专利名称：制备高吸水性水解胶体的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备可以有效应用于皮肤、特别是创伤的水解胶体的方法。更具体地说，本发明涉及一种通过使丙烯酸预聚物与紫外线引发剂和高吸水性物质混合并通过紫外线辐照使该混合物聚合而制备高吸水性水解胶体的方法，该水解胶体具有自粘性和优异的吸水性，在从皮肤(创伤)除去该水解胶体时不残留任何残留物，并且具有较少的皮肤刺激。
背景技术：
皮肤能够保护人体免受外部刺激，并具有如保持湿度、调节温度和阻止细菌入侵的功能。如果皮肤由于如多种外伤、烧伤和褥疮的创伤而丧失这样的功能，那么患者直至其完全痊愈都要忍受痛苦。当患者的皮肤广泛地受到损坏，则其生命会受到威胁。为了有利于创伤的处理并使多种继发副作用最小化，需要使用适当的创伤敷料处理创伤。
通常，创伤敷料不是自粘性的，所以其可以主要通过单独的粘合带与创伤(外伤)粘附和固定。然而，使用敷料较麻烦。因此，最近较为关注具有自粘性的创伤敷料。典型的例子为水解胶体。水解胶体具有自粘性，因此可以有效地用作创伤敷料。公开了许多现有技术的专利文献。
最初使用低分子量聚异丁烯与吸收剂、低分子量增粘剂和增塑剂混合的组合物制备水解胶体。在美国专利号3,339,546中披露了这种方法。在应用于皮肤时，这样制备的水解胶体保持在潮湿的环境中，并且由于自粘性而便于使用。然而，存在的问题在于，水解胶体是不透明的，所以不能容易地观察到创伤，并且低分子量聚异丁烯以凝胶的形式残留在创伤上。
在美国专利号4,231,369中，披露了一种通过使苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物与低分子量增粘剂和增塑剂以及如抗氧化剂的添加剂混合而制备的水解胶体。另外，在美国专利号4,551,490中披露了一种通过搅拌聚异丁烯和丁基橡胶与苯乙烯共聚物、矿物油、增粘剂和吸收剂的混合物而制备的水解胶体。在美国专利号6,583,220中，披露了一种通过使苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物与液体苯乙烯-异戊二烯橡胶混合而制备的水解胶体。
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物在应用于创伤区域时能够保持物理交联结构，并且不残留在创伤上。然而，上述现有技术的专利中披露的水解胶体也是不透明的，所以不能容易地观察到创伤。另外，存在的问题在于，上述现有技术的专利中披露的水解胶体的吸水性较低，并且会由低分子量烃引起皮肤刺激等。
在美国专利号4,477,325和4,738,257中，通过向乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物中加入低分子量聚异丁烯和吸收剂并通过伽马射线辐照使EVA交联而制备了一种化学交联结构。存在的问题在于，吸水性能会随伽马射线辐射剂量的偏差引起的交联密度的偏差而变化。
同时，丙烯酸酯聚合物具有良好的自粘性，因此在许多领域中广泛地用作粘合剂。当丙烯酸酯聚合物具有适当的玻璃化转变温度(Tg)时，则其具有优异的粘合性。丙烯酸酯聚合物具有纯净的优点。在丙烯酸酯聚合物的聚合反应中，主要使用基于丙烯酸酯的单体，如丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸异辛酯。在仅使丙烯酸酯单体聚合的情况下，所得到的聚合物具有较小的吸水性。通常，通过加入具有酸根的亲水性单体并使该混合物聚合而获得吸水性。然而，在加入具有酸根的亲水性单体的情况下，伴随着降低粘合性的问题。
