一种医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺，主要由糊化的淀粉、15-20％用碱中和后的丙烯酸、12-16％的N，N’-亚甲基双丙烯酸胺、20-40％的蒸馏水制成单体，45-55％的单体和20-25％过硫酸铵溶液及12-16％的N，N’-亚甲基双丙烯酸胺经反应、冷冻、解冻，如此循环6次制备而成。本发明通过合理的制备条件及成分配比，用物理化学方法完成医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备，方法成本低廉，水凝胶不易变色，保湿效果良好，使用时效超过720小时且防菌杀毒，适合作为医用复合敷料。
【专利说明】一种医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺
[0001]【技术领域】本发明涉及一种医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺，属于医用复合敷料制备【技术领域】。本发明由淀粉、分析纯丙烯酸、过硫酸铵、N，N'-亚甲基双丙烯酸胺制备而成，可用于有黄色腐肉和黑色坏死组织的伤口的自溶清创，少至中量渗液的伤口，烧伤和放射性伤口以及骨膜、筋腱暴露的伤口，具有保湿、不易变色、抗菌消炎、促进伤口愈合，有利于上皮移行及肉芽生长等作用，对正常皮肤还可产生润肤护肤、延缓皮肤细胞衰老等功效。
[0002]【背景技术】医用敷料按采用的材料目前大致可分为:天然材料类，合成高分子材料类，复合材料类、组织工程类等。天然材料又包括棉纤维、甲壳素/壳聚糖、海藻酸盐、明胶、胶原、动物皮、同种自体/异体皮。天然材料制成的敷料大部分吸收性好，具有良好的生物相容性及生物学活性，但是机械性能差。如传统的棉纱敷料吸收能力有限，在使用时无法保持创面愈合所需的湿润环境，延迟创面愈合。而且容易粘连伤口，在换药时不仅会引起疼痛，还会造成二次损伤。壳聚糖膜敷料存在力学性能差、脆性较大、抗水性差等缺点。海藻酸盐使用时黏附性较差。明胶等胶原蛋白存在弹性差，质脆，不耐水，在潮湿环境易受细菌侵蚀而变质，降解速度不易控制等缺点，由于来源于动物，存在感染的危险。
[0003]组织工程类敷料的主要特征是含有人工培养的、有生物活性的细胞。存在来源有限、价格昂贵、技术复杂、性能不稳定储存时间有限、风险较高等缺点。
[0004]合成高分子敷料采用高分子材料为主要原料，经加工制成不同形状，如薄膜状、泡沫状和水凝胶状等。与传统脱脂棉、脱脂纱布相比，可以大量获得，且组成稳定，在使用中无纤维脱落。薄膜型敷料:透气性、阻菌性及贴附性好，可以维持伤口湿润，促使坏死组织脱落。有弹性，透明，便于观察伤口，但是此类敷料吸收性较差。适合直接用于低渗出的表皮化伤口，也可用来覆盖轻度的表皮摩伤、烧伤或初期的溃疡伤口，起到保护伤口防止摩擦的作用。泡沫性敷料:具有多孔结构，吸收能力强，可以吸收伤口脓血等渗出液。弹性好，可塑性强，轻便，透气性好。它的缺点就是组织会长入孔径带来再次创伤，而且会遗留残屑于创面。水凝胶敷料是将水溶性高分子材料或其单体经特殊的工艺加工，形成的一种具有三维网状结构且不溶于水的胶状物质。水凝胶敷料表面光滑，生物相容性好，吸收能力强，与组织接触时可发生反复水合作用，把组织中的水份吸收到敷料中，可连续吸收伤口创面的渗出物，然后形成凝胶，更换时不会粘连伤口。水凝胶敷料能与不平整的创面紧密粘合，减少细菌滋生的机会，防止创面伤口感染，加速新生血管生成，促进上皮细胞生长，可应用于治疗创伤、溃疡等创面伤口。
[0005]医用水凝胶复合敷料是一类优于传统敷料和生物敷料的合成高分子敷料，通过对材料的复合，兼具多种材料的优势，较好地满足伤口复愈过程中的各种要求。淀粉丙烯酸基水凝胶为淀粉结合聚丙烯酸高分子水凝胶，具有高吸水性，吸水率可达到自身质量的800倍，可以较长时间保持水分不散失。且其大量的宏观和微观孔隙给细胞基质及其代谢物无障碍传递提供了非常便利的条件。一方面其可以通过大量吸收伤口所分泌的炎性渗液，从而减轻疼痛；另外可以防止皮下组织干燥，提供组织“湿性愈合”的最佳微环境。并可根据特定功能需要，可同时携带药物控释系统，完善为具有自动感知，处理和执行特定功能的具有仿生系统智能水凝胶。如对于外界环境微小的物理或化学变化，如温度、PH值等的变化的智能水凝胶。
