·在低溫度下的酸，及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公箸） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) .訂線 C 543120 as C8 D8 六、申請專利範圍 C.鹼，藉以引致聚合物之結晶作用、膠凝作用或絮凝作用，或結晶作用、膠凝作用或絮凝作用之混合； (V)將得自於（IV)的混合物調節至大約室溫，及利用不會顯著影嚮交聯作用的方法實質地移除所有成孔物質，藉此得到物理性交聯的多孔聚乙烯醇。 8 · —種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲： (A) 提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (B) 將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (ii)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (C) 將於(B)中所形成的溶液與一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質混合： ⑴表面活性劑，及 (ii)表面活性劑混合物，並將該混合物發泡； (D) 將得自於(C)的已發泡混合物冷卻至聚合物可進行物理性交聯作用的溫度； (E) 利用不會顯著影嚮交聯作用的方法實質地移除存在於已發泡混合物中的任何溶劑； (F) 將混合物調節至昇高溫度達一段時間後冷卻混合物至約室溫，藉此得到物理性交聯的多孔水凝膠。 ——丨· 1 丨·· -_____ft___— -——— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂：線 C 3120 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 9 · 一種製備物理性交聯的多孔水凝膠方法，該方法包含之步驟爲： (A) 提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (B) 將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (ii)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (C) 將於(B)中所形成的溶液與一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質混合： ⑴表面活性劑，及 (ii)表面活性劑混合物，並將該混合物發泡； (D) 將得自於(C)的已發泡混合物冷卻至聚合物可進行物理性交聯作用的溫度； (E) 將混合物調節至大約室溫，藉此得到物理性交聯的多孔水凝膠。 1〇 · —種製備物理性交聯的多孔水凝膠方法，該方法包含之步驟爲： (A) 提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (B) 將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (π)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (C) 將於(B)中所形成的溶液與一種選自基本上由下列本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂：線 543120 頜 C8 D8 六、申請專利範圍物質所組成族群之物質混合： ⑴表面活性劑，及 (Π)表面活性劑混合物，並將該混合物發泡； (D) 將得自於(C)的已發泡混合物冷卻至聚合物可進行物理性交聯作用的溫度； (E) 將得自於(D)的混合物浸漬於由一種選自基本上由下列物質所組成群組之物質所構成的浴中： ⑴用於聚乙烯醇的低溫溶劑， (ii) 用於聚乙烯醇的非溶劑， (iii) 用於聚乙烯醇的不良溶劑， (iv) 鹽的水溶液， (v) 低溫酸水溶液，及 (vi) 鹼的水溶液，藉以引致聚合物之結晶作用、膠凝作用或絮凝作用，或結晶作用、膠凝作用或絮凝作用之混合，藉此得到物理性交聯的多孔聚合物。 11 · 一種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲： (A) 提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (B) 將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： ⑴用於聚乙烯醇的單一溶劑’及 (π)用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁)

0 1X 43 L88895 ABCD 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (C) 將於(B)中所形成的溶液與一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質混合： ⑴表面活性劑，及 (ii)表面活性劑混合物，並將該混合物發泡； (D) 將得自於(C)的已發泡混合物冷卻至聚合物可進行物理性交聯作用的溫度； (E) 將得自於(D)的混合物浸漬於由一種選自基本上由下列物質所組成群組之物質水溶液所構成的浴中： ⑴鹽， (ii) 在低溫度下的酸，及 (iii) 鹼，藉以引致聚合物之結晶作用、膠凝作用或絮凝作用，或結晶作用、膠凝作用或絮凝作用之混合，藉此得到物理性交聯的多孔聚乙烯醇。 12 · —種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲： (I )提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： (a) 用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (b) 用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； (瓜）將於（Π )中所形成的溶液與一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質混合：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 543120 C8 D8 六、申請專利範圍 (a) 表面活性劑，及 (b) 表面活性劑混合物； (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) αν)將得自於（m)的溶液與基本上由下列物質所組成之成孔物質混合： (a) 用於聚乙烯醇的非溶劑，及 (b) 用於聚乙烯醇的不良溶劑，且藉由將溶液置於高剪切混合作用而分散成孔物質； (V) 提供可供得自於(IV)的聚合物進行物理性交聯作用的條件； (VI)將得自於（V)的混合物調節至大約室溫； (W) 利用不會顯著影嚮交聯作用或成孔物質的方法實質地移除所有溶劑， (ΥΠΙ)在昇高溫度下將該物質加熱十秒至八小時的時間，及 (IX)將得自於(VI)的混合物冷卻至約室溫且利用不會顯著影嚮交聯作用的方法移除成孔物質，藉此得到具有崩潰壁的海棉體。 13 · —種製備物理性交聯的多孔水凝膠的方法，該方法包含之步驟爲· (I )提供能夠進行物理性交聯的聚合物； (Π )將該聚合物溶解於一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質中： (a) 用於聚乙烯醇的單一溶劑，及 (b) 用於聚乙烯醇的混合溶劑，從而形成溶液； ----12__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） A8B8C8D8 543120 六、申請專利範圍 (瓜）將於（π)中所形成的溶液與一種選自基本上由下列物質所組成族群之物質混合： (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) (a) 表面活性劑，及 (b) 表面活性劑混合物； (IV) 將得自於（m)的溶液與基本上由下列物質所組成之成孔物質混合： (a) 用於聚乙烯醇的非溶劑； (b) 用於聚乙烯醇的不良溶劑；且藉由將溶液置於高剪切混合作用而分散成孔物質； (V) 提供可供得自於（IV)的聚合物進行物理性交聯作用的條件； (VI) 將得自於（V)的混合物調節至大約室溫； (W)利用不會顯著影嚮交聯作用或成孔物質的方法實質地移除所有溶劑， (vm)在昇高溫度下將該物質加熱十秒至八小時的時間，及 αχ)將得自於(珊）的混合物冷卻至約室溫且利用不會顯著影嚮交聯作用的方法移除成孔物質，藉此得到具有崩潰壁的海棉體。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐)