一种儿科用自发热贴剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及自发热贴剂技术领域，尤其涉及一种儿科用自发热贴剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着医疗技术的发展，热敷理疗作为一种辅助治疗手段，不仅可以改善身体局部的血液循环，缓解肌肉酸痛等不适症状，还可以促进局部药物的吸收，辅助疾病的治疗，因而得到了广泛的应用。在各类热敷理疗产品中，自发热贴剂由于使用方便，理疗效果良好，逐渐成为热敷理疗的常用选择。然而，由于自发热贴剂在使用时需要长时间紧贴皮肤，因此很容易造成皮肤低温烫伤，同时还有可能引起过敏反应，对使用者造成一定的伤害；特别是对于儿童使用者，其皮肤更为脆弱，更容易受到伤害。因此，开发一种适用于儿科的安全自发热贴剂具有重要意义。
3.目前，自发热贴剂一般包括发热层、药物层、粘结层和基材。其中，用于发热层中填充的用于发热的材料通常包括铁粉、盐、水、蛭石等，利用铁在湿润空气中发生的氧化反应进行放热，从而达到自发热的效果。然而，这类发热材料的实际发热温度非常容易受组分及透气性的影响，导致实际产品的温度稳定性不足，儿童容易被烫伤；同时，随着氧化反应的进行，水分会快速挥发，导致其发热能力减弱，发热持续性不足，进而影响产品的理疗效果。
4.公开号为cn110192948a的专利提供了一种小儿腹部热敷贴。该专利通过采用压缩工艺将发热件压制成型，并调整发热材料的配比，最大化缩小发热体的体积，从而使热量释放更加持久；并利用上包膜和下包膜对发热材料进行包覆，避免温度过高灼伤皮肤。然而，在压缩状态及多层包覆的状态下，发热材料难以与空气充分反应，导致其实际发热效果很差，达不到所需的热敷效果。
5.有鉴于此，有必要设计一种改进的儿科用自发热贴剂，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种儿科用自发热贴剂及其制备方法。通过对粘胶纤维进行改性，并将改性粘胶纤维与聚乙烯醇混合，制备具有吸湿发热功能的多孔复合膜；并通过将复合膜浸渍于含有新戊二醇和膨胀石墨的盐酸多巴胺溶液中，制备具有较高热导率的控温膜，从而使最终得到的儿科用自发热贴剂具有发热时间长、发热效率高、温度稳定的优点，在保障儿童使用安全的条件下达到较好的发热效果，以满足实际应用的需求。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种儿科用自发热贴剂的制备方法，包括如下步骤：
8.s1、将粘胶纤维加入氯乙酸溶液中，充分搅拌后再加入氢氧化钠溶液，充分反应后对产物进行过滤、洗涤、干燥，得到改性粘胶纤维；再将所述改性粘胶纤维加入聚乙烯醇溶液中，得到混合溶液；将所述混合溶液加热搅拌后，再喷涂于基板上，干燥后得到复合膜；
9.s2、将新戊二醇和膨胀石墨按照第一预设质量比混合后分散于盐酸多巴胺溶液中，得到悬浮液；再将步骤s1制备的所述复合膜浸入所述悬浮液中，充分浸渍后再将其取出干燥，得到控温膜；
10.s3、将铁粉、活性炭、氯化钠和水按照第二预设质量比混合后，形成自发热材料；将所述自发热材料涂覆于步骤s2得到的所述控温膜的上表面，得到自发热膜；
11.s4、将医用压敏胶、隔热膜、所述自发热膜、载药膜和防粘膜由上至下依次贴合，密封包装后得到儿科用自发热贴剂。
12.作为本发明的进一步改进，步骤s4具体包括如下步骤：
13.先将隔热膜、所述自发热膜与载药膜由上至下依次贴合，对其边缘进行热压封口，形成功能层；然后将所述功能层中含有所述隔热膜的一侧粘贴于医用压敏胶粘合面的中部，再将防粘膜覆盖于所述功能层的表面，并使其与所述医用压敏胶粘合面粘合，得到儿科用自发热贴剂。
14.作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述隔热膜采用如下步骤制备：
15.将二氧化硅气凝胶粉末分散于去离子水中，制备质量分数为40％～50％的气凝胶分散液；再将按照步骤s1制备的所述复合膜浸入所述气凝胶分散液中，充分浸渍后再取出干燥，得到隔热膜。
16.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述混合溶液中所述改性粘胶纤维的质量分数为20％～40％；对所述混合溶液进行加热搅拌时，加热温度为60～80℃，搅拌时间为0.5～1.5h。
17.作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，所述第一预设质量比为(80～90):(20～10)。
18.作为本发明的进一步改进，在步骤s3中，所述第二预设质量比为(50～70):(10～20):(8～12):(10～20)。
19.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述氯乙酸溶液的浓度为0.2～0.8g/ml，所述氢氧化钠溶液的质量分数为5％～10％，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为8％～12％。
20.作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，所述盐酸多巴胺溶液由盐酸多巴胺加入tris-hcl缓冲溶液中配制而成，浓度为2～4mg/ml。
21.作为本发明的进一步改进，在步骤s3中，涂覆于所述控温膜上表面的自发热材料的厚度为0.2～0.8mm。
22.为实现上述目的，本发明还提供了一种儿科用自发热贴剂，该儿科用自发热贴剂根据上述技术方案中任一技术方案制备得到，包括依次贴合的医用压敏胶、隔热膜、自发热膜、载药膜和防粘膜；所述自发热膜包括控温膜和负载于所述控温膜表面的自发热材料。
23.本发明的有益效果是：
24.(1)本发明通过将粘胶纤维加入氯乙酸溶液中，再加入氢氧化钠溶液，能够利用氯乙酸对粘胶纤维进行羧基化改性，并经碱化反应与醚化反应，得到吸湿性优异且具有吸湿发热功能的改性粘胶纤维。在此基础上，本发明通过将得到的改性粘胶纤维加入聚乙烯醇溶液中，可以使改性粘胶纤维中的羧基与聚乙烯醇中的羟基发生酯化反应，并利用改性粘胶纤维作为交联剂使聚乙烯醇分子间和分子内结构发生交联，形成多孔的网状结构；同时，改性粘胶纤维的交联作用还能够在提高复合膜机械性能的同时降低其吸湿后的溶胀作用，
避免复合膜体积变化影响最终得到的儿科用自发热贴剂的使用。基于上述步骤，本发明制得的复合膜具有吸湿发热功能和多孔结构，不仅能够对相变材料或隔热材料进行高效吸附与固定，还能够在使用过程中吸收空气中的水分、儿童产生的汗液及铁粉自发热过程产生的水分并放出热量，避免了现有技术中因水分快速挥发导致的发热持续性不足的问题，从而延长儿科用自发热贴剂的发热时间、改善发热效果，并保证儿童使用过程的舒适度。
25.(2)本发明通过将新戊二醇和膨胀石墨混合后分散于盐酸多巴胺溶液中，不仅能够使膨胀石墨对新戊二醇进行高效吸附，还能够利用盐酸多巴胺有效提升膨胀石墨与新戊二醇及复合膜间的相容性，提高其结合强度。在复合膜高效吸湿和多孔结构的基础上，膨胀石墨及负载于膨胀石墨孔隙中的新戊二醇均能够被复合膜高效、牢固地吸附，并均匀分布于复合膜中，从而得到具有较高热导率的控温膜。在实际使用过程中，该控温膜的存在能够利用新戊二醇的相变作用起到对温度的有效调控作用，使儿科用自发热贴剂具有稳定的发热温度，避免温度的突然升高导致的儿童烫伤，提高使用安全性；同时，膨胀石墨不仅能够起到有效固定新戊二醇的作用，还能够提高控温膜的热导率，提高发热材料及复合膜基体的传热效率，提高发热效率。
26.(3)本发明通过将医用压敏胶、隔热膜、自发热膜、载药膜和防粘膜由上至下依次贴合，能够有效利用各层膜材料间的协同作用，使自发热膜表面的自发热材料与氧气反应后产生的热量经控温膜有效控温后，再经过载药膜传递至儿童的皮肤上，在起到稳定长效热敷作用的同时促进药效的发挥；同时，设置于自发热膜上表面的隔热膜能够有效避免自发热膜放出的热量向外部传递，从而避免热量的损失，进一步延长自发热时间。因此，本发明制备的儿科用自发热贴剂具有发热时间长、发热效率高、温度稳定的优点，能够在保障儿童使用安全的条件下达到较好的发热效果，以满足实际应用的需求。