在美国专利号6,903,151中，披露了通过向如丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸异辛酯的基于丙烯酸酯的单体中加入如羧酸、磺酸和膦酸的具有酸根的亲水性单体以及如乙烯化氧和丙烯化氧的烯化氧的聚合物以增强粘合性而制备的一种粘合剂作为湿的皮肤的适当粘合剂。该粘合剂具有较低的吸水性，因此难于将其应用于产生许多分泌液的创伤。另外，应该将其涂敷在如膜的用于涂敷过程的物体上。此时，降低了其物理性质，如降低了由大量溶剂导致的涂敷特性和由例如烯化氧聚合物的添加剂导致的粘合性，并且其制备工艺较复杂。此外，需要指出的问题在于，可能在皮肤(创伤)上漏出如烯化氧聚合物的添加剂而留下残留物，并且引起皮肤刺激。
因此，为了将粘合剂应用于皮肤、特别是创伤，其应该具有便于使用的自粘性，具有对分泌液的优异吸水性，在从皮肤(创伤)上除去时不留下残留物，并且还具有较少的皮肤刺激。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题和技术课题，本发明的目的是提供一种制备高吸水性水解胶体的改进方法，在不使用任何低分子量增粘剂的情况下，该水解胶体具有自粘性和优异的吸水性，在从皮肤(创伤)上除去时不会留下任何残留物，并且具有较少的皮肤刺激，该方法包括使丙烯酸聚合物与紫外线引发剂和高吸水性物质混合并用紫外线辐照使该混合物聚合的步骤。
为了实现该目的，本发明包括一种制备水解胶体的方法，该方法包括以下步骤第一步，通过使丙烯酰基单体和紫外线引发剂混合并用紫外线辐照该混合物而制备具有200cps～10,000cps粘度的预聚物；第二步，通过使所得到的预聚物与至少一种紫外线引发剂和高吸水性物质混合而制备复合物；和第三步，通过用所述复合物涂敷用于涂敷过程的物体并用紫外线辐照涂敷复合物而使所得到的复合物聚合。
优选的是，本发明进一步包括以下步骤当紫外线辐照后的温度升至比在第一步中制备预聚物时辐照前的温度高5℃～20℃时，使用氧气抑制所述聚合反应。此时，可以通过在所述步骤中使用的氧气降低第三步中的聚合效率。因此，本发明优选地进一步包括以下步骤使用惰性气体除去复合物中的氧气。
图1为示出根据本发明制备的水解胶体的应用形式的片材的剖视图。
具体实施例方式
下文更详细地描述本发明。
本发明至少包括制备预聚物的第一步、制备含有该预聚物的复合物的第二步和用该复合物涂敷用于涂敷过程的物体并使在这种状态的复合物聚合的第三步。各步将具体说明如下[第一步]第一步包括使丙烯酰基单体与紫外线引发剂混合并用紫外线辐照该混合物以制备具有适当粘度的预聚物。通过调节紫外线的辐照强度和时间，该预聚物的粘度在200cps～10,000cps的范围内。如果粘度过低小于200cps，则难于调节涂敷时的厚度。为了获得所需厚度，必须重复涂敷多次，这是麻烦的问题。如果粘度过高超过10,000cps，则第二步中的混合过程不容易进行。
优选使用这样的单体，通过适当地设置作为丙烯酰基单体的具有高玻璃化转变温度(Tg)的单体与具有低Tg的单体之间的混合比率，混合体系的Tg可以在0℃～-50℃(零度以下)的范围内。术语“混合体系的玻璃化转变温度”表示使各单体聚合得到共聚物的玻璃化转变温度。
具有高玻璃化转变温度的单体的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等，而具有低玻璃化转变温度的单体的例子包括丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丁酯、η-己内酯丙烯酸酯(etha-caprolactone acrylate)等。
另外，具有中间范围(60℃～-30℃(零度以下))的单体，例如甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯，可以用作所述丙烯酰基单体。
