专利名称：复合水凝胶敷料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及医用材料领域，更特别涉及一种复合水凝胶敷料及其制备方法。
背景技术：
皮肤创伤后可能引起各种损害，如新陈代谢加剧、体温下降、水分和蛋白质的过度散失及内分泌和免疫系统的失调等。而创面敷料是一种能够起到暂时保护伤口、防止伤口污染、促进愈合、减轻疼痛的医用材料，是一种重要的医疗产品。1962年英国Winte教授首次提出了湿性疗法的理论，并证实了与暴露于空气中的干燥伤口环境相比，湿润且具有通透性的伤口敷料应用后所形成的湿润环境，能够促进上皮的形成，加速伤口的愈合。从此以后，人们研究开发了各种湿性敷料，以克服纱布敷料的不足。水凝胶敷料是一种新型的湿性医用敷料，近年来得到飞速发展。这种敷料的主要成分是具有三维网状结构的高分子凝胶，在敷料中水凝胶主要起到吸收创面渗出液、保持创面湿润、清创和加快伤口愈合的作用。水凝胶优秀的保水性能可以使得创面保持湿润，可以几天不用换药，在每个伤口的材料使用量上比纱布敷料明显减少。有的敷料产品在干的凝胶中加入药物成分，吸收水分后，药物成分缓释到创面上，加快愈合，这是功能性的水凝胶敷料。水凝胶敷料的问世，是人类敷料研究向理想敷料迈进了一大步，不仅有利于提高治疗效果，减轻患者的痛苦，更有利于减少废物产生量，从而减轻对环境的压力。聚乙二醇(PEG)是一种水溶性聚醚型高分子化合物，广泛用于医药、卫生、食品、化工等领域。PEG具有很多优点，如低毒性、不凝血性以及生物相容性，而且能被机体迅速排出体外而不产生任何毒副作用。PEG和其他分子偶合时，其许多优良性质也会随之转移到结合物中。因此，它在医学上的应用受到了广泛的重视，并得到美国食品与药物管理局(FDA)的认可。因此PEG是一类理想 的制备水凝胶敷料的基材。PEG基水凝胶一般可由PEG或其末端修饰物通过物理或化学交联的方式生成，具有较多的交联方式，因而可得到许多结构及功能不同的水凝胶。化学交联水凝胶是水凝胶的一个主要种类，是由高分子链段间以共价键的形式交联而形成，具有结构稳定性较好，制备相对容易，物理化学性质调控性好等优点。但是小分子的交联剂有一定的细胞毒性，活性聚合的出现为PEG水凝胶敷料的制备提供了新的选择。在自由基聚合研究中，为了提高引发速率除使用单一组分的高活性自由基引发剂外，还使用两组分的氧化还原引发体系，它具有快速、低温、低活化能的特点。由水溶性的过硫酸盐与脂肪胺组成的引发剂体系，如过硫酸铵、N，N, N’，N’，-四甲基乙二胺体系用于N-异丙基丙烯酰胺的聚合。
发明内容
为克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种复合水凝胶敷料及其制备方法，提供了一种适用于创伤皮肤的优良湿性医用辅料。本发明采用的技术方案是:一种复合水凝胶敷料，包括基材层和覆盖于基材层表面上的凝胶层，其中该基材层为网状高密度聚乙烯层，凝胶层为PEG基水凝胶层。
优选地，PEG水凝胶层由聚乙二醇双丙烯酸酯与引发剂的水溶液经凝胶化形成。更优选地，引发剂为过硫酸盐与脂肪胺组成的引发体系。本发明还提供了一种制备上述复合水凝胶敷料的方法，包括以下步骤:
(a)使聚乙二醇与丙烯酸在有机溶剂中在催化剂及阻聚剂的作用下，在回流温度下发生酯化反应，经分水处理后得到聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)；
(b)将步骤(a)所得到的聚乙二醇双丙烯酸酯溶于水中，得到其水溶液，将该水溶液与弓I发剂均匀混合后，得到混合溶液。(C)将步骤(b)所得到的混合溶液涂覆于网状高密度聚乙烯层上，经凝胶化后得到复合水凝胶敷料。进一步地，在步骤(a)中，丙烯酸与聚乙二醇的摩尔比为1:1.2 1:3。更进一步地，在步骤(a)中，催化剂为对甲苯磺酸。优选地，在步骤(a)中，催化剂对甲苯磺酸的使用量为聚乙二醇和丙烯酸质量之和
