CN109316621A - 一种水凝胶敷料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种水凝胶敷料的制备方法，属于皮肤创伤修复材料制备技术领域。步骤：先将按重量份数配比的单体、交联剂、光引发剂和增稠剂投入配有搅拌装置的容器中搅匀，冷却后得到水凝胶溶液，再将水凝胶溶液涂布于基材上并经紫外光照成形，得到支撑水凝胶层，用余的水凝胶溶液作为待用液；向所述的待用液中加入抗菌促愈合单体且控制促愈合单体加入到待用液中的加入量，经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；将得到的功能层预凝胶溶液涂布于所述的支撑水凝胶层上，再经紫外光照交联，得到水凝胶敷料。工艺步骤简短且无需依赖苛刻的设备；能发挥向伤口持续释放诸如抗菌、促愈合有效成分的优异效果；体现对伤口良好的物理覆盖及保湿效果，又能良好地吸收伤口渗液。
Description
技术领域
本发明属于皮肤创伤修复材料制备技术领域，具体涉及一种水凝胶敷料的制备方法。
背景技术
皮肤是人体最大的器官，起保护和支持机体的作用，一旦其完整性受到破坏，那么会导致人体水分、电解质大量损失，同时易受细菌及外界环境的伤害。传统的皮肤创伤敷料（即伤口敷料）普遍为纱布、棉垫等天然植物纤维材料，并直接将其覆盖在创面上为伤口提供保护。但干性环境不利于伤口愈合，且敷料需在一定时间内加以更换，更换时伤口易与敷料粘连，造成二次伤害，不利于伤口的愈合。
自从上世纪六十年代英国科学家George Winter博士发现潮湿环境有利于伤口愈合并提出湿性疗法以来，各种功能性水凝胶敷料得到了广泛应用。基于湿性愈合理论的水凝胶敷料具有较佳的透气、透湿、阻隔细菌、控制吸收伤口渗液等性能，可保持伤口湿润、吸收多余渗液创造更有利于伤口愈合的环境。此外，水凝胶与伤口的贴合性好，更换敷料时不会造成伤口二次伤害。
但是，由于已有技术中的水凝胶敷料功能相对单一，对于已感染伤口、极端难以愈合伤口往往无能为力。因此，如果能赋予水凝胶敷料抗菌、促进愈合等功能，那么对于伤口护理领域的应用具有积极意义。
在公开的中国专利文献中可不乏见诸关于水凝胶敷料的制备方法的技术信息，如CN102319448A（一种用于制备医用创伤敷料的抗菌水凝胶材料及其制备方法）、CN104353103B（一种抗菌医用水凝胶敷料及其制备方法）和CN108273122A（一种重组胶原蛋白水凝胶创伤敷料及其制备方法和应用），等等。典型的如CN103232611B推荐的“一种新型水凝胶医用敷料的制备方法”，其配方按重量份计：水溶性高分子20-40份、功能性单体4-20份、脱水剂40-120份、阻聚剂0-0.2份、催化剂0.2-1.5份、水凝胶单体重量的0.5-1%的引发剂以及1.5-4倍于水凝胶单体重量的水；该专利的制备方法见说明书第0032至0036段以及实施例1至3。该CN103232611B由于在制备过程中需要加热回流并且需在长时间回流后添加引发剂高温烘烤成胶，因而能耗大，致使制备成本高，不利于工业化放大生产。又如CN101337086B提供的“一种水凝胶敷料及其制备方法”，水凝胶敷料由上下两层组成，上下层分别采用辐射法和冻融辐射法制备，上下两层水凝胶均具有水溶性聚合物和溶剂，其中，下层含有聚乙烯醇；该专利在制备过程中，由于下层水凝胶需低温多次循环冷冻，而上层水凝胶需辐照交联，因而制备时间长且能耗高，由于在水凝胶合成后以浸泡法负载药物，因而对于蛋白类大分子药物吸附效果欠佳且吸附量有限，由于需多次循环冷冻后继续加料辐照成型，因而除了前述的制备时间长外，工艺繁琐，不利于工业化放大生产。
发明内容
本发明的任务在于提供一种水凝胶敷料的制备方法，该方法制备工艺简练、制备过程中的能耗小，得以满足工业化放大生产要求，并且由该方法制备的水凝胶敷料既可对伤口起到物理覆盖、保湿作用，又能有效地向伤口持续释放诸如抗菌、促愈合有效成分并且具有良好的透气性以及对伤口渗液良好的吸收性。
本发明的任务是这样来完成的，一种水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
A)制备支撑水凝胶层，先将按重量份数配比的单体、交联剂、光引发剂和增稠剂投入配有搅拌装置的容器中搅匀，冷却后得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于基材上并经紫外光照成形，得到支撑水凝胶层，其中，用余的水凝胶溶液作为待用液；
B)制备功能层预凝胶溶液，向步骤A）中所述的待用液中加入抗菌促愈合单体并且控制促愈合单体加入到待用液中的加入量，经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；
C)制备成品，将由步骤B）得到的功能层预凝胶溶液涂布于由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，再经紫外光照交联，得到水凝胶敷料。
在本发明的一个具体的实施例中，步骤A）中所述单体的重量份数为10-80份，所述交联剂的重量份数为0.01-1份，所述光引发剂的重量份数为0.01-0.2份；所述增稠剂的重量份数为10-50份。