附图说明
27.图1为实施例1制备的儿科用自发热贴剂的结构示意图。
28.附图标记
29.1-医用压敏胶；2-隔热膜；3-自发热膜；31-自发热材料；32-控温膜；4-载药膜；5-防粘膜。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
31.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
32.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.本发明提供了一种儿科用自发热贴剂的制备方法，包括如下步骤：
34.s1、将粘胶纤维加入氯乙酸溶液中，充分搅拌后再加入氢氧化钠溶液，充分反应后对产物进行过滤、洗涤、干燥，得到改性粘胶纤维；再将所述改性粘胶纤维加入聚乙烯醇溶液中，得到混合溶液；将所述混合溶液加热搅拌后，再喷涂于基板上，干燥后得到复合膜；
35.s2、将新戊二醇和膨胀石墨按照第一预设质量比混合后分散于盐酸多巴胺溶液中，得到悬浮液；再将步骤s1制备的所述复合膜浸入所述悬浮液中，充分浸渍后再将其取出干燥，得到控温膜；
36.s3、将铁粉、活性炭、氯化钠和水按照第二预设质量比混合后，形成自发热材料；将所述自发热材料涂覆于步骤s2得到的所述控温膜的上表面，得到自发热膜；
37.s4、将医用压敏胶、隔热膜、所述自发热膜、载药膜和防粘膜由上至下依次贴合，密封包装后得到儿科用自发热贴剂。
38.在步骤s1中，所述混合溶液中所述改性粘胶纤维的质量分数为20％～40％；对所述混合溶液进行加热搅拌时，加热温度为60～80℃，搅拌时间为0.5～1.5h；所述氯乙酸溶液的浓度为0.2～0.8g/ml，所述氢氧化钠溶液的质量分数为5％～10％，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为8％～12％。
39.在步骤s2中，所述第一预设质量比为(80～90):(20～10)；所述盐酸多巴胺溶液由盐酸多巴胺加入tris-hcl缓冲溶液中配制而成，浓度为2～4mg/ml。
40.在步骤s3中，所述第二预设质量比为(50～70):(10～20):(8～12):(10～20)；涂覆于所述控温膜上表面的自发热材料的厚度为0.2～0.8mm。
41.步骤s4具体包括如下步骤：
42.先将隔热膜、所述自发热膜与载药膜由上至下依次贴合，对其边缘进行热压封口，形成功能层；然后将所述功能层中含有所述隔热膜的一侧粘贴于医用压敏胶粘合面的中部，再将防粘膜覆盖于所述功能层的表面，并使其与所述医用压敏胶粘合面粘合，得到儿科用自发热贴剂。
43.其中，所述隔热膜采用如下步骤制备：
44.将二氧化硅气凝胶粉末分散于去离子水中，制备质量分数为40％～50％的气凝胶分散液；再将按照步骤s1制备的所述复合膜浸入所述气凝胶分散液中，充分浸渍后再取出干燥，得到隔热膜。
45.本发明还提供了一种儿科用自发热贴剂，该儿科用自发热贴剂根据上述技术方案中任一技术方案制备得到，其结构示意图如图1所示，包括依次贴合的医用压敏胶1、隔热膜2、自发热膜3、载药膜4和防粘膜5；所述自发热膜3包括控温膜32和负载于所述控温膜32表面的自发热材料31。
46.下面结合具体的实施例对本发明提供的儿科用自发热贴剂及其制备方法进行说明。
47.实施例1
48.本实施例提供了一种儿科用自发热贴剂的制备方法，包括如下步骤：
49.s1、将10g氯乙酸溶于20ml去离子水中，得到氯乙酸溶液；将15g粘胶纤维加入氯乙酸溶液中，充分搅拌后再加入20ml质量分数为7％的氢氧化钠溶液，在70℃下反应2h后，对产物进行过滤，并用甲醇洗涤5次，干燥后得到改性粘胶纤维。将聚乙烯醇分散于90℃的去离子水中，得到质量分数为10％的聚乙烯醇溶液；再将改性粘胶纤维加入聚乙烯醇溶液中，