可以通过混合选自包括(例如)1-羟基环己基苯甲酮、2，2-二甲氧基-2-苯基1-苯乙酮、呫吨酮、苯甲醛、蒽醌、3-甲基苯乙酮、4-氯二苯甲酮、4，4′-二甲氧基二苯甲酮、4，4′-二氨基二苯甲酮、苯偶姻丙醚、苯偶姻乙醚、1-(4-异丙基-苯酚)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮和噻吨酮的组的一种或两种或更多种而使用所述紫外线引发剂。可以通过混合选自包括来自Ciba-Geigy(瑞士)的Irga-cure系列、来自Merck(德国)的Darocur系列和来自BASF(德国)的Lucirine系列的组的一种或两种或更多种而使用商业上可购买的引发剂。对这种紫外线引发剂没有特别限制，但优选通过使0.002～2重量份与100重量份的丙烯酰基单体混合使用。
在所述紫外线辐照中，通常可以使用工业上可用的紫外线灯，如金属卤化物灯、汞灯和黑光灯。这样的紫外线辐照可以在真空中或在如氩气和氦气的惰性气体或空气中进行。紫外线的辐照强度和时间随所用单体的种类和量而变化。如果以0.01mW/cm2～5.0mW/cm2的强度辐照紫外线1～180秒，则可以制备具有200cps～10,000cps、优选具有1,000cps～5,000cps粘度的预聚物。
另外，优选将反应物(丙烯酰基单体+紫外线引发剂)的温度保持在30℃或以下。当辐照紫外线时，引发所述反应，并通过反应物的反应热提高温度。如果辐照紫外线后，反应物达到的温度上升了5℃～20℃，优选比辐照前的温度高约10℃，则适宜终止该反应。其原因在于，如果辐照后的温度升高至比辐照前的温度高很多，即如果辐照后的温度升得过高超过50℃(其中辐照前的温度为30℃)，则使产物(预聚物)变为较高分子量的材料并具有高粘度，而难于进行第二步的混合和第三步的涂敷。反应的这种终止可以通过使用氧气抑制自由基之间的反应而获得(参照步骤1-1)。
第二步包括使所述第一步中制备的预聚物与至少一种紫外线光敏引发剂和高吸水性物质混合以制备一种复合物。所述复合物优选具有500cps～50,000cps的粘度。
用于该第二步中的紫外线引发剂可以包括如第一步中举例说明的那些。优选的是，该引发剂以0.002～2重量份的量与100重量份的预聚物混合，这没有特别限制。
所述高吸水性物质包括液相和粉末相，优选选自对类粘蛋白分泌液具有优异的吸水性的高吸水性物质。优选使用选自包括(例如)聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、果胶、瓜尔胶、藻酸钠、甲壳质、脱乙酰壳多糖、明胶、淀粉、黄原酸胶和刺梧桐树胶的组的一种或两种或更多种的混合物。这样的高吸水性物质优选以0.2～100重量份的范围与100重量份的预聚物混合。如果高吸水性物质包含得过低小于0.2重量份，则难于表现出本发明中所需的吸水性。如果其包含得过大超过100重量份，则可能在创伤上残留残留物。
所述复合物必须包含如上所述的预聚物、紫外线引发剂和高吸水性物质，但可以进一步包含用于提高切应力和内聚力的交联剂。所述交联剂可以以0.0001～2重量份的量与100重量份的预聚物混合。
另外，所述复合物进一步包含可用于处理创伤的添加剂，如润湿剂、创伤愈合促进剂、抗菌剂和细胞生长因子。
对于所述润湿剂和创伤愈合促进剂，可以单独使用或以其混合物的形式使用透明质酸、角质素、骨胶原、硫酸皮肤素、肝素、硫酸肝素、藻酸钠、羧基甲基纤维素钠、硫酸软骨素(chondrotin sulfate)、3-氨丙基磷酸二氢盐或其低聚糖(oligopolysaccharide)等。