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)明涉及一種水凝膠敷料及其制備方法。
背景技術(shù)：
自1962年英國科學(xué)家George Winter博士發(fā)現(xiàn)潮濕的環(huán)境有利于傷口愈合以 來，各種新式敷料得到了廣泛發(fā)展，水凝膠敷料就是其中非常重要的一種。大 量研究表明，水凝膠敷料具有透氣保濕、柔軟可以明顯緩解疼痛，且更換敷料 時不會破壞已愈合的傷口組織等優(yōu)點(diǎn)，在促進(jìn)傷口愈合方面有獨(dú)特的優(yōu)勢。
化學(xué)交聯(lián)法、循環(huán)冷凍融化法和輻射法是目前常用的水凝膠制備方法。通 過化學(xué)交聯(lián)制備的聚丙烯酸水凝膠在1983年時已由Geistlich & Sons Co.商業(yè)化。 但是，化學(xué)交聯(lián)法制備的水凝膠通常殘余未反應(yīng)的單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑等， 需要復(fù)雜的純化處理才能使用。凍融法是由Peppas最早報導(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)，但這種水凝膠溶脹度較小且不透明，影響治療過程中對傷口的觀 察。1989年波蘭科學(xué)家Rosiak等人發(fā)明了輻射法制備水凝膠傷口敷料。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，不需要額外的純化處理；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；凝膠形成 與消毒可同時進(jìn)行；操作簡單，成本低。該方法制得的水凝膠具有較好的溶脹
度，但機(jī)械強(qiáng)度較小，應(yīng)用受到限制。
為解決輻射法制得的水凝膠強(qiáng)度低的問題，很多研究者致力于開發(fā)復(fù)合型 水凝膠敷料，這些敷料通常由透氣膜、無紡布或者纖維織物、水凝膠、醫(yī)用膠
粘劑等幾部分復(fù)合而成。如CN1273128A公開了一種含有聚乙烯醇、聚乙烯基 吡咯垸酮和/或聚氧化乙烯水凝膠傷口敷料，該敷料就是使用無紡布作為支撐層， 采用輻射法制備水凝膠；CN1044405公開了一種能吸收傷口滲出液，且能將水 分轉(zhuǎn)移到空氣中的包扎帶，它是以纖維織物或者無紡布為骨架的水凝膠敷料； CN1616116A公開了一種含有輻照敏感劑的水凝膠敷料及適合于工業(yè)化生產(chǎn)操 作的制備方法，這種水凝膠有聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、輻照敏感劑、增塑 劑、pH調(diào)節(jié)劑、水等組分組成，制備方法是以無紡布作為支撐層，采用輻照法 制備水凝膠層；CN1095916及CN2292547等均是采用以上的設(shè)計思路。這些水 凝膠雖然一定程度上增強(qiáng)了水凝膠的強(qiáng)度，但是所使用的纖維織物或者無紡布 等加強(qiáng)層為不透明物，不利于觀察傷口愈合情況；同時由于纖維織物及無紡布 的親水性較弱，與凝膠之間的黏附作用較小，若使用醫(yī)用膠粘劑則使制備步驟 復(fù)雜，同時降低了水凝膠敷料的柔韌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有水凝膠的強(qiáng)度和溶脹性不能兼得的問題，而 提供一種強(qiáng)度高、透明度好、透氣性好且吸收傷口滲液能力強(qiáng)的水凝膠敷料。
本發(fā)明的目的是由下列技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的水凝膠敷料由上下兩層 組成，下層水凝膠采用凍融輻射法制備，上層水凝膠采用輻射法制備；兩層水 凝膠都為含有水溶性聚合物，余量為溶劑；其中，下層水凝膠含有聚乙烯醇。
其中，所述的采用凍融法制備的水凝膠層和/或采用輻射法制備的水凝膠層
的厚度較佳的為0.2 5mm，更佳的為0.3~3 mm，最佳的為0.4 2mm。
其中，所述的水溶性聚合物較佳的為合成聚合物中的一種或多種，或者一 種或多種合成聚合物與一種或多種天然聚合物的混合物。所述的合成聚合物較 佳的為如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮或聚環(huán)氧乙烷；天然聚合物較佳的為水 溶性甲殼素、羧甲基甲殼素、殼聚糖、水溶性殼聚糖、羧甲基殼聚糖、羧甲基 纖維素、瓊脂或膠原。所述的水溶性聚合物的含量較佳的為質(zhì)量百分比5 20%， 更佳的為質(zhì)量百分比6~15%，最佳的為質(zhì)量百分比7~12%。溶劑可為蒸餾水或 生理鹽水。
