WO2014168307A1 - 지혈 및 상처치유용 카복시메틸셀룰로오스 폼 및 그의 제조방법 - Google Patents

지혈 및 상처치유용 카복시메틸셀룰로오스 폼 및 그의 제조방법 Download PDF

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acid
absorption
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도성준
김태희
윤민지
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Definitions

  • the present invention relates to a superabsorbent poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam having a characteristic of absorbing body fluid or water and expanding the volume upon absorption, and maintaining the shape without gelation.
  • Carboxymethyl cellulose means that the hydroxyl group of glucose which comprises cellulose is substituted with the carboxymethyl group, and is called abbreviated-name normally.
  • Such carboxymethyl cellulose is used in various fields such as grass, food, cosmetics, pharmaceutical additives and petroleum excavation, and is particularly widely used as a medical material due to its excellent biocompatibility.
  • carboxymethyl cellulose foam In order for carboxymethyl cellulose foam to be used for medical purposes, it is important to have superabsorbent properties. In wet dressing, it is important to effectively drain the body fluids generated during wound healing, and the foam used for this purpose must be superabsorbent. In the case of hemostatic dressing, it is important to have a superabsorbent property in order to sufficiently absorb the blood generated.
  • the carboxymethyl cellulose foam expands while maintaining the shape during liquid absorption.
  • the wound covering absorbs body fluid and expands in volume, thereby reducing the space between the wound covering and the wound surface, and preventing infections such as bacteria from entering the wound surface.
  • the volume is easy to insert when the dressing is inserted into the damaged area, and once the dressing is seated on the wound, the volume may be expanded by absorbing body fluid or saline solution to fill the cavity.
  • hemostasis can be promoted by compressing blood vessels.
  • carboxymethyl cellulose foam in order to use the carboxymethyl cellulose foam as a medical use, in particular, wound dressing or hemostatic agent, it is important to have poorly water-soluble, high absorption, high volume expansion properties.
  • carboxymethyl cellulose foam has a problem that the expansion is insignificant as much as 1.5 times, or gelling upon absorption does not maintain the shape.
  • Korean Patent No. 10-0588614 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-284216 describe an anti-adhesion agent mainly containing carboxymethyl cellulose.
  • carboxymethyl cellulose is used as an anti-adhesion agent, and after a certain period of time after insertion into the body, it is decomposed and gelatinized when absorbed, and thus it is not suitable for use as a wound dressing or hemostatic agent.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0062301 describes a tissue-coated medical material composed of a poorly water-soluble soluble cellulose derivative.
  • these materials are not described for liquid absorption performance and volume expansion, and therefore are not suitable for use in dressing and the like.
  • the inventors of the present invention while studying a superabsorbent poorly water-soluble cellulose derivative foam having a characteristic that expands upon contact with body fluids or moisture, after preparing the carboxymethyl cellulose foam in a freeze-drying method, the foam when subjected to an appropriate acid treatment and compression step, the foam when subjected to an appropriate acid treatment and compression step.
  • the present invention was completed by confirming that the degree of liquid absorption of markedly increased, retained its shape without gelation even when absorbed, and exhibited high volume expansion.
  • the present invention has a degree of absorption of more than 20 g / g of physiological saline solution of 0.9% concentration, water soluble carboxymethyl, characterized in that the volume is expanded more than twice the volume after physiological saline absorption before physiological saline absorption.
  • the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam is expanded to a thickness of three times or more, more preferably four times or more, compared to physiological saline after the saline solution before the saline solution.
  • the degree of such volume expansion can be adjusted according to the degree of compression in the production method of the present invention to be described below.
  • the present invention (1) lyophilizing a solution in which 1% by weight to 2% by weight of carboxymethyl cellulose powder is dissolved to prepare a carboxymethyl cellulose foam, (2) the foam prepared in step (1) It provides a method for producing a poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam comprising the step of immersing in an acidic solution, followed by heating and acid treatment, and (3) compressing the acid-treated foam in step (2) below 60 ° C. .
  • the present invention further comprises the step (2-1) between the step (2) and step (3), the step of immersing the acid-treated foam in the carboxymethyl cellulose powder dispersion (2-1) It provides a method for producing a cellulose foam.
  • the present inventors lyophilized the carboxymethyl cellulose powder to form a foam, the acid treatment and compression of the foam at an appropriate temperature imparts poor water solubility to the foam, showing a high degree of absorption and volume expansion rate but without gelling the form It confirmed that it keeps.
  • the acid treatment temperature should be higher than or equal to room temperature, and it was confirmed that the absorption degree, expansion rate, and pressure absorption degree were optimized by pressing at an appropriate temperature (60 ° C.) or lower.
  • the water-soluble CMC powder component treated on the poorly water-soluble foam keeps the shape of the foam and smoothes it due to gelation upon contact with water or body fluids. It was confirmed that the liquid absorption and the pressure absorption were improved without sticking to the wound surface.
  • the present invention is based on this finding.
  • the degree of absorption is greater than 20 g / g with 0.9% concentration of saline solution, and the volume is increased by two times, preferably three times or more, more preferably, compared to physiological saline solution after physiological saline absorption.
  • physiological saline refers to the isotonic solution prepared by adjusting the same concentration in consideration of the body fluid of our body as 0.9% NaCl solution.
  • the absorbency of 20 g / g or more was shown with respect to physiological saline at a concentration of 0.9%.
  • the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam of the present invention is expanded to two or more times, preferably three or more times, more preferably four or more times, due to the expansion of the thickness of the physiological saline solution prior to the absorption, bar wound coating and Suitable for use as a hemostatic agent.
  • the present invention includes a water solubility 20 g / g or more with respect to 0.9% concentration of saline solution, which includes the following steps, the water-soluble carboxy swelling more than four times the volume after the saline solution before the saline solution
  • a method for preparing methylcellulose foam That is, the present invention (1) lyophilizing a solution in which 1 to 2% by weight of carboxymethyl cellulose powder is dissolved to prepare a carboxymethyl cellulose foam, (2) the foam prepared in the step (1) acid solution After immersion in the heating step to give an acid treatment, (3) provides a method for producing a poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam comprising the step of pressing the acid treated foam in step (2) below 60 °C.
  • Step (1) is to prepare a carboxymethyl cellulose foam by lyophilizing the solution in which the carboxymethyl cellulose powder is dissolved.
  • the solution of step (1) is prepared by dissolving carboxymethylcellulose powder in water. Preferably, it can be prepared by dissolving in distilled water.
  • the degree of substitution of the carboxymethyl cellulose powder to be used at the time of dissolution is preferably 0.4 or more. In one embodiment of the present invention, carboxymethyl cellulose powder having a degree of substitution of 0.5 was used.