[0006]目前认为淀粉丙烯酸基水凝胶闭合性敷料可通过:1.促进多种生长因子释放，加快创面愈合速度；2.保持创面低氧张力，刺激毛细血管增生，从而有利于创面成纤维细胞或表皮细胞生长；3.促进坏死组织和纤维蛋白溶解；4.刺激宿主巨噬细胞等在创面的聚集，增强局部抗致病微生物的防御；5.创造适宜的酸性环境；6.通过新型敷料自身较强的吸收性能，减少换药次数敷料吸收伤口渗出液后，伤口处的抗感染物质如白蛋白，单核细胞增加，敷料和伤口渗液融合形成凝胶后不粘连伤口，减少伤口的机械性损伤。从而使伤口局部微环境形成低氧张力，提供湿性愈合环境，保护创面，减轻疼痛，促进组织生长伤口的自溶性清创,增加患者的舒适感,加速伤口愈合,缩短愈合时间，降低感染几率。用这种水凝胶处理褥疮溃疡病和慢性皮肤溃疡病患者的临床经验已产生优异的效果。此外与其他疗法相比，水凝胶敷料生成的焦痂较少、感染较少，而且气味也较小，满足因社会老龄化趋势增加慢性伤口形成的机会，对性能敷料的需求将不断增长。
[0007]
【发明内容】
本发明提供一种医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺，要点在于选择合适的组分，由糊化的淀粉、15-20%用碱中和后的丙烯酸、12-16%的N，N’ -亚甲基双丙烯酸胺、20-40%的蒸馏水制成单体，45-55%的单体和20-25%过硫酸铵溶液及12-16%的N，N’_亚甲基双丙烯酸胺经反应、冷冻、解冻生产工艺循环6次制备而成。此复合水凝胶是一种化学交联的水凝胶，是通过共价键将高聚物链结合而成的网状结构，加热不溶不熔，也称为永久性水凝胶，主要由自由基引发剂和交联剂进行交联。
[0008]淀粉是葡萄糖的高聚体，在适当温度下在水中溶胀、分裂经糊化作用成为胶体溶液。可用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。丙烯酸是化学式为C3H402的有机化合物，是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。是聚合速度非常快的乙烯类单体。丙烯 酸及其酯类作为高分子化合物的单体，应用广泛。N，N’-亚甲基双丙烯酞胺分子式为(CH2CHC0NH2) 2CH2，可溶于非极性有机溶剂，也可溶于水，对皮肤无刺激、无神经毒性。其结构中具有两个相同且极其活泼的官能团，可作为交联剂，且交联效果好，能将线性高分子迅速转变为体型高分子。过硫酸铵(MM)2S2O8为白色结晶或粉末，用作丙烯酸酯等烯类单体乳液聚合的引发剂。淀粉丙烯酸基复合水凝胶以N，N’ -亚甲基双丙烯酞胺为交联剂，将淀粉和丙烯酸混合制备淀粉-丙烯酸基水凝胶，过硫酸铵作为聚合的引发剂。淀粉结合聚丙烯酸高分子水凝胶使用，改善了水凝胶相对较低的机械强度，并可控制水分的散失。
[0009]本发明的制备工艺为:
[0010](I)将淀粉加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的烧瓶中，加入20%的蒸馏水，于85 °C恒温水浴中糊化40min ；
[0011](2)在烧杯中放入适量的丙烯酸，水浴冷却。搅拌下滴入25%氢氧化钠溶液中和至Ph值5~7 ;
[0012](3)按称取12%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺和15%部分中和后的丙烯酸置于烧杯中，加入20%的蒸馏水，搅拌混合均匀；
[0013](4)淀粉糊化结束后，量取40%蒸馏水，放入三口瓶中，在恒温油浴上加热，温度恒定在70°C左右，加入45%的单体和25%过硫酸铵溶液及12%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺，搅拌直至恒温后，使其反应36h。然后，放入-20°C冰箱进行冷冻24h，室温解冻50min ；如此循环6次，制得淀粉丙烯酸基复合水凝胶；
[0014](5)用蒸馏水对水凝胶进行浸泡、洗涤，洗去反应产物中残留的碱及未反应的单体，然后用甲醇对洗涤后的产物进行脱水，然后用乙醇洗去甲醇，取出并密封包装。
[0015]本发明的有益效果为:通过合理的制备条件及成分配比，用物理化学方法完成医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备，具有极好的生物相容性、无毒且方法成本低廉，水凝胶不易变色，保湿效果良好，使用时效超过720小时且防菌杀毒，适合作为医用复合敷料。并可根据特定需要携带药物控释系统及具有自动感知，处理和执行特定功能的智能水凝胶。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0017]实施例1:
[0018]原材料有:淀粉、分析纯丙烯酸、过硫酸铵、N，N'-亚甲基双丙烯酸胺。
[0019]医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备:
[0020](I)将淀粉加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的烧瓶中，加入30%的蒸馏水，于90°C恒温水浴中糊化40min ；