本發(fā)明的水凝膠敷料還可含有藥物。所述的藥物較佳的選自抗菌藥(如四 環(huán)素、羥基四環(huán)素和慶大霉素等)、消炎鎮(zhèn)疼藥(如萘普生鈉鹽和阿斯匹林等) 和/或促進(jìn)傷口愈合的藥物(如云南白藥等)；所述的藥物的含量較佳的為質(zhì)量百 分比為0.005~5%。本發(fā)明中，水凝膠敷料中藥物含量指的是凝膠所浸的藥物溶 液的濃度。
本發(fā)明的另一目的是公開該水凝膠敷料的制備方法，其特征在于包括如下 步驟
(1 )將含聚乙烯醇的水溶性聚合物溶液通過循環(huán)冷凍融化制得水凝膠。 其中，所述的含水溶性聚合物的溶液的厚度較佳的為0.2~5 mm;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，時間為0.5~7小時；融 化溫度為20 40'C，時間為0.5 7小時；循環(huán)冷凍融化處理的次數(shù)較佳的為1~7 次。
(2)在該水凝膠上倒入水溶性聚合物的溶液，在高能射線下進(jìn)行輻照，即
可。
其中，所述的高能射線可選用^C0Y-射線或高能電子束射線；當(dāng)為^C0Y -射線時，輻照在無氧環(huán)境中進(jìn)行，且輻照過程中需前后翻轉(zhuǎn)容器以使輻照劑量 均勻；當(dāng)為高能電子束輻照時，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15 70kGy。
輻照結(jié)束后，可直接密封保存；也可以進(jìn)一步制備含藥物的水凝膠敷料， 方法為輻照結(jié)束后，在無菌條件下，將凝膠在含藥物的溶液(濃度可為質(zhì)量 百分比0.005~10%)中溶脹，即可。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)明所用試劑及原料均市售可得。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于該雙層水凝膠敷料融合了凍融法和輻照法制 備水凝膠的優(yōu)點(diǎn)凍融輻射水凝膠層既具有良好的強(qiáng)度又具有非常好的韌性， 同時因為還有輻照層凝膠，所以厚度可以較小，保持較高的透明度；輻照層凝 膠本身具有良好的吸收傷口滲液能力，其以凍融水凝膠層為支撐，保證了雙層 水凝膠整體的強(qiáng)度。并且，本發(fā)明的水凝膠敷料由于獨(dú)特的制備過程，雙層凝 膠之間的結(jié)合非常牢固，不需要使用額外的醫(yī)用膠粘劑、纖維織物或者、無紡 布等加強(qiáng)層，避免了現(xiàn)有的復(fù)合型水凝膠敷料的缺點(diǎn)。此外，含藥物的水凝膠 敷料對藥物有較好的緩釋放性能，從而加快傷口愈合。本發(fā)朋的制備方法不需 添加任何化學(xué)交聯(lián)劑和引發(fā)劑，水凝膠的制備與消毒可同步完成，操作簡便， 成本低。


圖1為凍融輻照法制得的單層水凝膠和本發(fā)明的雙層水凝膠的溶脹度對比
圖。其中，F(xiàn)T+Irra,30kGy指凍融后輻照30kGy的單層水凝膠；FT+Irra.-30 kGy -30 kGy指下層為凍融后輻照30 kGy，上層為只輻照30 kGy的雙層水凝膠。
圖2為輻照法制得的單層水凝膠和本發(fā)明的雙層水凝膠的彈性模量對比圖。 其中，單層水凝膠為輻照30kGy制得，本發(fā)明的雙層水凝膠中的凍融輻照層為 輻照30kGy后又分別凍融2、 4和6次。
具體實施例方式
下面通過實施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所 述的實施例范圍之中。 實施例l
配制含15wt。/。聚乙烯醇水溶液，該溶液去泡后倒入塑料培養(yǎng)皿中形成1 mm 厚溶液層，循環(huán)冷凍融化2次(冷凍溫度-20'C，時間7h;融化溫度25'C,時 間7 h);然后在該物理凝膠上再倒入10 wt。/。聚乙烯醇和2 wt。/。羧甲基纖維素， 形成l mm厚溶液層，將該培養(yǎng)皿放入密閉容器中，通氮除氧后在6QCo源中輻 照70kGy，輻照在無氧環(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，之后將凝膠真空密封即可。
實施例2
配制含6 wt。/。聚乙烯醇和2 wtW水溶性殼聚糖的混合水溶液，該溶液去泡后 倒入塑料培養(yǎng)皿中形成3 mm厚溶液層，循環(huán)冷凍融化l次(冷凍溫度-20'C， 時間7h;融化溫度25。C，時間7h);然后在該物理凝膠上再倒入7wt。/。聚乙烯 醇和5wt。/。聚乙烯基吡咯垸酮的混合水溶液，形成3mm厚溶液層，將該培養(yǎng)皿