  • the concentration of the carboxymethylcellulose solution of the prepared solution is preferably 1% by weight to 2% by weight. If the concentration of the carboxymethyl cellulose solution is less than 1% by weight, there is a problem that the physical strength of the prepared foam is lowered, and if the concentration exceeds 2% by weight, it is difficult to produce a uniform foam due to an increase in the viscosity of the solution.
  • the lyophilization can be carried out using conventional methods known to those skilled in the art.
  • after freezing at -10 °C it was vacuum dried.
  • Step (2) is a step of immersing the foam prepared in step (1) in an acidic solution and then heating and acidifying, and imparting poor water solubility to the foam through acid treatment.
  • the acid solution may be an acid added to the mixed solution of alcohol and water, or an acid may be added to the alcohol alone solution.
  • the added acid may be any one or more selected from the group consisting of lactic acid, acetic acid, citric acid, succinic acid, formic acid or hydrochloric acid, but is not limited thereto.
  • the alcohol may be one or more selected from the group consisting of ethanol, methanol, isopropanol, and the like, but is not limited thereto.
  • the volume ratio of the alcohol is preferably 60% to 100%. More preferably, the volume ratio of the alcohol is 80% to 100%. If the alcohol content is less than 60%, the foaming may occur due to excess water during the acid treatment, and the pores in the foam may be blocked or form deformation may occur.
  • the heating temperature is preferably 40 °C to 70 °C. In the case of acid treatment at room temperature, it is important to heat during acid treatment because water solubility is not sufficiently given.
  • Step (3) is a step of compressing the acid treated foam in step (2) at 60 ° C. or lower.
  • Foams which have been reduced in volume through compression, expand in volume with aspiration when contacted with water or body fluids, and can exhibit effective hemostatic performance when applied to a cavity during surgery.
  • Existing products have a slight volume expansion of about 1.5 times, but the foams produced by the present invention exhibit improved performance by expanding at least 2 times, preferably at least 3 times, more preferably at least 4 times the thickness.
  • the said compression is made at 60 degrees C or less.
  • the crimping temperature is 60 ° C. or more, the degree of absorption, the expansion ratio, and the pressure absorption are drastically reduced.
  • the degree of compression as described above it is possible to adjust the volume expansion rate according to the characteristics of the desired product.
  • the carboxymethyl cellulose foam is prepared by freeze-drying the solution in which the carboxymethyl cellulose powder is dissolved (step 1), the porous carboxymethyl cellulose foam can be prepared, and the porosity is maintained in the subsequent steps 2 and 3
  • the porosity since the pore size is changed only after compression in step 3, the porosity may be maintained, and thus the liquid may have high volume expansion properties upon absorption. Since the porosity is kept intact, the desired volume expansion rate can be easily adjusted to the extent of compression, and can be compressed to 25% of the original thickness to have a volume expansion rate of 4 times.
  • the physiological saline When immersed in physiological saline in the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam prepared as described above, the physiological saline is absorbed in the compressed porosity, it is restored to its original volume, and in this principle can exhibit excellent performance when used as a wound dressing or hemostatic agent.
  • the present invention comprises the steps of (1) lyophilizing a solution in which 1% by weight to 2% by weight of carboxymethyl cellulose powder is dissolved to prepare a carboxymethyl cellulose foam, (2) the foam prepared in step (1)
  • the method of producing a poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam comprising the step of immersing in an acidic solution, followed by heating and acid treatment, (3) compressing the acid treated foam in step (2) at below 60 ° C.
  • It provides a method for producing a poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam, characterized in that it further comprises the step (2-1) of immersing the acid-treated foam in the carboxymethyl cellulose powder dispersion between step (2) and step (3). do.
  • the degree of absorption is 20 g / g or more with respect to the 0.9% concentration of physiological saline prepared by the above method, and the volume is 2 times or more, preferably 3 times or more, more preferably, compared to the physiological saline after the saline solution. It is characterized by inflating at least four times.
  • the step (2-1) is a step of immersing the acid-treated foam in the carboxymethyl cellulose powder dispersion, the surface properties of the foam is changed through the step. Since the carboxymethyl cellulose of the dispersion is water soluble, the foam treated with the dispersion has gelation on the surface when in contact with water or body fluid, resulting in a smooth surface. This is preferable because the foam and the wound surface do not stick when the foam is applied to the wound surface. Since the gelation of the added water-soluble carboxymethyl cellulose proceeds on the surface while maintaining the overall shape of the poorly water-soluble foam, adhesion to the wound surface can be reduced while maintaining the overall shape during absorption.
  • the foam treated with the dispersion improved the degree of absorption and pressure absorption due to the gelation of the added water-soluble carboxymethylcellulose. Therefore, the degree of liquid absorption and the degree of pressure absorption can be adjusted as desired depending on the degree of dispersion treatment.
  • the carboxymethylcellulose dispersion is prepared by dispersing the CMC powder in at least one solvent selected from the group consisting of ethanol, methanol and isopropanol.
  • the ratio of the solvent and the powder of the dispersion can be appropriately adjusted, but preferably used in a ratio of 1 g of powder to 160 g of the solvent.
  • the present invention (1) freeze-drying a solution in which 1% to 2% by weight of carboxymethyl cellulose powder is dissolved to prepare carboxymethyl cellulose foam, (2) acidifying the foam prepared in step (1) Immersing in the solution, followed by heating to acid treatment, (3) compressing the acid treated foam in step (2) below 60 ° C, optionally between steps (2) and (3) It provides a poorly water-soluble carboxy methyl cellulose foam prepared by the production method further comprising the step (2-1) of immersing the acid-treated foam in the carboxymethyl cellulose powder dispersion.
  • the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam of the present invention has a liquid absorptivity of 20 g / g or more.
  • the conventional polyurethane foam When immersed in 0.9% saline, the conventional polyurethane foam has a degree of absorption of up to 15 times its own weight while the present invention shows a significantly improved absorption of 20 times or more. Therefore, the foam of the present invention can exhibit excellent performance when used as a wound dressing or hemostatic agent.
  • the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam of the present invention expands by more than four times in volume upon absorption. While the volume expansion of the commercialized foams is about 1.5 times or less, the foams of the present invention have improved the volume expansion rate to at least 2 times, preferably at least 3 times, more preferably at least 4 times through compression under appropriate conditions.
  • the antimicrobial agent may be combined with the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam of the present invention to impart antimicrobial performance.
  • the antimicrobial component to be complexed may be any one or more selected from the group consisting of silver, silver compounds, triclosan, biguanide-based, and methylene blue, but is not limited thereto.
  • the hemostatic material in the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam of the present invention, it is possible to enhance the hemostatic function.
  • the complex hemostatic substance is collagen, gelatin, thrombin, etc., but is not limited thereto.
  • the present invention provides a wound dressing using the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam.
  • the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam of the present invention is excellent in the degree of liquid absorption, and when used as a wound coating material can be effectively prevented from bacterial infection because of its large volume expansion rate.
