醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠及其製備方法
2023-05-29 22:04:46 2
專利名稱：醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠及其製備方法
技術領域：
本發明涉及醫用化學製品，具體涉及一種醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠及其製備方法。
近百年來，整形美容外科醫師以及從事研製醫用材料的專家們都在尋找一種人體軟組織的代用品。早在十九世紀末，Gersuny’s首先報告用液體石蠟作為填充劑代替睪丸。此期也有人用蜂蠟有機油或無機油等；20世紀60年代，人們開始採用液態矽膠、聚四氟乙烯糊和顆粒等，但均因存在不同程度的問題而被淘汰。近十年來，人們開始採用牛膠原、自體脂肪、明膠基質等，但這些材料大多數在幾個月後就被吸收，應用受到限制而且有誘發免疫排斥反應的可能。因此，更為優選的是基於合成聚合物的生物相容性水凝膠物質。如中國發明專利申請94195147就公開了一種生物相容性水凝膠，包含基於聚丙烯醯胺的聚合物，通過使用生物相容性交聯劑，在用作分散介質的無熱原水中使用自由基聚合作用的催化劑而製備。該種材料具有良好的彈性、保形性和穩定性，適合治療和整容的要求。但是，上述專利申請採用的是單一催化劑的氧化體系，反應條件無明確限制，聚合反應完成後未進行後處理，因而得到的水凝膠存在質量不穩定，反應不完全，游離單體的含量偏高等缺陷。
本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足之處，而提供一種殘留單體含量較少，性能優良的醫用聚丙烯醯胺水凝膠及其製備方法。該方法採用氧化還原體系，增加了加速劑，使反應強度比較平穩，聚合反應工藝容易控制。同時選擇了聚合反應最佳條件，在氮氣保護下，溫度、時間都作了明確限制，使反應進行完全。同時，該水凝膠的製備過程還採用了聚合反應、後處理、凝膠配製等工藝。使水凝膠產品質量穩定，合格率高。
本發明的目的是通過以下措施達到的構造一種醫用聚丙烯醯胺水凝膠，以交聯丙烯醯胺為基質，通過將適量的丙烯醯胺、交聯劑、催化劑、加速劑和促進劑分散到無菌的二次蒸餾水介質中進行聚合反應來製備，其特徵在於，將聚合反應得到的凝膠進行洗滌、浸泡、萃取等後處理，然後配製成不同交聯度和濃度的醫用水凝膠。
由於本發明在製備醫用聚丙烯醯胺水凝膠的過程中增加了後處理工藝，因而大大降低了製品中游離單體的含量。參照GB12005.5-89的分析方法，利用氣相色譜儀(GC，型號SP-3700)殘留單體含量的實測值為0.0000016％，從而大大降低了水凝膠製品的毒性，很好地滿足了整形外科領域的需要。
本發明的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備原材料的規格見表1，其重量組成百分比為2.5-8％的丙烯醯胺，0.001-3.0％的交聯劑，0.001-4.00％的催化劑，0.001-2.00％的加速劑，0.001-2.00％的促進劑和餘量的無菌二次蒸餾水。
在本發明的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備中，優選的交聯劑為N，N′-乙撐雙丙烯醯胺及其同系物或N，N′二烯丙基酒石酸二醯胺。採用這些優選的交聯劑所製備的聚合物的分子化學結構好，彈性空間大，非常適合整形外科領域的需要。
所述的催化劑可以是過硫酸胺或過硫酸鉀。
優選的加速劑可以是亞硫酸氫鈉或偏亞硫酸鈉，這些加速劑在聚合反應中起還原劑的作用，從而可以使反應進行徹底，殘留的游離單體含量少。
優選的促進劑包括三乙醇胺或三乙胺及其含取代基的N，N′乙二胺類，這些促進劑具有穩定PH值的作用。