的1% 5%。进一步地，在步骤(a)中，阻聚剂为对甲苯酚或对甲苯酚与对苯二酚的混合物。更进一步地，在步骤(b)中，引发剂为过硫酸盐与脂肪胺组成的引发体系。优选地，在步骤(b)中，引发剂为过硫酸铵与四甲基乙二胺组成的引发体系。
优选地，在 步骤(C)中，凝胶化的温度为4(T60°C。本发明的复合水凝胶敷料结合了高密度聚乙烯材料优良力学性能和聚乙二醇基水凝胶的保湿性能，为医学上提供了一种优良的复合型医用湿性敷料。从本发明上述公开的方法可得知，该产品具有网状高密度聚乙烯层及涂覆于该层上的聚乙二醇(PEG)基水凝胶，该水凝胶是通过丙烯酸与聚乙二醇发生酯化反应后得到的聚乙二醇双丙烯酸酯，再在引发体系的作用下聚合而成的。与现有技术相比，本发明具有下列优点:本发明提供了一种复合水凝胶敷料及其制备方法，该方法通过在PEG末端修饰不饱和双键使之适用于自由基聚合，然后通过引发剂的引发聚合形成的PEG基水凝胶，这是制备PEG基水凝胶敷料的一种较优的方式。由于水凝胶自身的力学性能较差，本发明将网状高密度聚乙烯材料与PEG水凝胶复合制备的复合水凝胶敷料有效地克服了水凝胶力学性能差的缺点，为创伤的皮肤提供了一种新型的湿性敷料。且该方法操作简便，周期短，安全环保，具有良好而广泛的应用前景。
图1为本发明的复合水凝胶敷料的示意图。图2为本发明实施例1所制得的聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)的红外吸收光谱图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但是这些实施例仅是以举例的方式来对本发明作解释，以便本发明的技术方案和优点能够被本领域的技术人员容易地理解，并不应被理解为对本发明的限制。参阅图1，图1展示了本发明的复合水凝胶敷料，其包括基材层I和覆盖于该基材层I表面上的凝胶层2，该基材层I为网状高密度聚乙烯层，凝胶层2为PEG基水凝胶层。在本实施例中，PEG水凝胶层由聚乙二醇双丙烯酸酯与引发剂的水溶液经凝胶化形成。引发剂为过硫酸盐与脂肪胺的引发体系，例如，过硫酸铵与四甲基乙二胺组成的引发体系。下面具体描述本发明的复合水凝胶敷料的制备方法。实施例1
制备聚乙二醇双丙烯酸酯
在装有回流冷凝管、温度计和搅拌器的三颈瓶中，加入40.0 g(0.1 mol)的PEG- 400和17.3 g (0.24 mol)的丙烯酸、87 mL脱水剂甲苯、0.35 g对苯二酚与对甲苯酚复合阻聚剂、1.7 g催化剂对甲苯磺酸，搅拌，电热套加热，在回流温度(110 120 °C)下反应4 h，再将温度计换成分水器，分水2 h左右，当无水蒸出时，结束反应。减压蒸馏，除去溶剂和未反应的丙烯酸，得棕黄色液体产品，即产物聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)。
HO(CH2CH2O)nH + CH5=CHCooHH-=C H CO-O^C H2CH2OjriOC CH =CH2所得PEGDA的红外吸收表征如图2所示，该图中曲线a表示PEGDA的吸收曲线，曲线b表示PEG的吸收曲线。从图中可看出，PEGDA的谱图(曲线a)上出现micnf1的特征峰,3465 cm 1处的特征峰明显减弱。1711cm 1是隶属于酯的吸收峰，3465 cm 1是隶属于轻基的吸收峰。酯的吸收峰的出现与羟基吸收峰的减弱都说明了乙二醇与丙烯酸反应的顺利进行。下列通过多个比较实施例来比较各条件对产物收率的影响。(I) 醇酸摩尔比的影响(表I)
表I
PEG I丙燥酸丨甲苯对苯二酹丨`对甲苯丨对甲苯磺PEGDA 收率
__(g) (g) (g) (g) 锻(g)酸(g) (g) (%)
酸醇摩
尔比 20.SM 42.96 0.0S6 0.086 0.S6 27.29 95.2S
尬4_________
酸醇摩