  • it when applied to the body cavity, it is easy to be introduced into the body because it is compressed and small in volume, and once applied to the body can absorb and expand the body fluid can effectively fill the cavity.
  • the present invention provides a hemostatic agent using the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam. Since the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam of the present invention has excellent absorbency, when used as a hemostatic agent, it exhibits improved performance compared to conventional hemostatic agents. In addition, due to volume expansion during absorption, blood vessels may be compressed to promote hemostasis.
  • the poorly water-soluble carboxymethyl cellulose foam prepared according to the production method of the present invention has a remarkably excellent liquid absorption and a large volume expansion upon absorption, and maintains its shape without gelation. Therefore, when used as a hemostatic agent and wound dressing exhibits a significantly improved performance.
  • the carboxymethyl cellulose foam is treated with a CMC powder dispersion, the surface properties can be changed to prevent adhesion with the skin, and the pressure-absorbing degree is increased. Therefore, the degree of liquid absorption can be adjusted to suit the desired purpose.
  • FIG. 1 is a photograph of a foam produced according to the production method of the present invention.
  • FIG. 3 is a picture of the expanded foam after immersing the foam prepared according to the production method of the present invention in 0.9% physiological saline for 10 minutes.
  • CMC powder (degree of substitution 0.5) and distilled water were mixed to prepare a 1.5 wt% CMC solution.
  • the viscosity of the prepared solution was 4,315 cps.
  • the solution was poured into a mold of a certain size and frozen at ⁇ 10 ° C. for 24 hours.
  • the frozen solution was vacuum dried to prepare a foam having a density of 0.02 g / cm 3 .
  • the prepared foam was immersed in a mixed solution of 200 g of ethanol and 10 mL of 35% HCl, and then heated to 50 ° C. and stirred for 2 hours. Foam was sufficiently washed in ethanol and dried using a 70 °C vacuum oven. The dried foam was pressed at room temperature to prepare a foam having a thickness of 1 mm.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 1, except that 200 g of ethanol and 38.5 g of 85% lactic acid were used as the acid treatment solution.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 2, except that the dried foam was pressed at 40 ° C., not at room temperature.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 2, except that the dried foam was pressed at 60 ° C., not at room temperature.
  • CMC powder (degree of substitution 0.5) and distilled water were mixed to prepare a 1.5 wt% CMC solution.
  • the viscosity of the prepared solution was 4,315 cps.
  • the solution was poured into a mold of a certain size and frozen at ⁇ 10 ° C. for 24 hours.
  • the frozen solution was vacuum dried to prepare a foam having a density of 0.02 g / cm 3 .
  • the prepared foam was immersed in a mixed solution of 2.2 g of citric acid dissolved in 160 mL of methanol and 40 mL of distilled water, and then heated to 65 ° C. and stirred for 2 hours. After washing the foam sufficiently in ethanol and dried using a 70 °C vacuum oven.
  • the dried foam was pressed at room temperature to prepare a foam having a thickness of 1 mm.
  • CMC powder (degree of substitution 0.5) and distilled water were mixed to prepare a 1.5 wt% CMC solution.
  • the viscosity of the prepared solution was 4,315 cps.
  • the solution was poured into a mold of a certain size and frozen at ⁇ 10 ° C. for 24 hours.
  • the frozen solution was vacuum dried to prepare a foam having a density of 0.02 g / cm 3 .
  • the prepared foam was immersed in a mixed solution of 200 g of ethanol and 10 mL of 35% HCl, and then heated to 50 ° C. and stirred for 2 hours. After washing the foam sufficiently in ethanol and dried using a 70 °C vacuum oven.
  • the dried foam was immersed in a mixed dispersion of 160 g of methanol and 1 g of CMC powder and stirred for 10 minutes.
  • the stirred foam was taken out and dried using a 70 ° C. vacuum oven.
  • the dried foam was pressed at room temperature to prepare a foam having a thickness of 1 mm.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 6, except that 200 g of ethanol and 38.5 g of 85% lactic acid were used as the acid treatment solution.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 7, except that the dried foam was pressed at 40 ° C., not at room temperature.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 7, except that the dried foam was pressed at 60 ° C., not at room temperature.
  • CMC powder (degree of substitution 0.5) and distilled water were mixed to prepare a 1.5 wt% CMC solution.
  • the viscosity of the prepared solution was 4,315 cps.
  • the solution was poured into a mold of a certain size and frozen at ⁇ 10 ° C. for 24 hours.
  • the frozen solution was vacuum dried to prepare a foam having a density of 0.02 g / cm 3 .
  • the prepared foam was immersed in a mixed solution of 2.2 g of citric acid dissolved in 160 mL of methanol and 40 mL of distilled water, and then heated to 65 ° C. and stirred for 2 hours. After washing the foam sufficiently in ethanol and dried using a 70 °C vacuum oven.
  • the dried foam was immersed in a mixed dispersion of 320 g of methanol and 2 g of CMC powder and stirred for 10 minutes.
  • the stirred foam was taken out and dried using a 70 ° C. vacuum oven.
  • the dried foam was pressed at room temperature to prepare a foam having a thickness of 1 mm.
  • CMC powder (degree of substitution 0.5) and distilled water were mixed to prepare a 1.5 wt% CMC solution.
  • the viscosity of the prepared solution was 4,315 cps.
  • the solution was poured into a mold of a certain size and frozen at ⁇ 10 ° C. for 24 hours.
  • the frozen solution was vacuum dried to prepare a foam having a density of 0.02 g / cm 3 .
  • the prepared foam was mixed with 200 g of ethanol, and immersed in a mixed solution having a pH of 2.5 and treated at room temperature for 6 hours. After washing the foam sufficiently in ethanol and dried using a 70 °C vacuum oven.
  • the dried foam was pressed at 120 ° C. to prepare a foam having a thickness of 1 mm.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Example 2, except that the dried foam was pressed at 80 ° C., not at room temperature.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the dried foam was pressed at 100 ° C.
  • a foam having a thickness of 1 mm was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the dried foam was pressed at 120 ° C.
  • Example 1 In order to analyze the characteristics according to the acid treatment in the preparation of CMC foam, the foam prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was immersed in 0.9% saline for 10 minutes. Before immersion, the image of the CMC foam of Example 1 is shown in FIG. 1, and an electron scanning microscope photograph thereof is shown in FIG.
  • Example 1 After immersing the foam prepared in Example 1 and Comparative Example 1 in 0.9% saline for 10 minutes, the morphological changes were observed and the respective images are shown in FIGS. 3 and 4.
  • the CMC foam of Example 1 subjected to the acid treatment by heating was confirmed that the swelling after absorbing and retained its form.
  • the CMC foam of Comparative Example 1 acid-treated at room temperature did not have morphological stability after gelation progressed after absorption.
