專利名稱：一種水凝膠敷料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于燒傷、燙傷及外傷性創(chuàng)傷使用的水凝膠敷料及 其制備方法。
背景技術(shù)：
長久以來，人們對醫(yī)用敷料的定義一般為用以清潔和保護(hù)傷口的紗 布、紗布條、棉花球和棉墊的總稱。這種傳統(tǒng)定義上的敷料的主要作用是， 在傷口愈合過程中保護(hù)傷口 ，但對傷口的愈合幾乎沒有促進(jìn)作用。1962年英國科學(xué)家George Winter博士發(fā)現(xiàn)，潮濕的環(huán)境有利于傷口愈 合。自此，基于這一思想的各種新式敷料得到了廣泛的發(fā)展，如水狀膠體 敷料，水凝膠敷'料等。水凝膠敷料具有可以明顯緩解疼痛，吸收大量傷口 流出液，透氣保濕，在更換敷料時(shí)不會破壞已愈合的傷口組織，且透明可 以觀察傷口的愈合情況等優(yōu)點(diǎn)，得到各國的普遍重視。水凝膠敷料的主要制備方法有化學(xué)法、輻射法和凍融法等。化學(xué)法制 備的水凝膠中通常會殘余反應(yīng)過程所需的交聯(lián)劑和引發(fā)劑等有害小分子物 質(zhì)，影響其使用。輻射法通過高能輻射引發(fā)交聯(lián)制得水凝膠敷料，其過程 不需添加任何化學(xué)交聯(lián)劑和引發(fā)劑等有害物質(zhì)，產(chǎn)品純凈；輻射可在室溫 下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，且可以通過控制輻射劑量，劑量率等控制產(chǎn)品性 能；同時(shí)凝膠形成與消毒可同時(shí)進(jìn)行。目前文獻(xiàn)上有很多關(guān)于用輻射法制備水凝膠的報(bào)道，但是輻射法制備的水凝膠一般情況下機(jī)械強(qiáng)度較小，使其應(yīng)用受到限制。凍融法是由Peppas最早報(bào)導(dǎo)的一種非常有效的制備聚乙 烯醇(PVA)水凝膠的方法。該方法制得的水凝膠具有彈性好和機(jī)械強(qiáng)度大 等優(yōu)點(diǎn)，但這種水凝膠是一種物理凝膠，在較高溫度時(shí)會融解成溶液；并 且水凝膠的溶脹度較小且不透明，影響治療過程中對傷口的觀察。文獻(xiàn)中 報(bào)道的冷凍融化時(shí)間通常均為8 24h，制備周期長，不利于產(chǎn)品的生產(chǎn)。合成聚合物和天然聚合物是目前最常見的制備水凝膠的材料。其中， 聚乙烯醇(PVA)具有優(yōu)良的生物相容性、生物降解性和成膜性，且價(jià)格便 宜，是最常用的水凝膠基材，但是只有聚乙烯醇的水凝膠，韌性較差，溶 脹性小，且性能單一；甲殼素和殼聚糖由于其生物相容性、生物降解性、 抗菌性和對傷口愈合的促進(jìn)作用，被廣泛的應(yīng)用于傷口敷料；但是甲殼素 很難溶于水和其他溶劑中，殼聚糖只能溶于稀酸和某些特定溶劑中，從而 限制了它們的應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中的水凝膠敷料一般需添加各種添加劑，添加劑的使用通常 會帶來一定的副作用。中國專利CN 1579559A公開了一種含藥、殼聚糖的聚乙烯醇水凝膠傷 口敷料及其制備方法。其配方中含有殼聚糖，但殼聚糖不溶于水，而溶于 稀酸溶液，所以在制備過程中需要將酸中和，否則敷料對傷口有刺激作用; 該水凝膠敷料還含有保濕劑、增塑劑等添加劑，這些添加劑在敷料的使用 過程中很容易析出，對傷口有一定的副作用；其所用的藥物主要是一些消 炎、抗菌藥物，沒有促進(jìn)傷口愈合的功能；其制備方法中的循環(huán)凍融步驟， 時(shí)間較長，冷凍和融化時(shí)間均需要8 30小時(shí)，影響其生產(chǎn)效率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是公開一種含水量高、保水性好、強(qiáng)度高、透明度高、 透氣性好、水蒸發(fā)速率低、抗菌、具有消炎、止血和促進(jìn)傷口愈合等優(yōu)點(diǎn) 的水凝膠敷料。本發(fā)明的水凝膠敷料，含有水溶性聚合物和水溶性甲殼素衍生物，余 量為溶劑。