TWI644676B - Antibacterial hydrogel - Google Patents

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Abstract

一種抗菌用水凝膠，是由一混合物所形成的水凝膠，該混合物包含：水溶性聚合物、過氧化酶、二氧化氯及水，該水溶性聚合物包括聚乙二醇。本發明抗菌用水凝膠的抗菌效果良好，且不會對於皮膚引起刺激或過敏反應，也不會引起熱原反應。

Description

抗菌用水凝膠
本發明是有關於一種抗菌用水凝膠，特別是指一種由水溶性聚合物、過氧化酶、二氧化氯及水所形成的水凝膠。
TW 201404712公開一種二氧化氯凝膠及其製備方法，該凝膠是由聚乙二醇共聚物、雙-癸基十四烷醇膠合物及二氧化氯水溶液混合所形成，可使二氧化氯氣體穩定地儲存於凝膠中。然而，該凝膠的抗菌效果不足，且其有對於皮膚引起刺激或過敏反應之虞，也可能引起熱原反應。
因此，本發明之目的，即在提供一種抗菌用水凝膠，可以克服上述先前技術在安全性上的疑慮。
於是，本發明抗菌用水凝膠是由一混合物所形成的水凝膠，該混合物包含：水溶性聚合物、過氧化酶(peroxidase)、二氧化氯及水，該水溶性聚合物包括聚乙二醇(PEG)。
本發明之功效在於：該抗菌用水凝膠的抗菌效果良好，且不會對於皮膚引起刺激或過敏反應，也不會引起熱原反應。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
較佳地，該水溶性聚合物還包括選自於聚乙烯醇(PVA)及聚(甲基)丙烯酸中至少一者。
該過氧化酶有助於穩固定型所形成的水凝膠，並有助於穩定地包埋二氧化氯氣體於水凝膠中。較佳地，該過氧化酶是辣根過氧化酶(horseradish peroxidase, HRP)。
較佳地，以該水凝膠的總重為100 wt%，該過氧化酶的含量範圍為0.008~0.015 wt%。
較佳地，在該水凝膠中，該二氧化氯的濃度範圍為100~150 ppm。
較佳地，以該水凝膠的總重為100 wt%，該水溶性聚合物的含量範圍為3.5~10 wt%。
較佳地，以該水凝膠的總重為100 wt%，該聚乙二醇的含量範圍為0.8~1.2 wt%。
較佳地，該水凝膠是將該混合物經由通電與加熱所形成。更佳地，該通電的電壓範圍為100~250 V，電流範圍為100~500 mA。更佳地，該加熱的溫度範圍為75~100℃。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
＜實施例＞
在一容器中配置PEG水溶液(PEG的數量平均分子量為55000)，將該PEG水溶液藉由外部加熱至85℃。
再於該容器中置入HRP與該PEG水溶液混合，並通電至溶液中(電壓為100 V、電流為100 mA)約20 min，過程中維持溫度為85℃。
再依序於該容器中置入PVA、聚丙烯酸及去離子水與上述溶液混合，維持溫度為85℃。
在本實施例中，該容器內的混合溶液含有1.2 wt% PEG、0.015 wt% HRP、4.3925 wt% PVA、4.3925 wt%聚丙烯酸、90 wt%水。
將該容器內的混合溶液移入一均質機中，以轉速15000 rpm攪拌0.5 min，使其形成水凝膠(hydrogel)，然後投入二氧化氯錠劑(約1.5 g/1 kg水凝膠，使二氧化氯釋出至濃度約為150 ppm)，待完全溶解後，繼續攪拌0.5 min，以得到本實施例的抗菌用水凝膠。
＜抗菌效果試驗＞
根據美國紡織化學協會的試驗標準AATCC 100，評估上述實施例的抗菌用水凝膠對於 Escherichia coli(BCRC 11634，ATCC 8739)、 Staphylococcus aureus(BCRC 10451，ATCC 6538P)、 Pseudomonas aeruginosa(BCRC 11633，ATCC 9027)及 Aspergillus brasiliensis(BCRC 30506，ATCC 16404) 4種菌種的抗菌效果，結果如下表1所示。 【表1】 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 時間 </td><td><i>Escherichia coli</i></td><td><i>Staphylococcus aureus</i></td><td><i>Pseudomonas aeruginosa</i></td><td><i>Aspergillus brasiliensis</i></td></tr><tr><td> 24小時 </td><td> ＞99.9% </td><td> ＞99.9% </td><td> ＞99.9% </td><td> 96.1% </td></tr><tr><td> 15天 </td><td> ＞99.9% </td><td> ＞99.9% </td><td> ＞99.9% </td><td> 67.4% </td></tr></TBODY></TABLE>
由表1可以得知，實施例的抗菌用水凝膠在24小時內的抗菌效果可達96.1%以上，其中多數大於99.9%；在15天內的抗菌效果可達67.4%以上，其中多數大於99.9%；顯示其抗菌效果良好。
＜皮膚刺激性試驗(Skin irritation test) ＞
根據國際標準化組織的試驗標準ISO 10993-10，評估上述實施例的抗菌用水凝膠之萃取液對於雌性紐西蘭大白兔的皮膚刺激性反應(分別於每隻大白兔的5處皮膚注射0.2 mL測試液，計算5處的得分總和)，並與對照組比較，結果如下表2所示。
本試驗是根據國際標準化組織的試驗標準ISO 10993-12，萃取比例為0.2 g/mL。將1.30 g上述實施例的抗菌用水凝膠浸入6.5 mL 0.9%生理食鹽水，並於50℃下穩定震盪72 小時進行萃取，得到本試驗實施例之極性萃取液(澄清帶些許泡沫)；將1.36 g上述實施例的抗菌用水凝膠浸入6.8 mL棉籽油，並於50℃下穩定震盪72 小時進行萃取，得到本試驗實施例之非極性萃取液(混濁)。萃取液皆不進行pH調整、離心或過濾，且不存放超過24小時。 