  • the foams of Examples 2 to 4 pressed at room temperature, 40 °C, 60 °C and Comparative Examples 2 to crimped at 80 °C, 100 °C, 120 °C The thickness expansion ratio and the degree of absorption of the foam of 4 were measured.
  • the thickness expansion ratio indicates the ratio of the original thickness and the thickness after inhalation, and the resulting foam was immersed in 0.9% saline for 10 minutes and the thickness was measured as follows.
  • Thickness expansion rate (%) (thickness after absorption (mm) / thickness before absorption (mm)) ⁇ 100
  • the degree of absorption was measured by measuring the weight of the prepared foam, immersed in 0.9% saline for 10 minutes and then the weight of the absorbed foam was calculated as follows.
  • Absorption degree (g / g) (foam weight after absorption (g)-foam weight before absorption (g)) / (foam weight before absorption (g))
  • Pressurized liquid absorption was measured by the weight before the absorption of the prepared foam, immersed in 0.9 physiological saline for 10 minutes, the pressure of 40 mmHg was applied to the absorbed foam for 1 minute and the weight of the foam was calculated as follows.
  • Pressurized liquid absorption degree (g / g) (foam weight after pressure (g)-foam weight before absorption (g)) / (foam weight before absorption (g))
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 5 Example 6
  • Example 7 Example 8
  • Example 10 Treatment acid HCl Lactic acid Lactic acid Lactic acid Citric acid HCl Lactic acid Lactic acid Lactic acid Citric acid CMC Powder Treatment ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Pressure Absorbance (g / g) 14.95 10.77 7.78 8.57 9.42 17.00 16.00 14.00 13.00 13.00 Absorption degree (g / g) 42.05 21.55 23.56 26.57 28.61 35.67 33.27 34.33 35.83 33.03
  • Thickness Expansion Rate (%) 1200 1333 2000 1500 942 1200 1571 1111 1667 968

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Abstract

본 발명은 체액이나 수분을 흡액하며 흡액시 부피가 팽창되고, 겔화되지 않고 형상을 유지하는 특성을 갖는 고흡액성 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼에 대한 것이다. 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은, 흡액도가 현저히 우수하며 흡액시 부피 팽창도가 크고, 겔화되지 않고 형상을 유지한다. 따라서 지혈제 및 창상피복재로 사용시 현저히 개선된 성능을 발휘한다. 또한 카복시메틸셀룰로오스 폼을 CMC 파우더 분산액으로 처리하는 경우 표면 특성을 변화시켜 피부와의 유착을 방지할 수 있으며, 가압 흡액도가 높아진다. 따라서 원하는 목적에 맞게 흡액도를 조절할 수 있다.

Description

지혈 및 상처치유용 카복시메틸셀룰로오스 폼 및 그의 제조방법
본 발명은 체액이나 수분을 흡액하며 흡액시 부피가 팽창되고, 겔화되지 않고 형상을 유지하는 특성을 갖는 고흡액성 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼에 대한 것이다.
카복시메틸셀룰로오스란 셀룰로오스(cellulose)를 구성하고 있는 글루코오스의 히드록시기를 카르복시메틸기로 치환한 것을 의미하는 것으로, 통상 CMC라는 약칭으로 불린다. 이러한 카복시메틸셀룰로오스는 풀, 식품, 화장품, 의약품 첨가제 및 석유 굴삭 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 생체적합성이 우수하여 의료용 소재로 널리 사용되고 있다.
의료분야로의 카복시메틸셀룰로오스로의 응용으로는, 유착방지제, 창상피복재, 지혈제등의 용도가 알려져 있다. 유착방지제의 경우 체내 삽입 후 일정 시간이 지나면 분해되는 것이 중요하지만, 창상피복재나 지혈제의 경우 일정 기간 분해되지 않고 그 형상을 유지하는 것이 중요하다. 따라서 창상피복재나 지혈제로 사용하기 위해서는 적절한 수난용성을 가져야 한다.
카복시메틸셀룰로오스 폼이 의료적 용도로 사용되기 위해서는 고흡액성을 가지는 것이 중요하다. 습윤 드레싱에 있어서 상처치유 과정에서 발생하는 체액을 효과적으로 배출시키는 것이 중요하며, 이를 위해서 사용되는 폼은 고흡액성이어야 한다. 지혈 드레싱의 경우에도 발생하는 혈액을 충분히 흡수하기 위해서는 고흡액성을 가지는 것이 중요하다.
또한, 카복시메틸셀룰로오스 폼이 흡액시 형상을 유지하면서 팽창하는 것이 바람직하다. 상처치유 과정에서, 창상 피복재가 체액을 흡수하여 부피가 팽창함으로서 창상피복재와 상처면과의 공간을 줄여주고, 세균과 같은 감염원이 상처면으로 들어가는 것을 막을 수 있다. 또한 캐비티(cavity) 드레싱의 경우, 손상 부위에 드레싱 삽입시 부피가 작아야 삽입이 용이하며, 일단 상처부위에 드레싱이 안착된 경우 체액이나 생리식염수를 흡액하여 부피가 팽창되어 캐비티를 메울 수 있다. 지혈제로 사용되는 경우, 혈액을 흡수하면서 부피 팽창이 일어나면 혈관을 압박함으로서 지혈을 촉진시킬 수 있다.
따라서, 카복시메틸셀룰로오스 폼을 의료적 용도, 특히 창상피복재나 지혈제로 사용하기 위해서는 수난용성, 고흡액성, 높은 부피 팽창 성질을 가지는 것이 중요하다. 그러나 현재 알려진 카복시메틸셀룰로오스 폼은 팽창이 1.5배 정도로 미미하거나, 흡액시 겔화되어 형상을 유지하지 못하는 문제점이 있었다.
일례로, 한국등록특허 제10-0588614호 및 일본특허공보 특개 제2010-284216호는 카복시메틸셀룰로오스를 주성분으로 하는 유착방지제에 대하여 기재하고 있다. 그러나, 이는 카복시메틸셀룰로오스를 유착방지제로 이용한 것으로, 체내 삽입 후 일정 시간이 지나면 분해되고 흡액시 겔화되어 형상을 유지하지 못하는바, 창상피복재나 지혈제로 사용하기에는 적합하지 않다.
또한 한국공개특허 제2002-0062301호는 수난용성화된 가용성 셀룰로오스 유도체로 이루어지는 조직 피복성 의료재료에 대하여 기재하고 있다. 그러나, 상기 재료는 흡액 성능 및 부피 팽창에 대하여 기재되어 있지 않은바, 드레싱등의 용도로 사용하기 적합하지 않다.