对于所述抗菌剂，可以使用葡萄糖酸氯己定(gluconate chlorohexidin)、醋酸氯己定(acetate chlorohexidin)、盐酸氯己定(hydrochloride chlorohexidin)、银硫化二嗪(silver sulferdiazine)、聚维酮碘、苯扎氯铵、福来根(furagin)、艾杜卡因(idocaine)、六氯酚、金霉素、新霉素、青霉素、庆大霉素、利凡诺(acrinol)和银(Ag)化合物等。另外，对于所述细胞生长因子，可以单独使用或以其混合物的形式使用血小板衍生生长因子(PDGF)、转化生长因子(TGF-β)、表皮细胞衍生生长因子(EGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)等。各添加剂可以以0.001～0.5重量份的量与100重量份的预聚物混合。
另外，所述复合物可以是透明的或半透明的。为便于创伤观察，优选制备为透明的。另外，该复合物可以包含色素(优选地，肤色色素)。如果可能，在不妨碍创伤观察的量中，其可以以痕量使用。
混合并制备具有上述组成的复合物后，为了更有效地进行下面的第三步中的聚合反应，优选进行除去所述复合物中的溶解氧的步骤(参照步骤2-1)。特别地，可以存在于该复合物中的溶解氧能够抑制第三步中进行的聚合反应。在使用氧气用于完成预聚物的反应的情况下(例如，在进行步骤1-1的情况下)，大量溶解氧可能存在于该复合物中。如果可能，优选在第三步前进行除去溶解氧的步骤2-1。可以通过该复合物吸入如氮气、氩气和氦气的惰性气体容易地除去溶解氧。
第三步包括用所述复合物涂敷物体，然后用紫外线辐照该复合物以使预聚物聚合。具体地说，使复合物中的预聚物以涂敷在物体上的状态聚合，以形成水解胶体型丙烯酰基聚合物。用该复合物涂敷用于涂敷过程的物体后，将透明膜覆盖于涂敷复合物上，建立惰性气体气氛，接着用紫外线辐照该膜以进行聚合反应。
如上所述，在第三步中，由通过紫外线辐照的聚合反应使所述预聚物与高吸水性物质一起聚合，并形成互穿聚合物网络(IPN)。因此，即使吸收了分泌液，用于优异吸水性的高吸水性物质也不会降解，并且不会残留任何残留物。
另外，第三步中的紫外线辐照强度优选低至0.01mW/cm2～5.0mW/cm2的范围内。这样的紫外线辐照强度能够改善粘合性，此外增加的分子量能够改善耐热性。如果紫外线辐照强度过低小于0.01mW/cm2，则预聚物和高吸水性物质不能形成良好的网络。如果紫外线辐照强度过高超过5.0mW/cm2，则可能降低粘性，并且自粘性也会下降。紫外线辐照时间没有特别限制，但在上述辐照强度下可以为1～30分钟。
这样制备的本发明的水解胶体可以有效地应用于皮肤、特别是创伤。具体地说，该水解胶体可以有效地用于将医疗器械或绷带固定在皮肤上的固定粘合带，优选用于创伤敷料。
图1举例说明了一种可以有效地用作创伤敷料的片材，其示出了根据本发明制备的水解胶体的应用形式。该片材至少包括自粘性吸附层(10)。吸附层(10)由第三步中涂敷在物体上聚合的丙烯酰基聚合物(水解胶体)组成。吸附层(10)为透明层或半透明层，优选为透明层。
如图1所示，所述片材优选具有与吸附层(10)任何一侧结合的基片(20)。优选的是，基片(20)为透明的、柔性的。基片(20)可以为织网膜、无纺布膜和树脂膜。优选的是，其为具有液体不透性(liquidimpermeability)(防水性)以及透气性(透湿性)的树脂膜。可以优选作为基片(20)的树脂膜为能够提供高透湿性的树脂，这种树脂的例子包括使用聚氨酯、聚乙烯、硅树脂、天然和合成橡胶、聚乙醇酸、聚乳酸或其共聚物、如聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的合成聚合物、如骨胶原、明胶、透明质酸、藻酸钠、甲壳质、脱乙酰壳多糖、纤维蛋白(fibrin)和纤维素的天然聚合物、或者单独或以其混合物的形式衍生的合成聚合物制备的膜。更优选的是，其为聚氨酯膜。由于聚氨酯膜具有优异的物理性质，如拉伸强度和拉伸应力以及透气性(透湿性)和液体不透性(防水性)，所以其是令人满意的。聚氨酯膜包括通过挤压、溶剂挥发或凝聚制备的一种。