【表2】 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 測試液 </td><td> 大白兔編號 </td><td> 評分項目 </td><td> 間隔注射的時間(小時) </td></tr><tr><td> 24 </td><td> 48 </td><td> 72 </td></tr><tr><td> 5處的得分總和 </td></tr><tr><td> 實施例之極性萃取液 </td><td> 1 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 5 </td><td> 2 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 7 </td><td> 4 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 0.9%生理食鹽水 (對照組1) </td><td> 1 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 實施例之非極性萃取液 </td><td> 1 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 10 </td><td> 5 </td><td> 5 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 8 </td><td> 8 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 5 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 4 </td><td> 3 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 棉籽油 (對照組2) </td><td> 1 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 5 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 紅斑與結痂 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 水腫 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 2 </td></tr></TBODY></TABLE>
由表2可以得知，在注射72小時後，實施例的抗菌用水凝膠之極性萃取液的5處得分總和皆為0，與對照組1相當；實施例的抗菌用水凝膠之非極性萃取液的5處得分總和皆為5以下(平均每處為1以下)，與對照組2相當；顯示實施例的抗菌用水凝膠之萃取液並不會對於紐西蘭大白兔的皮膚引起刺激反應。
＜皮膚過敏試驗(Skin sensitization test) ＞
根據國際標準化組織的試驗標準ISO 10993-10，採用極大化法評估上述實施例的抗菌用水凝膠之萃取液對於天竺鼠的皮膚過敏反應(分別於每隻天竺鼠背部的皮膚除毛約8 cm 2的面積，再覆蓋上含有測試液的紗布24±2小時及48±2小時後，計算總得分的平均值)，並與對照組比較，結果如下表3所示。
本試驗的萃取方式與上述皮膚刺激性試驗相似，差異之處在於進行萃取前，另分別於0.9%生理食鹽水及棉籽油中混入同等體積的佛氏完全佐劑(Freund's. complete adjuvant, FCA)。 【表3】 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 測試液 </td><td> 天竺鼠數量(隻) </td><td> 覆蓋24±2小時後的得分平均值(總得分/隻) </td><td> 覆蓋48±2小時後的得分平均值(總得分/隻) </td></tr><tr><td> 實施例之極性萃取液 </td><td> 10 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td></tr><tr><td> 0.9%生理食鹽水 (對照組1) </td><td> 5 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 實施例之非極性萃取液 </td><td> 10 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td></tr><tr><td> 棉籽油 (對照組2) </td><td> 5 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr></TBODY></TABLE>
由表3可以得知，在覆蓋24小時及48小時後，實施例的抗菌用水凝膠之極性萃取液的得分平均值皆為0.1，與對照組1相當；實施例的抗菌用水凝膠之非極性萃取液的得分平均值皆為0.1，與對照組2相當；顯示實施例的抗菌用水凝膠之萃取液並不會對於天竺鼠的皮膚引起過敏反應。
＜熱原試驗(Pyrogen test) ＞
根據國際標準化組織的試驗標準ISO 10993-11，評估上述實施例的抗菌用水凝膠之極性萃取液對於雌性紐西蘭大白兔的熱原反應(每隻大白兔體重介於2.72~2.75 kg，分別於每隻大白兔的兔耳靜脈注射10 mL/kg測試液，測量其肛溫)，結果如下表4所示。
本試驗是根據國際標準化組織的試驗標準ISO 10993-12，萃取比例為0.2 g/mL。將21.4 g上述實施例的抗菌用水凝膠浸入107 mL 0.9%生理食鹽水，並於50℃下穩定震盪72 小時進行萃取，得到本試驗實施例之極性萃取液(澄清帶些許泡沫)。萃取液不進行pH調整、離心或過濾，且不存放超過24小時。 【表4】 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 大白兔編號 </td><td> 間隔注射的時間(小時) </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 1 </td><td> 1.5 </td><td> 2 </td><td> 2.5 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 體溫(℃) </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 38.5 </td><td> 38.5 </td><td> 38.7 </td><td> 38.7 </td><td> 38.6 </td><td> 38.8 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 38.6 </td><td> 38.5 </td><td> 38.5 </td><td> 38.4 </td><td> 38.4 </td><td> 38.6 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 38.8 </td><td> 38.3 </td><td> 38.6 </td><td> 38.6 </td><td> 38.7 </td><td> 38.7 </td></tr></TBODY></TABLE>
由表4可以得知，在注射後3小時內，三隻大白兔的體溫皆無明顯升高(升高0.3℃以下)，顯示實施例的抗菌用水凝膠之萃取液並不會對於紐西蘭大白兔引起熱原反應。
綜上所述，本發明抗菌用水凝膠的抗菌效果良好，且不會對於皮膚引起刺激或過敏反應，也不會引起熱原反應，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