이에 본 발명자들은 체액이나 수분 접촉시 팽창되는 특성을 갖는 고흡액성 수난용성 셀룰로오스유도체 폼을 대하여 연구하던 중, 카복시메틸셀룰로오스 폼을 동결건조 방식으로 제조한 후, 적절한 산처리 및 압착 단계를 거치는 경우 폼의 흡액도가 현저히 증가하고, 흡액시에도 겔화되지 않고 형상을 유지하며, 높은 부피 팽창을 나타낸다는 점을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 0.9% 농도의 생리식염수에 대하여 흡액도가 20 g/g 이상이며, 생리식염수 흡액 후 생리식염수 흡액 전에 비하여 두께 팽창이 일어나 부피가 2배 이상으로 팽창하는 것을 특징으로 하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제공한다.
바람직하게는, 상기 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 생리식염수 흡액 후 생리식염수 흡액 전에 비하여 두께 팽창이 일어나 부피가 3배 이상으로 팽창하며, 보다 바람직하게는 4배 이상 팽창한다. 이러한 부피 팽창의 정도는 이하 설명할 본 발명의 제조방법에서 압착의 정도에 따라 조절할 수 있다.
또한 본 발명은, (1) 1 중량% 내지 2 중량%의 카복시메틸셀룰로오스 파우더가 용해된 용액을 동결건조하여 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조하는 단계, (2) 상기 단계 (1)에서 제조된 폼을 산성용액에 침지한 후 가열하여 산처리하는 단계, 및 (3) 상기 단계 (2)에서 산처리된 폼을 60℃ 이하에서 압착하는 단계를 포함하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 단계 (2) 및 단계 (3) 사이에, 산처리된 폼을 카복시메틸셀룰로오스 파우더 분산액에 침지하는 단계(2-1)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명자들은 카복시메틸셀룰로오스 파우더를 동결건조시켜 폼을 제조한 후, 상기 폼을 적절한 온도에서 산처리 및 압착하면 폼에 수난용성이 부여되며, 높은 흡액도 및 부피 팽창률을 보여주지만 겔화되지 않고 형태를 유지한다는 점을 확인하였다. 특히, 수난용성을 부여하기 위해 산처리 온도는 상온 이상이어야 하며, 적절한 온도(60℃) 이하에서 압착하여야 흡액도 및 팽창률, 가압흡액도가 최적화된다는 것을 확인하였다.
또한, 부가적으로 산처리 및 압착 공정 사이에 CMC 파우더 분산액에 폼을 침지시키는 경우, 수난용성 폼에 처리된 수용성 CMC 파우더 성분때문에 폼의 형상을 유지하면서도 물이나 체액에 접촉시 겔화가 일어나서 매끄러워지며, 상처 표면에 달라붙지 않고 흡액도, 가압 흡액도가 개선된다는 점을 확인하였다. 본 발명은 이러한 발견에 기초한다.
본 발명은 0.9% 농도의 생리식염수에 대하여 흡액도가 20 g/g 이상이며, 생리식염수 흡액 후 생리식염수 흡액 전에 비하여 두께 팽창이 일어나 부피가 2배 이상, 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 4배 이상으로 팽창하는 것을 특징으로 하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제공한다.
본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼을 지혈제 또는 창상피복재와 같이 의료적 용도로 사용하기 위해서는, 생리식염수에 대하여 높은 흡액도를 가지는 것이 중요하다. 본 발명에서 사용되는 용어 0.9% 농도의 생리식염수는 우리 몸의 체액을 0.9% NaCl 용액으로 생각하여 이와 농도를 동일하게 조정하여 제조한 등장액을 의미한다.
본 발명의 카복시메틸셀룰로오스 폼의 경우 0.9% 농도의 생리식염수에 대하여, 20 g/g 이상의 흡액도를 보이는 것으로, 기존 폼에 비해 흡액도가 현저하게 개선되었다.
또한 본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 생리식염수 흡액시 흡액 전에 비하여 두께 팽창이 일어나 부피가 2배 이상, 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 4배 이상으로 팽창하는바, 창상피복재 및 지혈제로서 사용하기에 적합하다.
또한 본 발명은 하기와 같은 단계로 포함하는, 0.9% 농도의 생리식염수에 대하여 흡액도가 20 g/g 이상이며, 생리식염수 흡액후 생리식염수 흡액 전에 비하여 부피가 4배 이상으로 팽창하는 수난용성 카복시 메틸셀룰로오스 폼의 제조방법을 제공한다. 즉, 본 발명은 (1) 1 내지 2 중량%의 카복시메틸셀룰로오스 파우더가 용해된 용액을 동결건조하여 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조하는 단계, (2) 상기 단계 (1)에서 제조된 폼을 산성용액에 침지한 후 가열하여 산처리하는 단계, (3) 상기 단계 (2)에서 산처리된 폼을 60℃ 이하에서 압착하는 단계를 포함하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼의 제조방법을 제공한다.
상기 단계 (1)은 카복시메틸셀룰로오스 파우더를 용해된 용액을 동결건조하여 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조하는 단계이다. 상기 단계 (1)의 용액은 카복시메틸셀룰로오스 파우더를 물에 용해시켜 제조된다. 바람직하게는, 증류수에 용해시켜 제조할 수 있다.
상기 용해시 사용되는 카복시메틸셀룰로오스 파우더의 치환도는 0.4 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 치환도 0.5인 카복시메틸셀룰로오스 파우더를 사용하였다.
상기 제조된 용액의 카복시메틸셀룰로오스 용액의 농도는 1 중량 % 내지 2 중량 %인 것이 바람직하다. 카복시메틸셀룰로오스 용액의 농도가 1 중량% 미만인 경우, 제조한 폼의 물리적 강도가 낮아지는 문제점이 있으며, 농도가 2 중량%를 초과하는 경우 용액의 점도가 증가하여 균일한 폼을 제조하기 어렵다.
상기 동결건조는 당업자에게 알려진 통상의 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 본원발명의 일 실시예에서는 -10℃에서 동결한 후, 진공건조 하였다.
상기 단계 (2)는 단계 (1)에서 제조된 폼을 산성용액에 침지한 후 가열하여 산처리하는 단계로서, 산처리를 통해 폼에 수난용성을 부여하는 단계이다. 이때 산성용액은 알콜과 물의 혼합용액에 산이 첨가되거나, 알콜 단독용액에 산이 첨가된 것일 수 있다. 상기 첨가되는 산은 젖산, 아세트산, 구연산, 호박산, 개미산 또는 염산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 알콜은 에탄올, 메탄올, 이소프로판올 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 산성용액으로 알콜과 물의 혼합용액을 사용하는 경우, 알콜의 부피비는 60% 내지 100%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 알콜의 부피비는 80% 내지 100%인 것이 바람직하다. 알콜성분이 60% 미만인 경우, 산 처리과정 중 과량의 물에 의해 폼의 겔화가 일어나고, 폼 내의 기공이 막히거나 형태 변형이 일어날 수 있다.