本發(fā)明中，所述的水溶性聚合物可選用本領(lǐng)域常用水溶性聚合物，如 聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚環(huán)氧乙烷等；其中，較佳的選自聚乙烯 醇，或聚乙烯醇和瓊脂的混合物；水溶性聚合物的含量較佳的為質(zhì)量百分 比5~15%;所述的水溶性甲殼素衍生物較佳的選自水溶性甲殼素和/或羧甲 基甲殼素；水溶性甲殼素衍生物的含量較佳的為質(zhì)量百分比為0.5~5%;所 述的溶劑可選用蒸餾水或生理鹽水等。本發(fā)明的水凝膠敷料，還可進(jìn)一步含有藥物。所述的藥物可為抗菌類， 止血類等各種皮膚創(chuàng)傷藥。其中，較佳的為具有促進(jìn)傷口愈合功能和消炎作用的藥物，如云南白藥、利浦松軟膏和消炎藥地塞米松中的一種或幾種。 藥物的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.001~5%。本領(lǐng)域中，水凝膠敷料中藥物含量指凝膠中藥物占凝膠中溶液態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量百分比，不考慮凝膠本身的干重o本發(fā)明的另一 目的是公開一種便捷有效的制備本發(fā)明水凝膠敷料的方法，其結(jié)合了輻照法和凍融法，具體包括如下步驟將含有所述的水溶性 聚合物和水溶性甲殼素衍生物的溶液，經(jīng)脫泡處理后，用高能射線輻照；再進(jìn)行循環(huán)冷凍融化處理，即可；輻照后的步驟在無菌條件下進(jìn)行。本發(fā)明中，所述的含有固體聚合物和甲殼素衍生物的溶液可由下列方 法制得將水溶性聚合物溶于溶劑，濃度可為質(zhì)量百分比6 17%,在95'C 下恒溫回流至形成均勻的溶液A，再將水溶性甲殼素衍生物溶于溶劑中， 濃度可為質(zhì)量百分比2 14%，即為溶液B，將溶液A和B混合，攪拌均勻 即可。溶液A和B所用溶劑可為蒸餾水。本發(fā)明中，所述的脫泡處理較佳的采用超聲法或靜置法進(jìn)行；所述的 高能射線可選用6QCo Y -射線或高能電子束射線；*當(dāng)為6()C0 Y -射線時(shí)，輻照 在無氧密閉的環(huán)境中進(jìn)行，且輻照過程中前后翻轉(zhuǎn)容器以使輻照劑量均勻； 當(dāng)為高能電子束輻照時(shí)，可直接將盛有溶液的容器放入電子束下輻照，無 需無氧環(huán)境；輻照的劑量較佳的為10-70kGy。本發(fā)明中，所述的循環(huán)冷凍融化處理的較佳參數(shù)為冷凍溫度為-30 ~ -18°C，時(shí)間為0.5 7小時(shí)；融化溫度為20 4(TC，時(shí)間為0.5 7小時(shí)。循 環(huán)冷凍融化處理的次數(shù)較佳的為1 ~6次。本發(fā)明中，在制備含有促進(jìn)傷口愈合的藥物的水凝膠敷料時(shí)，在循環(huán) 冷凍融化處理后，進(jìn)行脫水處理，再用含有所述的藥物的溶液(濃度可為 質(zhì)量百分比0.001~5%)進(jìn)行溶脹，即可。所述的脫水處理的方法可選用真 空冷凍干燥法、真空干燥法或室溫干燥法，干燥時(shí)間為4 ~ 72小時(shí)；所述 的溶脹時(shí)間較佳的為4 72小時(shí)。含有藥物的溶液可為含有藥物的蒸餾水 或生理鹽水溶液。溶脹后，可擦除水凝膠敷料表面溶液，密封，低溫保存。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于 (1)本發(fā)明的水凝膠敷料中所用的水溶性甲殼素衍生物(如水溶性甲殼素和羧甲基甲殼素)是一類天然的生物降解型高分子材料。其易溶于水， 還具有抗菌止血，促進(jìn)細(xì)胞再生的功能。將其引入水凝膠敷料中，不需使 用其他溶劑(如刺激性的含酸溶劑)，方便了水凝膠敷料制備過程，避免了 其他溶劑對傷口的刺激作用，并且可有效促進(jìn)傷口愈合。(2) 本發(fā)明的水凝膠敷料可加入藥物，如云南白藥、利浦松軟膏和消 炎藥地塞米松等有效促進(jìn)傷口愈合及消炎的藥物，使水凝膠具有良好的凝 血、消炎和促進(jìn)傷口愈合等功能；同時(shí)，水凝膠本身所具有的吸水性、保 水性、透氣性、柔韌性及對藥物的緩釋放性，能夠保證傷口有一個(gè)最佳的 愈合環(huán)境。敷料中含有藥物，可使藥物緩慢釋放，使藥效周期更長，且有 利于降低藥物的過敏反應(yīng)。(3) 本發(fā)明的水凝膠敷料不含甘油、聚乙二醇等易溶出的增塑劑、保 濕劑等添加劑，避免了添加劑的毒副作用，提高了其生物相容性。(4) 本發(fā)明的水凝膠敷料的制備方法中，凍融過程所用的冷凍融化時(shí) 間少，大大縮短了制備時(shí)間，有效提高了制備效率；同時(shí)，先輻照后凍融 的制備方法使水凝膠的強(qiáng)度高、透明度高、失水速率、低溶脹度大。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。


