一种用于敷料的高分子水凝胶的制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510163532.1 (22)申请日 2015.04.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104771780 A (43)申请公布日 2015.07.15 (73)专利权人 中国工程物理研究院核物理与化 学研究所 地址 621999 四川省绵阳市919信箱220分 箱 (72)发明人 刘波 陈洪兵 杨桂霞 高小铃 蒋树斌 黄玮 安友 (74)专利代理机构 中国工程物理研究院专利中 心 51210 代理人 翟长明 韩志英 (51)Int.Cl. A61L 。

2、15/32(2006.01) A61L 15/28(2006.01) A61L 15/26(2006.01) A61L 15/42(2006.01) C08J 3/28(2006.01) C08J 3/24(2006.01) (56)对比文件 CN 103013106 A,2013.04.03,说明书第2 段. CN 103585670 A,2014.02.19,说明书第3- 10段. WO 2009/050389 A2,2009.04.23,说明书全 文. CN 103751833 A,2014.04.30,说明书第5- 24段. 审查员 李征 (54)发明名称 一种用于敷料的高分子水凝胶的。

3、制备方法 (57)摘要 本发明提供了一种用于敷料的高分子水凝 胶及其制备方法， 本发明属于辐射化学与生物医 用高分子材料领域。 本发明选用生物相容性好的 明胶、 羧甲基纤维素钠、 葡甘聚糖、 水溶性壳聚 糖、 聚谷氨酸、 透明质酸等作为原料， 经共混、 热 取向、 封装， 通过控制热取向的温度、 取向力和取 向时间， 增强水凝胶的力学强度， 利用高能射线 辐照交联， 使取向获得的规整聚集态结构进一步 固定增强， 来合成高强度敷料。 本发明提供的水 凝胶具有良好的理化和生物学性能， 抗张强度大 且透明性好， 用于敷料具有较好的抗菌促愈效 果。 本发明用于敷料的水凝胶制备不需使用胶粘 剂或无纺布等。

4、加强层， 工艺简单能耗低， 在辐照 同时实现杀菌消毒， 降低了生产成本， 利于大规 模生产。 权利要求书1页 说明书6页 CN 104771780 B 2017.04.12 CN 104771780 B 1.一种用于敷料的高分子水凝胶的制备方法， 其特征在于依次包括以下步骤： a).按照高分子水凝胶的组分组成与比例将明胶、 羧甲基纤维素钠、 葡甘聚糖、 水溶性 壳聚糖、 聚谷氨酸、 透明质酸溶解在水中， 经搅拌至均匀混合物； b).将步骤a所得的均匀混合物进行热取向处理， 温度为10 C 100C， 取向力为3 MPa 15MPa， 时间为0.1 min 60min； c) .将步骤b所得的片。

5、状材料封装并在高能射线下辐照交联， 在吸收剂量为0.5kGy 250kGy时交联合成水凝胶； 该高分子水凝胶的组分组成与重量百分比如下： 明胶 3%40%； 羧甲基纤维素钠 0.1%15%； 葡甘聚糖 0.1%5%； 水溶性壳聚糖 0.1%5%； 聚谷氨酸 0.1%15%； 透明质酸 0.1%12%； 水 40%96.5%。 2.根据权利要求1所述的高分子水凝胶的制备方法， 其特征在于： 所述明胶的含量为 10%30%。 3.根据权利要求1所述的高分子水凝胶的制备方法， 其特征在于： 所述羧甲基纤维素钠 的含量为0.2%10%。 4.根据权利要求1所述的高分子水凝胶的制备方法， 其特征在于： 。