对这种片材的尺寸或形状没有限制。例如，为了方便使用，可以以一定尺寸从上述制备的片材上切下而提供所述片材，或者可以以卷的形式提供该片材而使使用者能够以适于特定用途的尺寸直接从其切下。另外，该片材可以具有与剥离纸结合的结构。将剥离纸设置在基片(20)粘合侧的相反侧上，并在该片材与皮肤(创伤)粘附时将其除去。
本文所用的术语“用于涂敷过程的物体”包括具有可以涂敷所述复合物的表面的那些物体。用于涂敷过程的物体可以选自包括基片(20)或剥离纸和玻璃基片、金属基片、塑料基片等的组。优选的是，该物体具有剥离性(releasing property)。
下面说明具体试验的实施例和比较例。提供这些实施例以详细说明本发明，而这些实施例不意于限制本发明的技术范围。
实施例
<第一步预聚物的制备例>
在氮气气氛下，将95g作为丙烯酰基单体的丙烯酸-2-乙基己酯、5g丙烯酸和0.2g作为紫外线引发剂的Irgacure-184(购自Ciba-GeigyAG，瑞士)加入玻璃反应器中，并充分搅拌该混合物。使用紫外线灯(黑光灯)以1.0mW/cm2辐照强度的紫外线辐照所述反应物30秒，并使该反应物进行反应。当该反应物的温度升高10℃时，通过在反应器中吹入氧气而终止该反应，从而得到预聚物。得到的预聚物在25℃下具有2,000cps的粘度。
<第二步复合物的制备例>
在氮气气氛下，除了100g上述第一步的制备例中得到预聚物之外，向混合器中加入0.4g作为紫外线引发剂的Irgacure-184(购自Ciba-GeigyAG，瑞士)、和作为高吸水性物质的7g羧甲基纤维素(KDA6M15，购自Koje公司，韩国)和15g聚丙烯酸盐(HS-1500，购自Songwon工业有限公司，韩国)，并搅拌和分散该混合物30分钟，从而得到粘性复合物。得到的复合物在25℃下具有20,000cps的粘度。
<第三步实施例1～12>
在涂敷硅的剥离纸上，用刮刀涂布设备以500μm的厚度涂敷上述第二步的制备例中制备的复合物，接着在其上覆盖PET膜。使用紫外线灯(黑光灯)以下表1中列出的辐照强度的紫外线辐照各反应物20分钟，然后使其充分进行反应。剥离各覆盖的PET膜后，在其上层叠各25μm的聚氨酯膜，从而制得自粘性片材样品。
通过下面说明的方法测量上述制备的样品的物理性质，其结果示于下表1中。
①180°剥离粘合强度的测量根据JIS Z 0237，使用张力试验机(通用试验机，Tinus Olsen Korea)进行粘合强度的测量。具体地说，使不锈钢试验板的纵向边缘与粘合侧设在试验板下的样品的纵向边缘相接触。然后，将试验板置于样品的纵向中心，并在剩余的样品中将纸粘附到大约125mm部分的粘合侧上。接着，通过在该样品上以约300mm/min的速度滚动辊子一次而碾压该样品。大约20分钟后，以300mm/min的拉伸速度(tensile speed)剥离完全被碾压的样品约25mm。通过积分仪计算从剥离开始经过20mm的剥离时间与经过80mm的剥离时间之间的各平均载荷值，并且使用该值作为粘合强度的测量。
②吸水性的测量以2×2cm的尺寸切下制得的样品，并测量其初始重量(W1)。将样品加入蒸馏水中，48小时后测量其重量(W2)。通过下述公式计算吸水性的程度吸水度(％)＝(W2-W1)/W1×100％③保留值的测量术语“保留值”表示样品未因生理盐水而降解的能力。通过测量在下面指出的条件下暴露于生理盐水后保持的样品的重量百分比而进行保留值的测量。100％的保留值表示当样品与创伤粘附，然后换下时，在创伤的位置上不会残留任何残留物。