상기 단계 (2)의 산처리시, 가열온도는 40℃ 내지 70℃인 것이 바람직하다. 상온에서 산처리를 하는 경우, 수난용성이 충분히 부여되지 않으므로 산처리시 가열하는 것이 중요하다.
상기 단계 (3)은 단계 (2)에서 산처리된 폼을 60℃ 이하에서 압착하는 단계이다. 압착을 통해 부피가 줄어든 폼은, 물 또는 체액과 접촉시 흡액과 함께 부피가 팽창되어, 수술시 캐비티에 적용하는 경우 효과적인 지혈 성능을 발휘할 수 있다. 기존 제품들은 부피 팽창률이 약 1.5배 정도로 미미하였으나, 본 발명으로 제조된 폼은 두께가 2배 이상, 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 4배 이상으로 팽창하여 개선된 성능을 나타낸다.
상기 압착은 60℃ 이하에서 이루어지는 것이 바람직하다. 압착 온도가 60℃ 이상인 경우, 흡액도, 팽창률, 가압흡액도가 급격하게 감소한다.
상기와 같이 압착의 정도를 조절하여 부피 팽창률을 원하는 제품의 특성에 맞추어 조절할 수 있다. 본 발명에서는 카복시메틸셀룰로오스 파우더가 용해된 용액을 동결건조하여 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조하기 때문에(단계 1), 다공성의 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조할 수 있고, 이후 단계 2 및 단계 3에서도 다공성이 유지되고, 특히 단계 3에서 압착 후 공극의 크기가 변화할 뿐 다공성은 유지되므로 흡액시 높은 부피 팽창 성질을 가질 수 있다. 다공성이 그대로 유지되기 때문에 원하는 부피 팽창률을 압착의 정도로 용이하게 조절할 수 있으며, 예컨대 4배의 부피 팽창률을 가지기 위해서 원 두께의 25%로 압축할 수 있다. 상기와 같이 제조된 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼에 생리식염수에 침지시키면 압축된 다공성에 생리 식염수가 흡수되어 원래의 부피로 회복되며, 이러한 원리로 창상피복재나 지혈제로 사용시 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명은 (1) 1 중량% 내지 2 중량%의 카복시메틸셀룰로오스 파우더가 용해된 용액을 동결건조하여 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조하는 단계, (2) 상기 단계 (1)에서 제조된 폼을 산성용액에 침지한 후 가열하여 산처리하는 단계, (3) 상기 단계 (2)에서 산처리된 폼을 60℃ 이하에서 압착하는 단계를 포함하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (2) 및 단계 (3) 사이에 산처리된 폼을 카복시메틸셀룰로오스 파우더 분산액에 침지하는 단계(2-1)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법으로 제조된 0.9% 농도의 생리식염수에 대하여 흡액도가 20 g/g 이상이며, 생리식염수 흡액 후 생리식염수 흡액 전에 비하여 부피가 2배 이상, 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 4배 이상으로 팽창하는 것을 특징으로 한다.
상기 단계 (2-1)은 산처리된 폼을 카복시메틸셀룰로오스 파우더 분산액에 침지하는 단계로, 상기 단계를 통해 폼의 표면 특성이 변화한다. 상기 분산액의 카복시메틸셀룰로오스는 수용성이기 때문에, 상기 분산액으로 처리된 폼은 물이나 체액과 접촉시 표면에서 겔화가 일어나 표면이 매끄러워진다. 이는, 폼을 상처면에 적용시 폼과 상처면이 달라붙지 않아 바람직하다. 수난용성 폼이 전체적인 형상을 유지하면서, 첨가한 수용성 카복시메틸셀룰로오스의 겔화가 표면에서도 진행되기 때문에, 흡액시 전체적인 형상을 유지하면서도 상처면과의 유착을 줄일 수 있다.
또한, 분산액으로 처리된 폼은 첨가한 수용성 카복시메틸셀룰로오스의 겔화로 인해 흡액도 및 가압 흡액도가 개선되었다. 따라서, 분산액 처리정도에 따라 폼의 흡액도 및 가압 흡액도를 원하는대로 조절할 수 있다.
상기 카복시메틸셀룰로오스 분산액은 에탄올, 메탄올 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 용매에 CMC 파우더를 분산시켜 제조된다. 분산액의 용매와 파우더의 비율은 적절히 조절될 수 있으나, 바람직하게는 용매 160g에 파우더 1g의 비율로 사용한다.
또한 본 발명은 (1) 1 중량% 내지 2 중량%의 카복시메틸셀룰로오스 파우더가 용해된 용액을 동결 건조하여 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조하는 단계, (2) 상기 단계 (1)에서 제조된 폼을 산성용액에 침지한 후 가열하여 산처리하는 단계, (3) 상기 단계 (2)에서 산처리된 폼을 60℃ 이하에서 압착하는 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 단계 (2) 및 단계 (3) 사이에 산처리된 폼을 카복시메틸셀룰로오스 파우더 분산액에 침지하는 단계(2-1)를 추가로 포함하는 제조방법으로 제조된 수난용성 카복시 메틸셀룰로오스 폼을 제공한다.
본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 흡액도가 20 g/g이상이다. 0.9% 생리식염수에 침지했을 때, 통상의 폴리우레탄 폼이 자기 무게의 15배 이하의 흡액도를 가지는 반면 본 발명은 20배 이상으로 현저히 개선된 흡액도를 나타낸다. 따라서 본 발명의 폼은 창상피복재나 지혈제로 사용시 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 흡액시 부피가 4배 이상으로 팽창한다. 상용화된 폼들의 부피 팽창이 약 1.5배 이하인 반면, 본 발명의 폼은 적절한 조건에서의 압착을 통해 부피 팽창률을 2배 이상, 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 4배 이상으로 개선하였다.
본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼에 항균제를 복합화하여, 항균 성능을 부여할 수 있다. 이때 복합화되는 항균제 성분은 은, 은계 화합물, 트리클로산, 바이구아나이드계 및 메틸렌 블루로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼에 지혈물질을 복합화하여, 지혈기능을 강화할 수 있다. 이때 복합화되는 지혈물질로는 콜라겐, 젤라틴, 트롬빈등이 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 상기 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼을 이용한 창상피복재를 제공한다. 본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 흡액도가 우수하며, 흡액시 부피 팽창률이 크기 때문에 창상피복재로 사용시 팽창하여 세균 감염을 효과적으로 막아줄 수 있다. 또한 체내 cavity에 적용하는 경우, 압축되어 부피가 작기 때문에 체내 도입이 용이하며, 일단 체내에 적용된 후에는 체액을 흡수하여 팽창하므로 효과적으로 cavity를 메울 수 있다.