放入密閉容器中，通氮除氧后在^Co源中輻照70kGy，輻照在無氧環(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，之后將凝膠真空密封即可。 實施例3
配制含10 wt。/。聚乙烯醇和5 wt。/。羧甲基殼聚糖的混合水溶液，該溶液去泡 后倒入塑料培養(yǎng)皿中形成0.2 mm厚的溶液層，循環(huán)冷凍融化7次(冷凍溫度-20 。C，時間0.5 h;融化溫度25°C，時間0.5 h);然后在該物理凝膠上再倒入含9 wt% 聚環(huán)氧乙垸和3 wt。/。瓊脂，形成0.4 mm厚溶液層，在高能電子束下輻照40 kGy， 取出，在無菌條件下，浸泡于2倍體積的5wf/。的阿斯匹林溶液中48h，取出擦 除表面溶液后將凝膠真空密封。
實施例4
配制含9wt。/。聚乙烯醇和1 wt。/。羧甲基纖維素的混合水溶液，該溶液去泡后 倒入塑料培養(yǎng)皿中形成1 mm厚的溶液層，循環(huán)冷凍融化3次(冷凍溫度-3(TC， 時間1.5 h;融化溫度20°C，時間1.5 h);然后在該物理凝膠上再倒入含7 wt% 聚乙烯基吡咯垸酮、5 wt。/。聚乙烯醇和8 wt。/。水溶性甲殼素溶液，形成0.2 mm 厚溶液層，用電子加速器輻照50 kGy，取出，在無菌條件下浸泡于同體積的2 wt% 的云南白藥溶液中24 h，取出擦除表面溶液后將凝膠真空密封。
實施例5
配制含7 wt。/。聚乙烯醇、5 wty。聚乙烯基吡咯烷酮和3 wt。/o羧甲基甲殼素的 混合水溶液，該溶液去泡后倒入塑料培養(yǎng)皿中形成1.5mm厚溶液層，循環(huán)冷凍 融化2次(冷凍溫度-18'C，時間3h;融化溫度40"C，時間3h);然后在該物 理凝膠上再倒入含7 wt。/。聚環(huán)氧乙烷和2 wt。/。膠原溶液，形成5 mm厚溶液層， 將該培養(yǎng)皿放入密閉容器中，通氮除氧后^Co源中輻照15kGy，輻照在無氧環(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，取出，真空密封即 可。
實施例6
配制含7 wt。/。聚乙烯醇、2 wt。/。殼聚糖和5wt。/。羧甲基殼聚糖的混合水溶液， 該溶液去泡后倒入塑料培養(yǎng)皿中形成0.5 mm厚的溶液層，循環(huán)冷凍融化6次(冷 凍溫度-2(TC，時間4h;融化溫度25。C，時間5h);然后在該物理凝膠上再倒 入含3 wt。/。聚乙烯基吡咯烷酮、1 wtr。聚環(huán)氧乙烷和1 wt。/。羧甲基殼聚糖溶液， 形成lmm厚溶液層，將該凝膠溶液層在高能電子束下輻照25kGy，取出，在無 菌條件下浸泡于4倍體積的0.005wtM的慶大霉素溶液中24 h，取出擦除表面溶 液后將凝膠真空密封。
效果實施例
(1) 水凝膠的制備
制備含7wt。/。聚乙烯醇和3wt。/。水溶性殼聚糖的聚合物水溶液，超聲去泡 后倒入容器中，形成lmm厚溶液層，在循環(huán)冷凍機(jī)中循環(huán)分別冷凍-融化2，4，6 次，冷凍溫度為-18。C，時間為1.5h，融化溫度為室溫，時間為lh，之后在制 好的凝膠中倒入上述溶液，形成lmm溶液層，再放入充滿氮?dú)獾拿荛]容器中， 用Y射線輻照30 kGy，之后取出密封，低溫儲藏。只輻照30 kGy及分別凍融2、 4和6次再輻照30kGy的水凝膠作為對照樣。
(2) 水凝膠性能的測試 將上述制得的水凝膠敷料進(jìn)行以下性能測試
(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
測試條件溫度為室溫，溶脹度=Ws/Wd
Ws—水凝膠達(dá)溶脹平衡時的重量；Wd—干燥水凝膠的重量 (3)結(jié)果見圖1和圖2，圖中標(biāo)識的意義如下
FT+Irra.-30 kGy—凍融后輻照30kGy;
FT+Irra.-30 kGy - 30 kGy—下層為凍融后輻照30 kGy，上層為只輻照30 kGy。
圖1為凍融輻照法制得的單層水凝膠和本發(fā)明的雙層水凝膠的溶脹度對 比圖。由圖1可見，雙層水凝膠敷料的溶脹度明顯比凍融輻射法制備的單層水 凝膠大。圖2為輻照法制得的單層水凝膠和本發(fā)明的雙層水凝膠的彈性模量對 比圖。其中，單層水凝膠為輻照30kGy制得，本發(fā)明的雙層水凝膠中的凍融輻 照層為輻照30 kGy后又分別凍融2、 4和6次。由于本發(fā)明的雙層凝膠的強(qiáng)度 主要是由凍融輻射層決定的，因此，此處用凍融輻射法制備的水凝膠層的強(qiáng)度 表征雙層凝膠的強(qiáng)度。由圖2可知，雙層水凝膠的強(qiáng)度明顯大于輻照法制備的 水凝膠的強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種水凝膠敷料，其特征在于其由上下兩層組成，下層水凝膠采用凍融輻射法制備，上層水凝膠采用輻射法制備；兩層水凝膠都為含有水溶性聚合物，余量為溶劑；其中，下層水凝膠含有聚乙烯醇。