6、所述聚谷氨酸的含量 为3%12%。 5.根据权利要求1所述的高分子水凝胶的制备方法， 其特征在于： 所述水为去离子水。 6.根据权利要求1所述的高分子水凝胶的制备方法， 其特征在于： 所述的高能射线下辐 照交联采用的高能射线类型为伽马射线、 电子束、 离子束、 紫外线中的一种或以上； 上述各 步骤都是在常温和常压下进行的。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 104771780 B 2 一种用于敷料的高分子水凝胶的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于敷料的高分子水凝胶的制备方法， 属于辐射化学与生物医用 高分子材料领域。 背景技术 0002 水凝胶以亲水性聚合物的三维交联网络。

7、结构为骨架， 从而可以大量吸收并保持水 分呈溶胀状态而不溶解， 集成了吸水、 保水、 缓释等性质于一身， 是一类优异的功能材料， 特 别适用于开发湿性医用敷料。 水凝胶敷料不仅柔软透明透水透氧， 在吸收创面渗出液、 保持 创面湿润和清创的同时， 可以加快伤口愈合。 自1962年Winter发明 “湿法疗法” 发现密闭湿 润环境伤口愈合速度更快后， 已经发展了各种湿性敷料， 但水凝胶敷料的特点被认为最接 近理想敷料的要求。 0003 水凝胶敷料主要以合成或天然高分子为原料。 合成高分子结构确定、 易于加工、 力 学性能较好， 但其生物相容性较差、 可用种类有限且本身或降解产物易造成环境污染。 天。

8、然 高分子的生物相容性较好、 来源广泛、 成本低廉且生物可降解、 降解产物安全， 同时也存在 机械强度较差等缺点。 因此需要改进天然高分子制备水凝胶敷料的方法， 增强敷料的机械 强度。 0004 水凝胶敷料的制备方法主要有共混、 冻融、 纺丝等物理方法以及接枝、 共聚、 辐射 交联等化学方法。 采用物理方法制备的水凝胶敷料不透明， 不利于伤口观察。 采用接枝共聚 等化学方法需要使用交联剂、 引发剂、 有毒单体等有害物质， 微量残余都会导致使用风险急 剧增加。 1986年Rosiak等发明的辐射交联法最为常用， 辐射交联法具有制备条件温和、 过程 简单易控、 不使用有毒交联剂、 产物纯净、 辐射。

9、交联与消毒杀菌同时进行等优点。 但辐射法 对于大部分单一原料的天然高分子降解作用大于交联作用， 所制得的材料机械强度较差。 如CN102949583A公布了 “一种可作为营养面膜的温敏水凝胶及其制备方法” ， 采用天然高分 子原料通过辐射法制备的水凝胶透明柔软但力学强度不足， 不适用作敷料。 CN103071181A 公布了 “一种水凝胶及其制备方法和用途” ， 所述天然高分子加载药物活性成分经辐照制得 的水凝胶， 为防止辐照降解采用了无氧条件， 工艺要求较高而所得水凝胶的凝胶分数仍低 于45%。 0005 为解决辐射法制备水凝胶敷料强度较差的问题， 很多研究者做了大量的尝试工 作。 主要有以。

10、下几种思路： 0006 复合型制备方法多采用无纺布或透气膜与水凝胶、 医用胶粘剂等粘接复合制备 而成。 如CN102284081A公开了一种含无纺布层和设于其上的水凝胶层的复合水凝胶敷料， 水凝胶层含水溶性聚合物与单体和水溶性壳聚糖衍生物， 采用电子加速器辐照交联制成。 复合层虽一定程度上增强了水凝胶的机械强度， 但其所采用的无纺布不透明， 不利于观察 伤口愈合情况， 且为增强复合层间的结合性而使用的医用胶粘剂使得制备过程更为复杂。 CN1121876C公开了 “水凝胶复合型创伤敷料及其辐射合成方法” ， 该敷料由辐射交联合成的 水凝胶与透明的聚合物膜组成， 具有良好的透明度， 透气性及透水性。