본 발명은 상기 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼을 이용한 지혈제를 제공한다. 본 발명의 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 흡액도가 우수하므로, 지혈제로 사용하는 경우 종전 지혈제에 비해 개선된 성능을 나타낸다. 또한 흡액시 부피 팽창으로 인해 혈관을 압박하므로 지혈을 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은, 흡액도가 현저히 우수하며 흡액시 부피 팽창도가 크고, 겔화되지 않고 형상을 유지한다. 따라서 지혈제 및 창상피복재로 사용시 현저히 개선된 성능을 발휘한다. 또한 카복시메틸셀룰로오스 폼을 CMC 파우더 분산액으로 처리하는 경우 표면 특성을 변화시켜 피부와의 유착을 방지할 수 있으며, 가압 흡액도가 높아진다. 따라서 원하는 목적에 맞게 흡액도를 조절할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 폼의 사진이다.
도 2는, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 폼의 전자주사현미경 사진이다.
도 3은, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 폼을 0.9% 생리식염수에 10분간 침지시킨 후, 팽창한 폼의 사진이다.
도 4는, 비교예 1의 제조방법에 따라 제조된 폼을 0.9% 생리식염수에 10분간 침지시킨 후, 겔화된 폼의 사진이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
CMC 파우더(치환도 0.5)와 증류수를 혼합하여 CMC 1.5 wt% 용액을 제조하였다. 제조된 용액의 점도는 4,315 cps이었다. 용액을 일정 크기의 틀에 붓고 -10℃에서 24시간 동결하였다. 동결된 용액을 진공건조하여 밀도가 0.02 g/cm3인 폼을 제조하였다. 제조된 폼을 에탄올 200 g과 35% HCl 10 mL의 혼합용액에 침지한 후, 50℃로 가열, 2시간 교반하였다. 폼을 에탄올에 충분히 세척한 후 70℃ 진공오븐을 이용하여 건조하였다. 건조된 폼을 상온에서 압착하여 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 2
산처리 용액으로 에탄올 200 g과 85% 락트산 38.5 g의 혼합용액을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 3
건조된 폼을 상온이 아니라 40℃에서 압착하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 4
건조된 폼을 상온이 아니라 60℃에서 압착하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 5
CMC 파우더(치환도 0.5)와 증류수를 혼합하여 CMC 1.5 wt% 용액을 제조하였다. 제조된 용액의 점도는 4,315 cps이었다. 용액을 일정 크기의 틀에 붓고 -10℃에서 24시간 동결하였다. 동결된 용액을 진공건조하여 밀도가 0.02 g/cm3인 폼을 제조하였다. 제조된 폼을 메탄올 160 mL와 증류수 40 mL 혼합용액에 구연산 2.2 g을 녹인 혼합용액에 침지한후, 65℃로 가열, 2시간 교반하였다. 이후 폼을 에탄올에 충분히 세척한 후 70℃ 진공오븐을 이용하여 건조하였다. 건조된 폼을 상온에서 압착하여 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 6
CMC 파우더(치환도 0.5)와 증류수를 혼합하여 CMC 1.5 wt% 용액을 제조하였다. 제조된 용액의 점도는 4,315 cps이었다. 용액을 일정 크기의 틀에 붓고 -10℃에서 24시간 동결하였다. 동결된 용액을 진공건조하여 밀도가 0.02 g/cm3인 폼을 제조하였다. 제조된 폼을 에탄올 200 g과 35% HCl 10 mL의 혼합용액에 침지한후, 50℃로 가열, 2시간 교반하였다. 이후 폼을 에탄올에 충분히 세척한 후 70℃ 진공오븐을 이용하여 건조하였다. 건조된 폼을 메탄올 160 g과 CMC 파우더 1 g의 혼합 분산액에 침지하여 10분간 교반하였다. 교반한 폼을 꺼내어 70℃ 진공오븐을 이용하여 건조하였다. 건조된 폼을 상온에서 압착하여 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 7
산처리 용액으로 에탄올 200 g과 85% 락트산 38.5 g의 혼합용액을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 8
건조된 폼을 상온이 아니라 40℃에서 압착하는 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 9
건조된 폼을 상온이 아니라 60℃에서 압착하는 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
실시예 10
CMC 파우더(치환도 0.5)와 증류수를 혼합하여 CMC 1.5 wt% 용액을 제조하였다. 제조된 용액의 점도는 4,315 cps이었다. 용액을 일정 크기의 틀에 붓고 -10℃에서 24시간 동결하였다. 동결된 용액을 진공건조하여 밀도가 0.02 g/cm3인 폼을 제조하였다. 제조된 폼을 메탄올 160 mL와 증류수 40 mL 혼합용액에 구연산 2.2 g을 녹인 혼합용액에 침지한 후, 65℃로 가열, 2시간 교반하였다. 이후 폼을 에탄올에 충분히 세척한 후 70℃ 진공오븐을 이용하여 건조하였다. 건조된 폼을 메탄올 320 g과 CMC 파우더 2 g의 혼합 분산액에 침지하여 10분간 교반하였다. 교반한 폼을 꺼내어 70℃ 진공오븐을 이용하여 건조하였다. 건조된 폼을 상온에서 압착하여 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
비교예 1
CMC 파우더(치환도 0.5)와 증류수를 혼합하여 CMC 1.5 wt% 용액을 제조하였다. 제조된 용액의 점도는 4,315 cps이었다. 용액을 일정 크기의 틀에 붓고 -10℃에서 24시간 동결하였다. 동결된 용액을 진공건조하여 밀도가 0.02 g/cm3인 폼을 제조하였다. 제조된 폼을 에탄올 200 g에 HCl을 혼합하여 pH가 2.5인 혼합용액에 침지하여 상온에서 6시간 처리하였다. 이후 폼을 에탄올에 충분히 세척한 후 70℃ 진공오븐을 이용하여 건조하였다. 건조된 폼을 120℃에서 압착하여 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
비교예 2
건조된 폼을 상온이 아니라 80℃에서 압착하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
비교예 3
건조된 폼을 100℃에서 압착하는 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
비교예 4
건조된 폼을 120℃에서 압착하는 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 두께 1 mm의 폼을 제조하였다.
상기 실험예 1 내지 10, 비교예 1 내지 4에서 제조된 폼의 특징을 정리하면 하기 표 1과 같다.
표 1
산 종류 산 처리온도(℃) CMC 파우더 분산액 침지 여부 압착온도(℃)
실시예 1 HCl 50 × 상온
실시예 2 Lactic acid 50 × 상온
실시예 3 Lactic acid 50 × 40
실시예 4 Lactic acid 50 × 60
실시예 5 Citric acid 65 × 상온
실시예 6 HCl 50 ○ 상온
실시예 7 Lactic acid 50 ○ 상온
실시예 8 Lactic acid 50 ○ 40
실시예 9 Lactic acid 50 ○ 60
실시예 10 Citric acid 65 ○ 상온
비교예 1 HCl 상온 × 120
비교예 2 Lactic acid 50 × 80
비교예 3 Lactic acid 50 × 100
비교예 4 Lactic acid 50 × 120
실험예 1: 산 처리에 따른 특성 분석
CMC폼 제조시 산처리 여부에 따른 특성을 분석하기 위해, 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폼을 0.9% 생리식염수에 10분간 침지시켰다. 침지시키기 전에 실시예 1의 CMC 폼의 이미지를 도 1에 나타내고, 이의 전자주사현미경 사진을 도 2에 나타내었다.