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合成 聚合物中的一種或多種，或者一種或多種合成聚合物與一種或多種天然聚合 物的混合物。
3. 如權(quán)利要求2所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的合成聚合物為聚乙烯 醇、聚乙烯基吡咯烷酮或聚環(huán)氧乙垸；所述的天然聚合物為水溶性甲殼素、 羧甲基甲殼素、殼聚糖、水溶性殼聚糖、羧甲基殼聚糖、羧甲基纖維素、瓊 脂或膠原。
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聚合物的含量 為質(zhì)量百分比5 20%。
5. 如權(quán)利要求1所述的水凝膠敷料，其特征在于所述的上層水凝膠和/或下層水凝膠的厚度為0.2 5mm。
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為抗菌藥、消炎 鎮(zhèn)疼藥和促進(jìn)傷口愈合的藥物中的一種或多種。
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0.005~5°/0。
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(1) 將含聚乙烯醇的水溶性聚合物溶液經(jīng)脫泡處理后，采用循環(huán)冷凍融化法制得水凝膠；(2) 在該水凝膠上倒入經(jīng)脫泡處理后的水溶性聚合物溶液，在高能射線下 進(jìn)行輻照，即可。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟(1)和/或步驟(2)中，所述 的溶液的厚度為0.2~5 mm。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟(1)中，所述的循環(huán)冷凍融 化處理的冷凍溫度為-30 -18'C，時間為0.5 7小時；融化溫度為20 4(TC， 時間為0.5 7小時；循環(huán)冷凍融化處理的次數(shù)為1~7次。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟(2)中，所述的高能射線為60Q)Y-射線或高能電子束射線；當(dāng)為6GC0Y-射線時，輻照在無氧環(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。
13. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟(2)中，所述的輻照的劑量 為15-70 kGy。
14. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于輻照結(jié)束后，無菌條件下，在含藥物的溶液中進(jìn)行溶脹，即可制得含藥物的水凝膠敷料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水凝膠敷料，其由上下兩層組成，下層水凝膠采用凍融輻射法制備，上層水凝膠采用輻射法制備；兩層水凝膠都為含有水溶性聚合物，余量為溶劑；其中，下層水凝膠含有聚乙烯醇。本發(fā)明還公開了其制備方法將含聚乙烯醇的水溶性聚合物溶液經(jīng)脫泡處理后，采用循環(huán)冷凍融化法制得水凝膠；在其上倒入經(jīng)脫泡處理后的水溶性聚合物溶液，在高能射線下進(jìn)行輻照，即可。本發(fā)明的水凝膠敷料既具有優(yōu)異的強(qiáng)度和韌性，又具有高透明性和優(yōu)異的吸收傷口滲出液的能力。同時，本發(fā)明的水凝膠敷料不需添加任何化學(xué)交聯(lián)劑或引發(fā)劑、醫(yī)用膠粘劑、纖維織物或者或無紡布等加強(qiáng)層，兩層之間結(jié)合牢固，制備與消毒可同步完成。
文檔編號A61L15/22GK101337086SQ20071004342
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者朱智勇, 李文新, 楊小敏 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所