得到混合溶液，该混合溶液中改性粘胶纤维的质量分数为30％。将混合溶液在70℃下搅拌1h后，均匀喷涂于玻璃板上，在40℃下干燥48h后，得到复合膜。
50.s2、将盐酸多巴胺加入tris-hcl缓冲溶液中，配制浓度为3mg/ml的盐酸多巴胺溶液；再将新戊二醇和膨胀石墨按质量比85:15混合后分散于盐酸多巴胺溶液中，得到悬浮液；再将步骤s1得到的复合膜浸入所述悬浮液中，在超声作用下浸渍5h，干燥后得到控温膜32。
51.s3、将铁粉、活性炭、氯化钠和水按照质量比60:15:10:15混合后，形成自发热材料31；将所述自发热材料31涂覆于步骤s2得到的控温膜32的上表面，涂覆厚度为0.5mm，形成自发热膜3。
52.s4、将粒径为10μm、孔径为50nm的二氧化硅气凝胶粉末加入去离子水中，超声分散，制备二氧化硅气凝胶的质量分数为45％的气凝胶分散液；再将按照步骤s1的方法制备的复合膜置于气凝胶分散液中，在超声作用下浸渍5h，干燥后得到隔热膜。将中药膏剂均匀涂覆于无纺布基材的上表面，形成载药膜。再将隔热膜2、自发热膜3和载药膜4由上至下依次贴合后，对三层膜的边缘进行热压封口，形成一体化的功能层；然后将功能层中含有隔热膜的一侧粘贴于医用压敏胶1粘合面的中部，再将防粘膜5覆盖于所述功能层的表面，并使其与所述医用压敏胶1的粘合面粘合，经密封包装后即得到儿科用自发热贴剂。
53.为检验本实施例制备的儿科用自发热贴剂的自发热效果，将其拆开包装后，对其温度变化情况进行测试，并对其不同时间下对应的温度进行统计，结果如表1所示。
54.表1实施例1制备的儿科用自发热贴剂在不同时间对应的温度
55.时间(h)0.10.51246810121416温度(℃)40.243.644.144.644.243.943.442.741.940.437.8
56.由图1可以看出，本实施例制备的儿科用自发热贴剂在6min即可发热至40℃以上，此后14h内始终稳定在40～45℃之间，具有发热速度快、发热稳定、发热时间长等优点，能够避免温度突然升高导致儿童烫伤的问题，具有较高的使用安全性，能够满足实际应用的需求。
57.实施例2～5及对比例1
58.实施例2～5及对比例1分别提供了一种儿科用自发热贴剂的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于改变了步骤s1中混合溶液中改性粘胶纤维的质量分数，其余步骤均与实施例1一致，在此不再赘述。实施例2～5及对比例1的相应参数值如表2所示，其中，对比例1中未添加改性粘胶纤维，其质量分数表示为0。
59.表2实施例2～5及对比例1的步骤s1中改性粘胶纤维的质量分数
60.实施例/对比例混合溶液中改性粘胶纤维的质量分数(％)实施例220实施例325实施例435实施例540对比例10
61.为对比实施例2～5及对比例1制备的儿科用自发热贴剂的自发热性能，对自发热贴剂发热至40℃的时间、达到的最高温度以及维持在40℃以上的发热持续时间进行测试，
结果如表3所示。
62.表3实施例2～5及对比例1制备的儿科用自发热贴剂的自发热性能
[0063][0064]
由表3可以看出，对比例1中未加入改性粘胶纤维时制得的自发热贴剂的最高温度明显高于各实施例，容易造成儿童烫伤，且其发热持续时间较短，难以达到理想的热敷效果。因此，本发明通过制备改性粘胶纤维并将其加入聚乙烯醇溶液中，能够对自发热贴剂的发热温度及发热时间进行有效调控，具有较高的安全性。
[0065]
进一步对比实施例2～5与实施例1可以看出，随着混合溶液中改性粘胶纤维质量分数的增加，发热达到40℃的时间逐渐缩短，最高温度先降低后升高，发热持续时间则先增加后减少。表明在一定范围内提高混合溶液中改性粘胶纤维的质量分数能够加快发热速度，提高发热的稳定性并延长发热时间，这主要是因为改性粘胶纤维的加入能够使复合膜具有吸湿发热功能和多孔结构，不仅能够促进空气的流通，提高发热材料的反应速率，还能够吸附更多的膨胀石墨及新戊二醇，起到较好的控温作用，并能够利用其吸湿发热作用延长发热的时间，从而有效提高儿科用自发热贴剂的自发热性能。但当改性粘胶纤维含量过高时，过多的孔隙结构容易造成发热材料反应过快，进而导致发热温度过高，反应过早结束，影响自发热贴剂的发热效果。因此，本发明优选混合溶液中改性粘胶纤维的质量分数为20％～40％，在此范围内制备的儿科用自发热贴剂均能够达到较好的发热效果，能够满足实际应用的需求。
