一种用于敷料的高分子水凝胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于敷料的高分子水凝胶及其制备方法，属于辐射化学与生物医 用高分子材料领域。
【背景技术】
[0002] 水凝胶以亲水性聚合物的三维交联网络结构为骨架，从而可以大量吸收并保持水 分呈溶胀状态而不溶解，集成了吸水、保水、缓释等性质于一身，是一类优异的功能材料，特 别适用于开发湿性医用敷料。水凝胶敷料不仅柔软透明透水透氧，在吸收创面渗出液、保持 创面湿润和清创的同时，可以加快伤口愈合。自1962年Winter发明"湿法疗法"发现密闭 湿润环境伤口愈合速度更快后，已经发展了各种湿性敷料，但水凝胶敷料的特点被认为最 接近理想敷料的要求。
[0003] 水凝胶敷料主要以合成或天然高分子为原料。合成高分子结构确定、易于加工、力 学性能较好，但其生物相容性较差、可用种类有限且本身或降解产物易造成环境污染。天然 高分子的生物相容性较好、来源广泛、成本低廉且生物可降解、降解产物安全，同时也存在 机械强度较差等缺点。因此需要改进天然高分子制备水凝胶敷料的方法，增强敷料的机械 强度。
[0004] 水凝胶敷料的制备方法主要有共混、冻融、纺丝等物理方法以及接枝、共聚、辐射 交联等化学方法。采用物理方法制备的水凝胶敷料不透明，不利于伤口观察。采用接枝 共聚等化学方法需要使用交联剂、引发剂、有毒单体等有害物质，微量残余都会导致使用 风险急剧增加。1986年Rosiak等发明的辐射交联法最为常用，辐射交联法具有制备条件 温和、过程简单易控、不使用有毒交联剂、产物纯净、辐射交联与消毒杀菌同时进行等优点。 但辐射法对于大部分单一原料的天然高分子降解作用大于交联作用，所制得的材料机械 强度较差。如CN102949583A公布了 "一种可作为营养面膜的温敏水凝胶及其制备方法"， 采用天然高分子原料通过辐射法制备的水凝胶透明柔软但力学强度不足，不适用作敷料。 CN103071181A公布了"一种水凝胶及其制备方法和用途"，所述天然高分子加载药物活性成 分经辐照制得的水凝胶，为防止辐照降解采用了无氧条件，工艺要求较高而所得水凝胶的 凝胶分数仍低于45%。
[0005] 为解决辐射法制备水凝胶敷料强度较差的问题，很多研宄者做了大量的尝试工 作。主要有以下几种思路： 复合型制备方法一多采用无纺布或透气膜与水凝胶、医用胶粘剂等粘接复合制备而 成。如CN102284081A公开了一种含无纺布层和设于其上的水凝胶层的复合水凝胶敷料， 水凝胶层含水溶性聚合物与单体和水溶性壳聚糖衍生物，采用电子加速器辐照交联制成。 复合层虽一定程度上增强了水凝胶的机械强度，但其所采用的无纺布不透明，不利于观察 伤口愈合情况，且为增强复合层间的结合性而使用的医用胶粘剂使得制备过程更为复杂。 CN1121876C公开了"水凝胶复合型创伤敷料及其辐射合成方法"，该敷料由辐射交联合成 的水凝胶与透明的聚合物膜组成，具有良好的透明度，透气性及透水性，但其吸水率仅为 200-400%。CN101337086A公开了 "一种水凝胶敷料及其制备方法"，由两层水凝胶复合而成， 上下层分别采用辐射法和冻融辐射法制备，具有优异的透明性和吸液性能，但其冻融6次 强度仅达llkPa，且制备过程复杂，生产难以规模化。
[0006] 共混型制备方法一将天然高分子与合成高分子共混后辐照交联。CN103480034A公 布了"辐照交联壳聚糖/明胶/聚乙烯醇水凝胶敷料及其制备方法和应用"，采用的天然高 分子为壳聚糖和明胶，合成高分子为聚乙烯醇，经辐射交联制备的水凝胶敷料具有消炎、促 愈和生物相容性好等优点，但吸液能力不强，且聚乙烯醇难于生物降解造成严重的环境问 题。CN1320931C及CN101664562A也存在同样问题，CN1320931C另外还存在保湿剂增塑剂 等有毒有害残留。CN100389145C公开了"含天然高分子的水凝胶及其辐射制备方法"，采用 多种天然高分子或其衍生物与合成高分子、无机填料、交联敏感剂等混合，经辐射交联制备 水凝胶，复合无纺布或透气膜可用于创伤敷料，但残余原料、副产物及降解产物均会对其生 物相容性造成影响。CN103520767A公布了"一种抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法"，主要 成分为水溶性高聚物、具有假塑性的功能聚合物、抗菌剂和水，固化辐照灭菌获得了透明纯 净、生物相容性好、抗菌疗效显著的水凝胶敷料，但其吸液能力有限，柔韧性不明显。
[0007] 方法结合型制备法一分别将冻融法、浸渍法等与辐照法结合。如CN101244286A 中所述的先辐照后冷冻融化循环法制备的水凝胶敷料，由于辐照前为溶液状，无法一次成 型，辐照后冷冻融化循环仍需要在无菌条件下处理，且耗时较长，不利于生产效率的提高。 CN103044694A公布了"一种细菌纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法"，采用先浸渍使 聚乙烯醇浸入细菌纤维素水凝胶内部，然后经脱泡、脱水处理，辐照得到复合水凝胶，工艺 过程需要多次反复高温洗涤、冲洗，耗时费力。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于敷料的高分子水凝胶。
[0009] 本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于敷料的高分子水凝胶的制备方法。
[0010] 本发明的用于敷料的高分子水凝胶，按重量百分比该组合物由下列组分组成： 明胶 3%~40% 羧甲基纤维素钠 0. 1%~15% 葡甘聚糖 0. 1%~5% 水溶性壳聚糖 0. 1%~5% 聚谷氨酸 0. 1%~15% 透明质酸 0. 1%~12% 水 40%~96. 5% 所述明胶的含量为1〇%~30%。
[0011] 所述羧甲基纤维素钠的含量为0. 2%~10%。
[0012] 所述聚谷氨酸的含量为3%~12%。
[0013] 所述水为去离子水。
[0014] 在上述组合物中，明胶可以形成热可逆凝胶，高温溶解利于混合，室温凝冻利于成 型、加工，且使得水凝胶具有一定的弹性和韧性；羧甲基纤维素钠、葡甘聚糖具有增稠消泡 和保水的作用；水溶性壳聚糖作为抗菌促愈成分；聚谷氨酸与透明质酸具有良好生物保湿 性。这些组分的组合以及各组分的上述百分比范围，是通过大量试验确定的，上述组合以及 百分比范围使本发明水凝胶组合物形成的敷料具有吸水性、透明性以及辐照交联增强的协 同效应。
[0015]本发明的用于敷料的高分子水凝胶由水溶性高分子经水溶液共混、热取向、封装、 辐照交联制备而成。
[0016]所述的高强度性能采用增强取向方式获得，取向方式为热拉伸或热延展，增强条 件包括温度、取向力及取向时间控制等。
[0017]所述辐照交联采用高能射线，高能射线类型为伽马射线、电子束、离子束、紫外线 中的至少一种。
[0018]本发明的用于敷料的高分子水凝胶的制备方法，包括如下步骤： a. 按照原料组成与比例将明胶、