11、， 但其吸水率仅为200- 说 明 书 1/6 页 3 CN 104771780 B 3 400%。 CN101337086A公开了 “一种水凝胶敷料及其制备方法” ， 由两层水凝胶复合而成， 上下 层分别采用辐射法和冻融辐射法制备， 具有优异的透明性和吸液性能， 但其冻融6次强度仅 达11kPa， 且制备过程复杂， 生产难以规模化。 0007 共混型制备方法将天然高分子与合成高分子共混后辐照交联。 CN103480034A公 布了 “辐照交联壳聚糖/明胶/聚乙烯醇水凝胶敷料及其制备方法和应用” ， 采用的天然高分 子为壳聚糖和明胶， 合成高分子为聚乙烯醇， 经辐射交联制备的水凝胶敷料具有消炎。

12、、 促愈 和生物相容性好等优点， 但吸液能力不强， 且聚乙烯醇难于生物降解造成严重的环境问题。 CN1320931C及CN101664562A也存在同样问题， CN1320931C另外还存在保湿剂增塑剂等有毒 有害残留。 CN100389145C公开了 “含天然高分子的水凝胶及其辐射制备方法” ， 采用多种天 然高分子或其衍生物与合成高分子、 无机填料、 交联敏感剂等混合， 经辐射交联制备水凝 胶， 复合无纺布或透气膜可用于创伤敷料， 但残余原料、 副产物及降解产物均会对其生物相 容性造成影响。 CN103520767A公布了 “一种抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法” ， 主要成分 为水溶性高聚。

13、物、 具有假塑性的功能聚合物、 抗菌剂和水， 固化辐照灭菌获得了透明纯净、 生物相容性好、 抗菌疗效显著的水凝胶敷料， 但其吸液能力有限， 柔韧性不明显。 0008 方法结合型制备法分别将冻融法、 浸渍法等与辐照法结合。 如CN101244286A中 所述的先辐照后冷冻融化循环法制备的水凝胶敷料， 由于辐照前为溶液状， 无法一次成型， 辐照后冷冻融化循环仍需要在无菌条件下处理， 且耗时较长， 不利于生产效率的提高。 CN103044694A公布了 “一种细菌纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法” ， 采用先浸渍使 聚乙烯醇浸入细菌纤维素水凝胶内部， 然后经脱泡、 脱水处理， 辐照得到复合水凝胶。

14、， 工艺 过程需要多次反复高温洗涤、 冲洗， 耗时费力。 发明内容 0009 本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于敷料的高分子水凝胶的制备方法。 0010 本发明的用于敷料的高分子水凝胶的制备方法， 依次包括以下步骤： 0011 a).按照高分子水凝胶的组分组成与比例将明胶、 羧甲基纤维素钠、 葡甘聚糖、 水 溶性壳聚糖、 聚谷氨酸、 透明质酸溶解在水中， 经搅拌至均匀混合物； 0012 b).将步骤a所得的均匀混合物进行热取向处理， 温度为10 C 100C， 取向力为3 MPa 15MPa， 时间为0.1 min 60min； 0013 c).将步骤b所得的片状材料封装并在高能射线下辐。

15、照交联， 在吸收剂量为0.5kGy 250kGy时交联合成水凝胶； 0014 该高分子水凝胶的组分组成与重量百分比如下： 0015 明胶 3%40%； 0016 羧甲基纤维素钠 0.1%15%； 0017 葡甘聚糖 0.1%5%； 0018 水溶性壳聚糖 0.1%5%； 0019 聚谷氨酸 0.1%15%； 0020 透明质酸 0.1%12%； 0021 水 40%96.5%。 0022 上述各步骤都是在常温和常压下进行的。 说 明 书 2/6 页 4 CN 104771780 B 4 0023 所述明胶的含量为10%30%。 0024 所述羧甲基纤维素钠的含量为0.2%10%。 0025 所。