圖1為效果實(shí)施例中4種不同方法制備的水凝膠敷料的彈性模量圖。 圖2為效果實(shí)施例中4種不同方法制備的水凝膠敷料的飽和溶脹度圖。 圖3為效果實(shí)施例中4種不同方法制備的水凝膠敷料的失水速度變化關(guān)系 圖。圖4為效果實(shí)施例中4種不同方法制備的水凝膠敷料的照片對比圖。圖1~4中，Irra.為輻照30kGy; Irra.+FT為輻照30kGy后凍融3次； FT為凍融3次；FT+Irra,為凍融3次后輻照30kGy。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制 在所述的實(shí)施例范圍之中。 實(shí)施例l將聚乙烯醇5 g溶于50 g蒸餾水，配成溶液A，同時(shí)將5 g水溶性甲殼 素溶于40g蒸餾水，配成溶液B，將A和B混合，攪拌均勻，超聲去泡后 倒入容器中，放入充滿氮?dú)獾拿荛]容器中，用6()Co Y-射線輻照10kGy，其 間翻轉(zhuǎn)使其輻照均勻，之后取出，在無菌條件下，放入循環(huán)冷凍機(jī)中循環(huán) 冷凍一融化4次，冷凍溫度為-2(TC，時(shí)間為1小時(shí)，融化溫度為室溫，時(shí) 間為0.5小時(shí)；將制好的水凝膠在無菌條件下真空冷凍干燥24小時(shí)，之后 在無菌條件下將其加入到5wtW的云南白藥水溶液中，浸泡24小時(shí)，取出 密封，低溫儲藏。所制得的水凝膠成分為5wtr。PVA,5wtM水溶性甲殼素，5wtn/。的云南白藥。實(shí)施例2將聚乙烯醇13g和瓊脂2g溶于75 g蒸餾水，配成溶液A，同時(shí)將1 g 水溶性甲殼素溶于9 g蒸餾水，配成溶液B，將A和B混合，攪拌均勻， 靜置去泡后倒入容器中，用高能電子束射線輻照70 kGy，取出，無菌條件 下放入循環(huán)冷凍機(jī)中循環(huán)冷凍一融化1次，冷凍溫度為-3(TC，時(shí)間為7小時(shí)，融化溫度為4(TC，時(shí)間為7小時(shí)；將制好的水凝膠在無菌條件下真空 烘箱干燥4小時(shí)，之后在無菌條件下將其加入到3wt。/。的云南白藥水溶液中， 浸泡4小時(shí)，取出密封，低溫儲藏。所制得的水凝膠成分為13wt%PVA， 2wtn/。瓊脂，lwt"/o水溶性甲殼素和3wty。云南白藥。 實(shí)施例3將聚乙烯醇8.5g溶于63g蒸餾水中，配成溶液A，同時(shí)將0.5g水溶 性甲殼素溶于28g蒸餾水，配成溶液B，將A和B混合，攪拌均勻，超聲 去泡后倒入容器中，室溫下用高能電子束射線輻照50kGy，取出，無菌條 件下循環(huán)冷凍一融化3次，冷凍溫度為-18"C，時(shí)間為5小時(shí)，融化溫度為 30°C，時(shí)間為1.5小時(shí)；將制好的水凝膠在無菌條件下室溫干燥72小時(shí)， 之后在無菌條件下將其加入到lwtM的地塞米松水溶液中，浸泡72小時(shí)， 取出密封，低溫儲藏。所制得的水凝膠成分為8.5wt% PVA， 0.5wt。/。水溶性 甲殼素，lwt。/。地塞米松。 實(shí)施例4將聚乙烯醇9g溶于70g蒸餾水中，配成溶液A，同時(shí)將2g羧甲基甲 殼素溶于19g蒸餾水，配成溶液B，將A和B混合，攪拌均勻，超聲去泡 后倒入容器中，放入充滿氮?dú)獾拿荛]容器中，用^CoY-射線輻照30kGy， 前后翻轉(zhuǎn)容器以使輻照劑量均勻，之后無菌條件下在循環(huán)冷凍機(jī)中循環(huán)冷 凍一融化6次，冷凍溫度為-2(TC，時(shí)間為0.5小時(shí)，融化溫度為2(TC，時(shí) 間為4小時(shí)，再將制好的水凝膠在無菌條件下放入真空干燥器中冷凍干燥 48小時(shí)，之后在無菌條件下將其加入到0.001wtM的利浦松的生理鹽水溶液 中，浸泡48小時(shí)，取出密封，低溫儲藏。