[0066]
实施例6～9及对比例2～3
[0067]
实施例6～9及对比例2～3分别提供了一种儿科用自发热贴剂的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于改变了步骤s2中新戊二醇和膨胀石墨的质量比或盐酸多巴胺溶液的浓度，其余步骤均与实施例1一致，在此不再赘述。实施例6～9及对比例2～3的相应参数值如表4所示，其中，对比例2中未添加膨胀石墨，对比例3中以去离子水代替盐酸多巴胺溶液。
[0068]
表4实施例6～9及对比例2～3的步骤s2中的制备参数
[0069][0070]
为对比实施例6～9及对比例2～3制备的儿科用自发热贴剂的自发热性能，对自发热贴剂发热至40℃的时间、达到的最高温度以及维持在40℃以上的发热持续时间进行测试，结果如表5所示。
[0071]
表5实施例6～9及对比例2～3制备的儿科用自发热贴剂的自发热性能
[0072][0073][0074]
由表5可以看出，对比例2未加入膨胀石墨时制得的自发热贴剂的最高温度明显高于各实施例，容易造成儿童烫伤，且其发热持续时间相对较短，难以达到理想的热敷效果。对比例3未添加盐酸多巴胺制得的自发热贴剂的最高温度更高，发热速度较快但持续时间更短，难以满足实际应用的需求。因此，本发明通过将新戊二醇和膨胀石墨按预设质量比混合，并分散于盐酸多巴胺溶液中，能够有效提高自发热贴剂的发热稳定性，避免温度的突变及温度过高带来的隐患。
[0075]
进一步对比实施例6～9与实施例1可以看出，随着膨胀石墨含量的增加或盐酸多巴胺溶液浓度的提高，发热达到40℃的时间逐渐缩短，最高温度先降低后升高，发热持续时间则先增加后减少，其变化趋势与改性粘胶纤维的增加一致，表明在一定范围内增加膨胀石墨的含量或提高盐酸多巴胺的浓度能够加快发热速度，提高发热的稳定性并延长发热时间。这主要是因为膨胀石墨的加入能够提高发热膜的热导率，促进热量的传递；且膨胀石墨能够在盐酸多巴胺溶液的作用下有效吸附新戊二醇，以达到相变控温的效果，从而降低最高温度，提高发热稳定性。同时，盐酸多巴胺溶液浓度的提高能够有效改善膨胀石墨与新戊
二醇及复合膜间的相容性，从而提高膨胀石墨对新戊二醇的吸附率，并提高复合膜上膨胀石墨的含量，进而达到与膨胀石墨含量增加类似的效果。但当膨胀石墨含量过高或盐酸多巴胺浓度过高时，由于热导率过高，反应速度加快，容易导致发热温度升高，持续时间减少，影响自发热贴剂的发热效果。因此，本发明优选新戊二醇和膨胀石墨的质量比为(80～90):(20～10)，盐酸多巴胺溶液的浓度为2～4mg/ml，在此范围内制备的儿科用自发热贴剂均能够达到较好的发热效果，能够满足实际应用的需求。
[0076]
综上所述，本发明提供了一种儿科用自发热贴剂及其制备方法。本发明通过对粘胶纤维进行改性，并将改性粘胶纤维与聚乙烯醇混合，制备了具有吸湿发热功能的多孔复合膜；并通过将复合膜浸渍于含有新戊二醇和膨胀石墨的盐酸多巴胺溶液中，制备了具有较高热导率的控温膜；再将自发热材料涂覆于控温膜表面，并将医用压敏胶、隔热膜、自发热膜、载药膜和防粘膜依次贴合，得到儿科用自发热贴剂。通过上述方式，本发明能够对自发热膜的发热温度进行有效调控，并利用各层膜间的协同作用，降低热量损失，延长自发热时间，使本发明制得的儿科用自发热贴剂具有发热时间长、发热效率高、温度稳定的优点，在保障儿童使用安全的条件下达到较好的发热效果。
[0077]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。