실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폼을 10분간 0.9% 생리식염수에 침지후, 형태변화를 관찰하고 각각의 이미지를 도 3 및 도 4에 나타내었다.
도 3에서 나타나듯이, 가열하여 산처리를 한 실시예 1의 CMC 폼은 흡액 후 팽윤되고 그 형태를 유지함을 확인할 수 있었다. 그러나, 상온에서 산처리한 비교예 1의 CMC 폼은 흡액 후 겔화가 진행되어, 형태안정성을 갖지 않는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 압착온도에 따른 특성 분석
CMC 폼 제조시 압착 공정의 온도에 따른 특성을 분석하기 위해, 상온, 40℃, 60℃ 에서 압착한 실시예 2 내지 4의 폼과, 80℃, 100℃, 120℃에서 압착한 비교예 2 내지 4의 폼의 두께 팽창률 및 흡액도를 측정하였다.
두께 팽창률은 원 두께와 흡액 후 팽창한 두께의 비를 나타낸 것으로, 상기 제조된 폼을 0.9% 생리식염수에 10분간 침지한 후 두께를 측정하여 다음과 같이 계산하였다.
두께팽창률(%)=(흡액후 두께(mm)/흡액전 두께(mm))×100
흡액도는 상기 제조된 폼의 중량을 측정하고, 0.9% 생리식염수에 10분간 침지한 후 흡액된 폼의 중량을 측정하여 다음과 같이 계산하였다.
흡액도(g/g)=(흡액후 폼중량(g)-흡액전 폼중량(g))/(흡액전 폼중량(g))
상기와 같이 측정 및 계산된 실시예 2 내지 4, 비교예 2 내지 4의 두께 팽창률 및 흡액도를 하기 표 2에 나타내었다.
표 2
실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 2 비교예 3 비교예 4
압착 온도(℃) 상온 40 60 80 100 120
두께 팽창률 (%) 1333 2000 1500 1250 1000 125
흡액도 (g/g) 21.55 23.56 26.57 14.91 7.82 1.40
상기 표 2에서 나타나듯이, 압착을 60℃ 이하에서 수행한 경우 두께 팽창률 및 흡액도가 우수하게 나타남을 확인할 수 있었다. 압착 온도가 60℃를 초과하는 경우 두께 팽창률 및 흡액도가 떨어졌으며, 120℃에서는 두께 팽창률이 현저히 감소되었다. 따라서, 압착의 경우 60℃ 이하에서 수행하는 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3: CMC 분산액 처리에 따른 특성 분석
CMC 폼 제조시, 산처리와 압착 사이에 CMC 분산액에 추가적으로 침지시킨 경우의 특성을 분석하기 위해, 실시예 1 내지 5(CMC 분산액 미처리) 및 실시예 6 내지 10(CMC 분산액 처리)의 가압 흡액도를 측정, 비교하였다.
가압 흡액도는 상기 제조된 폼의 흡액 전 중량을 측정하고, 0.9 생리식염수에 10분간 침지하여 흡액된 폼에 40 mmHg의 압력을 1분간 가한 후 폼의 중량을 측정하여 다음과 같이 계산하였다.
가압 흡액도(g/g)=(가압후 폼중량(g)-흡액전 폼중량(g))/(흡액전 폼중량(g))
상기와 같이 측정 및 계산된 실시예 1 내지 10의 가압 흡액도를 하기 표 3에 나타내었다.
표 3
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10
처리산 HCl Lactic acid Lactic acid Lactic acid Citric acid HCl Lactic acid Lactic acid Lactic acid Citric acid
CMC 파우더 처리 × × × × × ○ ○ ○ ○ ○
가압 흡액도 (g/g) 14.95 10.77 7.78 8.57 9.42 17.00 16.00 14.00 13.00 13.00
흡액도 (g/g) 42.05 21.55 23.56 26.57 28.61 35.67 33.27 34.33 35.83 33.03
두께 팽창률(%) 1200 1333 2000 1500 942 1200 1571 1111 1667 968
상기 표에서 나타나듯이, 동일한 산처리 조건으로 처리한 경우라도 CMC 분산액을 추가적으로 처리한 폼의 가압 흡액도가 더 높게 나타냄을 확인할 수 있었다. 즉, CMC 분산액을 추가로 처리하여 폼에 CMC를 입힌 경우, 압력을 가하더라도 외부로 침출되는 액의 양이 적음을 알 수 있었다.

Claims (10)

  1. 0.9% 농도의 생리식염수에 대하여 흡액도가 20 g/g 이상이며, 생리식염수 흡액 후 생리식염수 흡액 전에 비하여 부피가 2배 이상으로 팽창하는 것을 특징으로 하는 흡액시 겔화되지 않는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 생리식염수 흡액 후 생리식염수 흡액 전에 비하여 부피가 3배 이상으로 팽창하는 것을 특징으로 하는, 흡액시 겔화되지 않는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼은 생리식염수 흡액 후 생리식염수 흡액 전에 비하여 부피가 4배 이상으로 팽창하는 것을 특징으로 하는, 흡액시 겔화되지 않는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스 폼.
  4. (1) 1 중량% 내지 2 중량%의 카복시메틸셀룰로오스 파우더가 용해된 용액을 동결건조하여 카복시메틸셀룰로오스 폼을 제조하는 단계;
    (2) 상기 단계 (1)에서 제조된 폼을 산성용액에 침지한 후 가열하여 산처리하는 단계; 및
    (3) 상기 단계 (2)에서 산처리된 폼을 60℃ 이하에서 압착하는 단계를 포함하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 흡액시 겔화되지 않는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 단계 (1)의 카복시메틸셀룰로오스 파우더 용액은 수용액인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 단계 (2)의 가열온도는 40℃ 내지 70℃인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 산성용액은 알콜과 물의 혼합용액 또는 알콜용액에 산이 첨가된 것으로, 산은 젖산, 아세트산, 구연산, 호박산, 개미산 또는 염산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 알콜과 물의 혼합용액은 알콜의 부피비율이 60% 내지 100%인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 단계 (2) 및 단계 (3) 사이에,
    산처리된 폼을 카복시메틸셀룰로오스 파우더 분산액에 침지하는 단계(2-1)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수난용성 카복시메틸셀룰로오스폼의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 카복시메틸셀룰로오스 파우더 분산액은 에탄올, 메탄올및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 용액인 것을 특징으로 하는 제조방법.
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