在本发明的另一个具体的实施例中，步骤A）中所述的搅拌为磁力搅拌或机械搅拌；所述冷却的冷却温度为5～-20℃。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的单体为离子型单体和/或非离子型单体。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的离子型单体为得以发生交联反应生成水凝胶的含双键的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、甲基丙烯酸以及（3-丙烯酰胺丙基）三甲基氯化铵中的任意一种或者几种的组合；所述的非离子型单体为得以使交联反应生成水凝胶的含双键的甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯以及N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的交联剂为能交联所述单体的并且含不饱和双键的酯类或酰胺类物质，所述的酯类物质为乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯中的任意一种或者几种的组合，所述的酰胺类物质为甲叉双丙烯酰胺。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的光引发剂为1173、I184、I127、I379以及TPU中的一种。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的增稠剂为甘油、山梨醇、丙二醇以及聚乙二醇中的一种或几种的组合。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤B）中所述的控制抗菌促愈合单体加入到所述待用液中的加入量是将抗菌促愈合单体的加入量控制为所述待用液的重量的0.1-1%，所述的抗菌促愈合单体为壳聚糖、银离子、纳米银、咖啡酸、奥克太啶、重组人血清白蛋白和重组人生长因子中的一种或几种的组合。
在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤A）和步骤C）中所述紫外光照的紫外光波长为240-480nm，光强为20-200mw/cm2，紫外光照的时间为10-80s，所述的支撑水凝胶层的厚度为0.01-5mm；所述的基材为无纺布或纱布，所述的无纺布为聚氨酯无纺布。
在本发明的还进而一个具体的实施例中，步骤C）中所述的功能层预凝胶溶液涂布于所述支撑水凝胶层上的厚度为0.01-5mm。
本发明提供的技术方案的技术效果之一，由于制备的工艺步骤简短并且无需依赖苛刻的设备，因而既可节省制备过程中的能耗，又能满足工业化放大生产要求；之二，由于在功能层预凝胶溶液含有抗菌促愈合单体，因而当将功能层预凝胶溶液涂布于支撑水凝胶层表面后，能发挥向伤口持续释放诸如抗菌、促愈合有效成分的优异效果；之三，由于将水凝胶溶液涂布于基材上后经紫外光照成形为支撑水凝胶层，又由于将功能层预凝胶溶液涂布于支撑水凝胶层上后再经紫外光照交联，因而既可体现对伤口良好的物理覆盖及保湿效果，又能良好地吸收伤口渗液。
具体实施方式
实施例1：
A)制备支撑水凝胶层，先将按重量份数称取的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸45份、能交联前述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的并且含不饱和双键的乙二醇二甲基丙烯酸酯0.3份、聚乙二醇二丙烯酸酯0.3份、三丙二醇二丙烯酸酯0.4份、光引发剂1184 0.01份、甘油10份、山梨醇10份、丙二醇10份投入配有搅拌装置的容器中由磁力搅拌至均匀，再经-20℃的温度下冷却，得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于聚氨酯无纺布上，在聚氨酯无纺布上形成厚度为5mm的涂层，再经紫外光照成形，紫外光照的紫外光波长度为480nm，紫外光的光强为20mw/cm2，紫外光照的时间为10s，得到支撑水凝胶层，其中，本步骤中用余的水凝胶溶液作为待用液；
B)制备功能层预凝胶溶液，向由步骤A）得到的所述待用液中加入占待用液重量的0.03%的纳米银、0.03%的重组人血清白蛋白以及0.04%的壳聚糖，再经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；
C)制备成品，先将由步骤B）得到的功能层预凝胶溶液涂布于由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，在支撑水凝胶层的表面形成厚度为5mm的涂层，再经紫外光照交联，紫外光照的紫外光波长为480nm，紫外光的光强为20mw/cm2，紫外光照的时间为10s，得到水凝胶敷料。
实施例2：
A) 制备支撑水凝胶层，先将按重量份数称取的丙烯酸2份、甲基丙烯酸2份、（3-丙烯酰胺丙基）三甲基氯化铵6份、能交联前述丙烯酸、甲基丙烯酸、（3-丙烯酰胺丙基）三甲基氯化铵的并且含不饱和双键的乙二醇二甲基丙烯酸酯0.01份、光引发剂1173 0.03份、聚乙二醇10份投入配有搅拌装置的容器中由机械搅拌至均匀，再经5℃的温度下冷却，得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于纱布上，在纱布上形成厚度为0.01mm的涂层，再经紫外光照成形，紫外光照的波长为400nm，紫外光照的光强为200mw/cm2，紫外光照的时间为30s，得到支撑水凝胶层，其中，本步骤中用余的水凝胶溶液作为待用液；