  1. 一種抗菌用水凝膠，是由一混合物所形成的水凝膠，該混合物包含：水溶性聚合物組成物、過氧化酶、二氧化氯及水，其中，該水溶性聚合物組成物包括聚乙二醇及選自於聚乙烯醇及聚(甲基)丙烯酸中至少一者。
  2. 如請求項1所述的抗菌用水凝膠，其中，該過氧化酶是辣根過氧化酶。
  3. 如請求項1所述的抗菌用水凝膠，其中，以該水凝膠的總重為100wt%，該過氧化酶的含量範圍為0.008~0.015wt%。
  4. 如請求項1所述的抗菌用水凝膠，其中，在該水凝膠中，該二氧化氯的濃度範圍為100~150ppm。
  5. 如請求項1所述的抗菌用水凝膠，其中，以該水凝膠的總重為100wt%，該水溶性聚合物組成物的含量範圍為3.5~10wt%。
  6. 如請求項1所述的抗菌用水凝膠，其中，以該水凝膠的總重為100wt%，該聚乙二醇的含量範圍為0.8~1.2wt%。
  7. 如請求項1所述的抗菌用水凝膠，其中，該水凝膠是將該混合物經由通電與加熱所形成。
  8. 如請求項7所述的抗菌用水凝膠，其中，該通電的電壓範圍為100~250V，電流範圍為100~500mA。
  9. 如請求項7所述的抗菌用水凝膠，其中，該加熱的溫度範圍為75~100℃。
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