16、述聚谷氨酸的含量为3%12%。 0026 所述水为去离子水。 0027 在上述组合物中， 明胶可以形成热可逆凝胶， 高温溶解利于混合， 室温凝冻利于成 型、 加工， 且使得水凝胶具有一定的弹性和韧性； 羧甲基纤维素钠、 葡甘聚糖具有增稠消泡 和保水的作用； 水溶性壳聚糖作为抗菌促愈成分； 聚谷氨酸与透明质酸具有良好生物保湿 性。 这些组分的组合以及各组分的上述百分比范围， 是通过大量试验确定的， 上述组合以及 百分比范围使本发明水凝胶组合物形成的敷料具有吸水性、 透明性以及辐照交联增强的协 同效应。 0028 本发明的用于敷料的高分子水凝胶由水溶性高分子经水溶液共混、 热取向、 封装、 辐照交。

17、联制备而成。 0029 所述的高强度性能采用增强取向方式获得， 取向方式为热拉伸或热延展， 增强条 件包括温度、 取向力及取向时间控制等。 0030 所述的高能射线下辐照交联采用的高能射线类型为伽马射线、 电子束、 离子束、 紫 外线中的一种或以上。 0031 本发明与现有技术相比， 具有如下优点： 0032 由于本发明提供的水凝胶敷料以生物源高分子为原料， 无毒无害、 生物相容性好， 且可以生物降解， 具有非常高的环境友好性。 且不含甘油、 丙三醇、 聚乙二醇等增塑剂、 添加 剂， 避免了此类物质的溶出造成的副作用。 0033 本发明提供的水凝胶的抗张强度大且透明性好， 用于敷料不需再使用胶。

18、粘剂或无 纺布等加强层， 避免了复杂的制备过程， 且利于伤口观察。 0034 本发明提供的水凝胶的生物学相容性好， 用于敷料具有抗菌促愈效果。 0035 本发明提供的水凝胶具有良好的理化性能， 如凝胶分数大、 吸液性强、 断裂伸长率 大、 透气性好、 pH适中等。 0036 本发明提供的水凝胶采用热取向与辐照交联结合的方法， 制备工艺简单， 能耗低， 在辐照同时实现了杀菌消毒， 降低了生产成本。 具体实施方式 0037 下面通过实施例的方式进一步说明本发明， 但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围中。 0038 实施例1 0039 在常温常压下， 分别按以下表1中指定的各组分混合溶于水中，。

19、 配制成均匀混合 物， 将混合物倒入覆有塑料膜的模具， 25 C延展取向， 取向力12MPa， 取向时间60min， 完成 后裁切装袋密封， 用Co-60源总剂量100kGy辐照交联灭菌。 所得水凝胶进行各项测试， 测试 结果列于表2。 0040 表1为实施例的各组分比例。 0041 表2为相应实施例的工艺参数和测试结果。 0042 实施例2 说 明 书 3/6 页 5 CN 104771780 B 5 0043 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0044 实施例3 0045 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复。

20、实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0046 实施例4 0047 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 但用电子加 速器代替了Co-60源， 在表2中列出了工艺参数和测试结果。 0048 实施例5 0049 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0050 实施例6 0051 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0052 实施例7 0053 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列。

21、出 了工艺参数和测试结果。 0054 实施例8 0055 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0056 实施例9 0057 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0058 实施例10 0059 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0060 实施例11 0061 在常温常压下， 按以下表1中所列的各组分含量重复实施例1的方法， 在表2中列出 了工艺参数和测试结果。 0062 下表2中各实施例水凝胶的外观透明， 拉伸强度和吸水性能优异， 生物相容性好， 无论在单一性能上， 还是在综合性能上， 本发明的水凝胶组合物都明显的优于对比文件提 供的水凝胶组合物， 且本发明提供的水凝胶可以生物降解， 制备工艺简单， 辐照同时实现杀 菌消毒， 生产成本低。 0063 表1 说 明 书 4/6 页 6 CN 104771780 B 6 0064 0065 表2 说 明 书 5/6 页 7 CN 104771780 B 7 0066 说 明 书 6/6 页 8 CN 104771780 B 8 。