B) 制备功能层预凝胶溶液，向由步骤A）得到的待用液中加入占待用液重量的0.1%的纳米银、0.2%的奥克太啶，再经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；
C)制备成品，先将由步骤B）得到的功能凝胶涂布于由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，在支撑水凝胶层的表面形成厚度为0.01mm的涂层，再经紫外光照交联，紫外光照的紫外光波长为400nm，紫外光的光强为200mw/cm2，紫外光照的时间为30s，得到水凝胶敷料。
实施例3：
A) 制备支撑水凝胶层，先将按重量份数称取的丙烯酸80份、能交联前述丙烯酸的并且含不饱和双键的聚乙二醇二丙烯酸酯0.015份、三丙二醇二丙烯酸酯0.015份、光引发剂1379 0.2份、丙二醇50份投入配有搅拌装置的容器中由磁力搅拌至均匀，再经0℃的温度下冷却，得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于纱布上，在纱布上形成厚度为0.08mm的涂层，再经紫外光照成形，紫外光照的紫外光的波长为240nm，紫外光的光强为60mw/cm2，紫外光照的时间为80s，得到支撑水凝胶层，其中，本步骤中用余的水凝胶溶液作为待用液；
B) 制备功能层预凝胶溶液，向由步骤A）得到的待用液中加入占待用液重量的1%的重组人生长因子，再经搅匀，得到功能层凝胶溶液；
C)制备成品，先将由步骤B）得到的功能凝胶涂布于由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，在支撑水凝胶层的表面形成厚度为0.08mm的涂层，再经紫外光照交联，紫外光照的紫外光波长为240nm，紫外光的光强为60mw/cm2，紫外光照的时间为80s，得到水凝胶敷料。
实施例4：
A) 制备支撑水凝胶层，先将按重量份数称取的甲基丙烯酸酯65份、能交联前述甲基丙烯酸酯的并且含不饱和双键的聚乙二醇二丙烯酸酯0.8份、光引发剂1127 0.06份、山梨醇20份、丙二醇20份投入配有搅拌装置的容器中由磁力搅拌至均匀，再经-5℃的温度下冷却，得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于聚氨酯无纺布上，在聚氨酯无纺布上形成厚度为0.15mm的涂层，再经紫外光照成形，紫外光照的紫外光波长为300nm，紫外光的光强为100mw/cm2，紫外光照的时间为60s，得到支撑水凝胶层，其中，本步骤中用余的水凝胶溶液作为待用液；
B) 制备功能层预凝胶溶液，向由步骤A）得到的待用液中加入占待用液重量的0.8%的咖啡酸，再经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；
C)制备成品，先将由步骤B）得到的功能层预凝胶溶液涂布于由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，在支撑水凝胶层的表面形成厚度为0.15mm的涂层，再经紫外光照交联，紫外光照的紫外光波长为300nm，紫外光的光强为100mw/cm2，紫外光照的时间为60s，得到水凝胶敷料。
实施例5：
A)制备支撑水凝胶层，先将按重量份数称取的丙烯酰胺20份、N-乙烯基乙酰胺20份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、能交联前述丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯的并且含不饱和双键的乙二醇二甲基丙烯酸酯0.06份、光引发剂TPU 0.16份、甘油20份投入配有搅拌装置的容器中由磁力搅拌至均匀，再经-15℃的温度下冷却，得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于聚氨酯无纺布上，在聚氨酯无纺布上形成厚度为2mm的涂层，再经紫外光照成形，紫外光照的紫外光的波长为430nm，紫外光的光强为170mw/cm2，紫外光照的时间为40s，得到支撑水凝胶层，其中，本步骤中用余的水凝胶溶液作为待用液；
B) 制备功能层预凝胶溶液，向由步骤A）得到的待用液中加入占待用液重量的0.2%的壳聚糖，再经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；
C)制备成品，先将由步骤B）得到的功能层预凝胶溶液涂布于由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，在支撑水凝胶层的表面形成厚度为2mm的涂层，再经紫外光照交联，紫外光照的紫外光波长为430nm，紫外光的光强为170mw/cm2，紫外光照的时间为40s，得到水凝胶敷料。
实施例6：
A) 制备支撑水凝胶层，先将按重量份数称取的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸11份、N-乙烯基吡喀烷酮11份、能交联前述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡喀烷酮的并且含不饱和双键的甲叉双丙烯酰胺0.6份、光引发剂TPU 0.12份、甘油45份投入配有搅拌装置的容器中由磁力搅拌至均匀，再经-10℃的温度下冷却，得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于纱布上，在纱布上形成厚度为3.5mm的涂层，再经紫外光照成形，紫外光照的紫外光波长为320nm，紫外光的光强为140mw/cm2，紫外光照的时间为50s，得到支撑水凝胶层，其中，本步骤中用余的水凝胶溶液作为待用液；