7:,, 20.00 IllSO 4120 0.11 0.11 0.92 29_2S 95—Ofi 尔比1:3_________
酸醇摩
尔比 40.00 4.32 66.48 0.043 0.043 1.33 24.43 55J3 1:1.2 _______
从上表I中可看出，当醇酸的摩尔比为1:2.4时，所得产物的收率是最高可达95%以上。( 2)催化剂的影响(表2)
表权利要求
1.一种复合水凝胶敷料，包括基材层(I)和覆盖于所述基材层(I)表面上的凝胶层(2 )，其特征在于:所述基材层(I)为网状高密度聚乙烯层，所述凝胶层(2 )为PEG基水凝胶层。
2.根据权利要求1所述的水凝胶敷料，其特征在于:所述PEG水凝胶层由聚乙二醇双丙烯酸酯与引发剂的水溶液经凝胶化形成。
3.根据权利要求1所述的水凝胶敷料，其特征在于:所述引发剂为过硫酸盐与脂肪胺组成的引发体系。
4.一种如权利要求1所述的复合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (a)使聚乙二醇与丙烯酸在有机溶剂中在催化剂及阻聚剂的作用下，在回流温度下发生酯化反应，经分水处理后得到聚乙二醇双丙烯酸酯； (b)将步骤(a)所得到的聚乙二醇双丙烯酸酯溶于水中，得到其水溶液，将该水溶液与引发剂均匀混合后，得到混合溶液； (C)将步骤(b)所得到的混合溶液涂覆于网状高密度聚乙烯层上，经凝胶化后得到复合水凝胶敷料。
5.根据权利要求4所述的复合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于:在步骤(a)中，丙烯酸与聚乙二醇的摩尔比为1:1.2 1:3。
6.根据权利要求4所述的复合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于:在步骤(a)中，所述催化剂为对甲苯磺酸。
7.根据权利要求6所述的复合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于:在步骤(a)中，对甲苯磺酸的使用量为聚乙二·醇和丙烯酸质量之和的1°/Γ5%。
8.根据权利要求4所述的复合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于:在步骤(a)中，所述阻聚剂为对甲苯酚或对甲苯酚与对苯二酚的混合物。
9.根据权利要求4所述的复合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于:在步骤(b)中，所述引发剂为过硫酸盐与脂肪胺组成的引发体系，所述过硫酸盐为过硫酸铵，所述脂肪胺为四甲基乙二胺。
10.根据权利要求4所述的复合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于:在步骤(c)中，所述凝胶化的温度为4(T60°C。
全文摘要
本发明提供了一种复合水凝胶敷料，包括基材层和覆盖于基材层上的凝胶层，基材层为网状高密度聚乙烯层，凝胶层为PEG基水凝胶层。本发明还提供了制备复合水凝胶敷料的方法，包括以下步骤(a)使聚乙二醇与丙烯酸在有机溶剂中发生酯化反应，经分水处理后得到聚乙二醇双丙烯酸酯；(b)将聚乙二醇双丙烯酸酯溶于水中，将所得水溶液与引发剂均匀混合后，得到混合溶液；(c)将该混合溶液涂覆于网状高密度聚乙烯层上，经凝胶化后得到复合水凝胶敷料。通过本发明，可制得一种性能优良的医用创伤敷料，充分结合了高密度聚乙烯材料的较优力学性能和PEG基水凝胶的性质，且该方法简单，易操作，安全环保，具有非常好的应用前景。
文档编号A61L15/26GK103230619SQ20131017877
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月15日 优先权日2013年5月15日
发明者朱志阳, 朱志才, 胡小红, 陶小亮, 黄小玲 申请人:南京斯瑞奇医疗用品有限公司