所制得的水凝膠成分為9wt%PVA,2wtn/o羧甲基甲殼素，0.001wt。/o利浦松。 實(shí)施例5將聚乙烯醇9g溶于70g蒸餾水中，配成溶液A，同時(shí)將2g羧甲基甲 殼素溶于19g蒸餾水，配成溶液B，將A和B混合，攪拌均勻，超聲去泡 后倒入容器中，放入充滿氮?dú)獾拿荛]容器中，室溫下用6QCo y-射線輻照30 kGy，前后翻轉(zhuǎn)容器以使輻照劑量均勻，之后無菌條件下在循環(huán)冷凍機(jī)中循 環(huán)冷凍一融化6次，冷凍溫度為-20'C，時(shí)間為1小時(shí)，融化溫度為室溫， 時(shí)間為4小時(shí)，即制得水凝膠敷料。所制得的水凝膠成分為9wt% PVA， 2wtM羧甲基甲殼素。 效果實(shí)施例 (1)水凝膠的制備6 g聚乙烯醇溶于63 g蒸餾水中配成溶液A，同時(shí)將3g水溶性甲殼素 溶于28g蒸餾水中，配成溶液B，將A和B混合，攪拌均勻，超聲去泡后 倒入容器中，放入充滿氮?dú)獾拿荛]容器中，用y射線輻照30kGy，之后無 菌條件下在循環(huán)冷凍機(jī)中循環(huán)冷凍一融化3次，冷凍溫度為-18。C，時(shí)間為 1.5小時(shí)，融化溫度為室溫，時(shí)間為1小時(shí)，再將制好的水凝膠在無菌條件 下放入真空千燥器中冷凍干燥2天，之后在無菌條件下將其加入到2wf/。的 云南白藥的蒸餾水溶液中，浸泡1天，取出密封，低溫儲藏。水凝膠的組 成為3wt。/。水溶性甲殼素，6wty。聚乙烯醇，2wtn/。云南白藥。采用上述相同配比制備水凝膠敷料，制備方法采用30kGy的6QCoy-射線輻射法，循環(huán)冷凍融化3次法，及先循環(huán)冷凍融化3次再輻照30kGy 的方法，其余參數(shù)同上。(2) 水凝膠性能的測試 將上述四種方法制得的水凝膠敷料進(jìn)行性能測試-(a) 水凝膠的彈性模量一反應(yīng)水凝膠的強(qiáng)度 測試條件25°C，應(yīng)變?yōu)?.2%，剪切頻率為lrad/s。(b) 水凝膠溶脹度測試條件溫度37。C，溶脹度=Ws/Wd Ws—水凝膠達(dá)溶脹平衡時(shí)的重量；Wd—干燥水凝膠的重量。(c) 水凝膠的水蒸發(fā)速度測試條件達(dá)溶脹平衡的水凝膠放入37°€的培養(yǎng)箱，每隔一定時(shí)間測定其水凝膠的重量。失水率(％) = (WS—Wt)/(WS—Wd)x 100 Ws—溶脹水凝膠的重量，Wt溶脹水凝膠放入培養(yǎng)箱t時(shí)間時(shí)的重量， Wd水凝膠在培養(yǎng)箱中完全干燥的重量。(3) 結(jié)果見說明書附圖，圖中標(biāo)識的意義如下-Irra.—輻照30kGy; Irra.+FT—輻照30kGy后凍融3次；FT—凍融3次； ？丁+1^. —凍融3次后輻照30kGy。由圖1可見，采用本發(fā)明的制備方法(Irm.+FT—輻照30kGy后凍融3 次)制得的水凝膠敷料彈性模量明顯高于其他方法制得的水凝膠敷料，即 說明本發(fā)明方法制得的水凝膠敷料具有更高的強(qiáng)度；同時(shí)還可以看出，輻 射法(Irra.)制備的水凝膠強(qiáng)度非常小，不能用于水凝膠敷料。由圖2可見，采用本發(fā)明的制備方法(Irra.+FT—輻照30kGy后凍融3 次)制備的水凝膠其溶脹度雖小于輻射法，但是均大于其他兩種方法，輻射法(lira.)制備的水凝膠雖然溶脹度大，但由于其強(qiáng)度非常小，不能用于 傷口敷料，即說明本發(fā)明方法制備的水凝膠敷料具有吸收大量傷口滲出液 的性能。由圖3可見，釆用本發(fā)明的制備方法(Irra.+FT—輻照30kGy后凍融3 次)制備的水凝膠的水蒸發(fā)速率明顯比凍融法(FT)、凍融后輻射法 (FT+Irra.)慢，即說明本發(fā)明制備的水凝膠敷料具有更好的保水性能。由圖4可見，采用本發(fā)明的制備方法(Irra.+FT—輻照30kGy后凍融3 次)制備的水凝膠的透明度明顯比凍融法(FT)、凍融后輻射法(FT+Irra.) 高，即說明本發(fā)明制備的水凝膠敷料具有較高的透明度。
權(quán)利要求
1. 一種水凝膠敷料，含有水溶性聚合物，余量為溶劑，其特征在于還含有水溶性甲殼素衍生物。