[0021](2)在烧杯中放入适量的丙烯酸，水浴冷却；搅拌下滴入25%氢氧化钠溶液中和至Ph值5~7 ;
[0022](3)按称取16%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺和20%部分中和后的丙烯酸置于烧杯中，加入30%的蒸馏水，搅拌混合均匀；
[0023](4)淀粉糊化结束后，量取40%蒸馏水，放入三口瓶中，在恒温油浴上加热，温度恒定在80°C左右，加入45%的单体和25%过硫酸铵溶液及16%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺，搅拌直至恒温后，使其反应24h ;然后，放入-20°C冰箱进行冷冻36h，室温解冻50min。如此循环6次，制得淀粉丙烯酸基复合水凝胶；
[0024](5)用蒸馏水对水凝胶进行浸泡、洗涤，洗去反应产物中残留的碱及未反应的单体，然后用甲醇对洗涤后的产物进行脱水，然后用乙醇洗去甲醇，取出并密封包装。
[0025]实施例2:
[0026]原材料有:淀粉、分析纯丙烯酸、过硫酸铵、N，N'-亚甲基双丙烯酸胺。
[0027]医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备:
[0028](I)将淀粉加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的烧瓶中，加入20%的蒸馏水，于90°C恒温水浴中糊化35min ；
[0029](2)在烧杯中放入适量的丙烯酸，水浴冷却。搅拌下滴入25%氢氧化钠溶液中和至Ph值5~7 ;
[0030](3)按称取12%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺和15%部分中和后的丙烯酸置于烧杯中，加入20%的蒸馏水，搅拌混合均匀；
[0031](4)淀粉糊化结束后，量取40%蒸馏水，放入三口瓶中，在恒温油浴上加热，温度恒定在70°C左右，加入55%的单体和20%过硫酸铵溶液及12%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺，搅拌直至恒温后，使其反应24h。然后，放入-20°C冰箱进行冷冻24h，室温解冻50min。如此循环6次，制得淀粉丙烯酸基复合水凝胶；[0032](5)用蒸馏水对水凝胶进行浸泡、洗涤，洗去反应产物中残留的碱及未反应的单体，然后用甲醇对洗涤后的产物进行脱水，然后用乙醇洗去甲醇，取出并密封包装；
[0033](6)通过调节水凝胶物理化学、特性(如溶胀度等)，使其具备特定功能的仿生智能水 凝胶。
【权利要求】
1.一种医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺，其特征在于具有如下制备工艺: (1)将淀粉加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的烧瓶中，加入20%的蒸馏水，于85°C恒温水浴中糊化35min ； (2)在烧杯中放入适量的丙烯酸，水浴冷却；搅拌下滴入25%氢氧化钠溶液中和至Ph值5~7; (3)按称取12%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺和15%部分中和后的丙烯酸置于烧杯中，加入20%的蒸馏水，搅拌混合均匀； (4)淀粉糊化结束后，量取40%蒸馏水，放入三口瓶中，在恒温油浴上加热，温度恒定在70°C左右，加入52%的单体和23%过硫酸铵溶液及12%的N，N'-亚甲基双丙烯酸胺，搅拌直至恒温后，使其反应24h ;然后，放入-20°C冰箱进行冷冻24-36h，室温解冻50min ；如此循环6次，制得淀粉丙烯酸基复合水凝胶； (5)用蒸馏水对水凝胶进行浸泡、洗涤，洗去反应产物中残留的碱及未反应的单体，然后用甲醇对洗涤后的产物进行脱水，然后用乙醇洗去甲醇，取出并密封包装。
2.根据权利要求1所述的医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺，其特征在于步骤(3)中N，N'-亚甲基 双丙烯酸胺和部分中和后的丙烯酸比例范围是:4: 5-2: 7，步骤(4)中单体，过硫酸铵，N，N'-亚甲基双丙烯酸胺比例范围是:10: 5: 3-6: 2:1。
【文档编号】A61L15/28GK103833916SQ201210508627
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】石学香, 臧金林 申请人:石学香, 臧金林