B) 制备功能层预凝胶溶液，向由步骤A）得到的待用液中加入占待用液重量的0.6%的纳米银，再经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；
C)制备成品，先将由步骤B）得到的功能层预凝胶溶液涂布由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，在支撑水凝胶层的表面形成厚度为3.5mm的涂层，再经紫外光照交联，紫外光照的紫外光波长为320nm，紫外光的光强为140mw/cm2，紫外光照的时间为50s，得到水凝胶敷料。
由上述实施例1至6得到的水凝胶敷料具有良好的生物相容性和吸水性，便于保持伤口的湿性愈合环境并吸收多余的渗液。同时凝胶吸水后易于从伤口揭除不会对伤口造成二次伤害。本发明制备的水凝胶敷料除了具有传统凝胶敷料的优点外，还可负载抗菌或促愈合的功能成分并使之在创口持续释放，可有效降低更换敷料的频率提升伤口的治疗效率降低治疗成本。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下对本发明的技术方案作出的各种变形和改进均应落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A)制备支撑水凝胶层，先将按重量份数配比的单体、交联剂、光引发剂和增稠剂投入配有搅拌装置的容器中搅匀，冷却后得到水凝胶溶液，而后将水凝胶溶液涂布于基材上并经紫外光照成形，得到支撑水凝胶层，其中，用余的水凝胶溶液作为待用液；
B)制备功能层预凝胶溶液，向步骤A）中所述的待用液中加入抗菌促愈合单体并且控制促愈合单体加入到待用液中的加入量，经搅匀，得到功能层预凝胶溶液；
C)制备成品，将由步骤B）得到的功能层预凝胶溶液涂布于由步骤A）得到的支撑水凝胶层上，再经紫外光照交联，得到水凝胶敷料。
2.根据权利要求1所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于步骤A）中所述单体的重量份数为10-80份，所述交联剂的重量份数为0.01-1份，所述光引发剂的重量份数为0.01-0.2份；所述增稠剂的重量份数为10-50份。
3.根据权利要求1所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的搅拌为磁力搅拌或机械搅拌；所述冷却的冷却温度为5～-20℃。
4.根据权利要求1或2所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于所述的单体为离子型单体和/或非离子型单体。
5.根据权利要求4所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于所述的离子型单体为得以发生交联反应生成水凝胶的含双键的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、甲基丙烯酸以及（3-丙烯酰胺丙基）三甲基氯化铵中的任意一种或者几种的组合；所述的非离子型单体为得以使交联反应生成水凝胶的含双键的甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯以及N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或2所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于所述的交联剂为能交联所述单体的并且含不饱和双键的酯类或酰胺类物质，所述的酯类物质为乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯中的任意一种或者几种的组合，所述的酰胺类物质为甲叉双丙烯酰胺。
7.根据权利要求1或2所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于所述的光引发剂为1173、I184、I127、I379以及TPU中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于所述的增稠剂为甘油、山梨醇、丙二醇以及聚乙二醇中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于步骤B）中所述的控制抗菌促愈合单体加入到所述待用液中的加入量是将抗菌促愈合单体的加入量控制为所述待用液的重量的0.1-1%，所述的抗菌促愈合单体为壳聚糖、银离子、纳米银、咖啡酸、奥克太啶、重组人血清白蛋白和重组人生长因子中的一种或几种的组合。
10.根据权利要求1所述的一种水凝胶敷料的制备方法，其特征在于步骤A）和步骤C）中所述紫外光照的紫外光波长为240-480nm，光强为20-200mw/cm2，紫外光照的时间为10-80s，所述的支撑水凝胶层的厚度为0.01-5mm；所述的基材为无纺布或纱布，所述的无纺布为聚氨酯无纺布；步骤C）中所述的功能层预凝胶溶液涂布于所述支撑水凝胶层上的厚度为0.01-5mm。
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