首先，以2.54cm的直径切下样品，并测量和记录其初始重量(W1)。接着，将该样品浸在生理盐水中，并搅拌18小时。取出该样品，并在温度50℃×50％RH的恒温恒湿器中进行干燥72小时。测量样品的重量(Wf)。通过下述公式计算保留值的程度(％)保留值(％)＝(Wf/Wi)×100％[比较例1]使用来自Coloplast公司(US)的Comfeel产品作为该比较例中的样品。该产品通过美国专利号4,231,369中描述的方法制备。通过与上述实施例相同的方法评价该样品的物理性质，其结果示于下表1中。
使用来自Convatec(US)的Duoderm产品作为该比较例中的样品。该产品通过美国专利号4,551,490中描述的方法制备。通过与上述实施例相同的方法评价该样品的物理性质，其结果示于下表1中。
表1评价物理性质的结果
从表1可见，与市场上的现有产品(比较例1、2)相比，在不加入低分子量材料作为增粘剂的情况下，应用根据本发明的水解胶体的片材(实施例1～12)具有非常优异的吸水性和优异的粘合强度。从实施例的结果可见，通过紫外线的辐照强度易于调节粘合强度。
另外，比较例1和2的保留值分别为78％和91％，但是本发明中实施例的所有保留值均为100％。这样优异的保留值是因为由丙烯酰基聚合物和高吸水性物质形成了互穿聚合物网络(IPN)。该事实表明，即使所述片材吸收了分泌液，其也不会降解，从而不会残留任何残留物。
工业实用性本发明具有以下效果，可以不使用大量溶剂或其它添加剂而容易地制备水解胶体。另外，本发明还具有以下效果，根据本发明制备的水解胶体具有优异的吸水性以及自粘性，在从皮肤(创伤)上除去该水解胶体时不会留下残留物，并且由于不使用低分子量增粘剂而具有较少的皮肤刺激。
权利要求
1.一种制备水解胶体的方法，该方法包括以下步骤第一步，通过使丙烯酰基单体和紫外线引发剂混合并用紫外线辐照该混合物而制备具有200cps～10,000cps粘度的预聚物；第二步，通过使所得到的预聚物与至少一种紫外线引发剂和高吸水性物质混合而制备复合物；和第三步，通过用所述复合物涂敷用于涂敷过程的物体并用紫外线辐照涂敷复合物而使所得到的复合物聚合。
2.根据权利要求1所述的制备水解胶体的方法，其进一步包括步骤1-1当紫外线辐照后的温度升至比制备预聚物的第一步中辐照前的温度高5℃～20℃时，使用氧气抑制所述聚合反应。
3.根据权利要求2所述的制备水解胶体的方法，其进一步包括步骤2-1在第三步前，使用惰性气体除去在第二步中制备的复合物中的氧气。
4.根据权利要求1所述的制备水解胶体的方法，其中，所述在第三步中的紫外线辐照强度在0.01mW/cm2～5.0mW/cm2的范围内。
5.根据权利要求1所述的制备水解胶体的方法，其中，所述第二步中的高吸水性物质包括选自包括聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、果胶、瓜尔胶、藻酸钠、甲壳质、脱乙酰壳多糖、明胶、淀粉、黄原酸胶和刺梧桐树胶的组的一种或两种或更多种的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种制备可以应用于皮肤、特别是创伤的水解胶体的方法。本发明包括以下步骤第一步，通过使丙烯酰基单体和紫外线引发剂混合并用紫外线辐照该混合物而制备具有200cps～10,000cps粘度的预聚物；第二步，通过使至少一种紫外线引发剂和高吸水性物质与所得到的预聚物混合而制备复合物；和第三步，通过辐照紫外线使该复合物聚合。在不使用任何增粘剂的情况下，这样制备的本发明的水解胶体具有优异的吸水性以及自粘性，在从皮肤(创伤)除去该水解胶体时没有任何残留物残留，并且具有较少的皮肤刺激。
文档编号C08F2/46GK101085372SQ20071011043
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月5日 优先权日2006年6月5日
发明者李寿昌, 金吉子 申请人:株式会社德成