2. 如權(quán)利要求1所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的水溶性聚合物為聚乙 烯醇，或聚乙烯醇和瓊脂的混合物。
3. 如權(quán)利要求1所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的水溶性聚合物的含^ 為質(zhì)量百分比5~15%。
4. 如權(quán)利要求1所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的水溶性甲殼素衍生物 為水溶性甲殼素和/或羧甲基甲殼素。
5. 如權(quán)利要求1所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的水溶性甲殼素衍生物 的含量為質(zhì)量百分比為0.5~5%。
6. 如權(quán)利要求1所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的水凝膠敷料還含有藥 物。
7. 如權(quán)利要求6所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的藥物選自云南白藥、 利浦松軟膏和消炎藥地塞米松中的 一種或幾種。
8. 如權(quán)利要求6所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的藥物的含量為質(zhì)量百分比0.001~5%。
9. 如權(quán)利要求1所述的水凝膠敷料的制備方法，其特征在于包括如下步驟將 含有所述的水溶性聚合物和水溶性甲殼素衍生物的溶液，經(jīng)脫泡處理后，用 高能射線輻照；再進(jìn)行循環(huán)冷凍融化處理，即可；輻照后的步驟在無菌條件 下進(jìn)行。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的高能射線為^C()Y-射線或高能電子束射線；當(dāng)為^CoY-射線時(shí)，輻照在無氧密閉的環(huán)境中進(jìn)行，且輻照 過程中前后翻轉(zhuǎn)溶液以使輻照劑量均勻。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的輻照的劑量為10-70kGy。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的循環(huán)冷凍融化處理的冷凍溫度為-30 -18。C，時(shí)間為0.5 7小時(shí)；融化溫度為20-4(TC，時(shí)間為0.5~7小 時(shí)；循環(huán)冷凍融化處理的次數(shù)為1~6次。
13. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于循環(huán)冷凍融化處理后，再進(jìn)行脫水 處理，再用含有所述的藥物的溶液進(jìn)行溶脹，即可。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的脫水處理的方法為真空冷 凍干燥法、真空烘箱干燥法或室溫干燥法，干燥時(shí)間為4 72小時(shí)；所述的 溶脹時(shí)間為4~72小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水凝膠敷料，其含有水溶性聚合物和水溶性甲殼素衍生物，余量為溶劑。本發(fā)明還公開了通過先輻照后循環(huán)冷凍融化制備該水凝膠敷料的方法。本發(fā)明的水凝膠敷料透明度高、溶脹度大、強(qiáng)度高、水蒸發(fā)速率低，且同時(shí)具有抗菌、消炎、止血和促進(jìn)傷口愈合等功能，不含添加劑，可為傷口提供良好的愈合環(huán)境。本發(fā)明的制備方法簡單，時(shí)間短，效率高，可制得透明度高、溶脹度大和強(qiáng)度高的水凝膠敷料。
文檔編號A61L15/24GK101244286SQ20071003747
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者朱智勇, 楊小敏 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所