本發明還提供了所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備方法，包括以下步驟將適量的丙烯醯胺、交聯劑、催化劑、加速劑和促進劑分散到無菌的二次蒸餾水介質中，充分混合，通入惰性氣體除氧，在20℃-35℃的條件下進行聚合反應；將聚合反應得到的凝膠進行洗滌、浸泡、萃取等後處理；將處理後的固體交聯聚丙烯醯胺粉末與二次蒸餾水配製成醫用水凝膠，其中，交聯聚丙烯醯胺的含量是2.5-8.0wt％。
在進行聚合反應前，將聚合反應使用的原料丙烯醯胺和交聯劑進行重結晶處理提純使原材料達到附表1所規定技術指標。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。
圖1是本發明醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備過程中，聚合反應的示意圖；圖2是本發明醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備工藝流程圖。
實施例1將25克丙烯醯胺，18毫升1％的N，N′-乙撐雙丙烯醯胺水溶液，8毫升1％的三乙醇胺水溶液，在一升反應瓶中混合，過濾雜質，然後加入10毫升0.5％的過硫酸胺水溶液和8毫升0.4％的亞硫酸氫鈉水溶液，加水使總體積達到982毫升，通氮氣10-20分鐘除去氧，在25-30℃下，保溫反應20-24小時，便得到含2.5％交聯聚丙烯醯胺的凝膠。將形成的凝膠切塊，充分洗滌、浸泡、溶劑萃取，過濾，將白色聚丙烯醯胺凝膠固體在40-50℃真空下烘乾，粉碎，用二次蒸餾水配製成2.5％的交聯聚丙烯醯胺水凝膠。實施例2將35克丙烯醯胺，35毫升1％的N，N′-乙撐雙丙烯醯胺水溶液，15毫升1％的三乙醇胺水溶液，35毫升0.5％的過硫酸鉀水溶液，10毫升0.4％的亞硫酸氫鈉水溶液，在一升反應瓶中混合，加水到總體積為875毫升，過濾雜質，通氮氣除氧，在25℃靜置反應，待凝膠形成後，於25-30℃保溫反應30小時，形成含4％交聯聚丙烯醯胺的凝膠。後處理方法同例1。實施例3將30克丙烯醯胺，45毫升1％的N，N′-乙撐雙丙烯醯胺水溶液，4毫升1％的三乙醇胺水溶液，70毫升0.5％的過硫酸胺水溶液，在500毫升反應瓶中混合，加水到總體積為375毫升，攪拌充分後，過濾雜質，通氮氣除氧，在20℃靜置反應30分鐘形成凝膠，升溫到25℃持續反應24小時，形成含8％交聯聚丙烯醯胺的水凝膠。後處理方法同例1。
本發明的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的理化性能測試結果如下(1)外觀 透明、無色凝膠、無外來雜質。(2)PH 7-7.5。(3)重金屬(Pb)含量0.04PPM。(4)折光率 1.3375-1.3385。(5)化學結構鑑定 交聯聚丙烯醯胺(IR)。(6)殘餘丙烯醯胺單體含量範圍0.0000016％-0.000002％。(7)熱穩定性 ＞300℃。(DSC差熱分析)。(8)化學穩定性 沸水煮後，IR鑑定化學結構未變化。(9)氧化能力 最大0.2mg/升O2。(10)溴化能力 最大0.1mg/升Br2。
上述數據表明，本發明的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠化學穩定性好，熱穩定性好，殘留的游離單體含量少，PH值穩定，重金屬含量低，完全符合醫用生物材料生物學安全評價的國際標準(ISO10993-11992)，也符合我國1997年衛生部與國家醫藥管理局頒發的有關規定。
表1 製備親水性聚丙烯醯胺凝膠使用原材料規格
權利要求
1.一種醫用聚丙烯醯胺水凝膠，其特徵在於，以交聯丙烯醯胺為基質，通過將適量的丙烯醯胺、交聯劑、催化劑、加速劑和促進劑分散到無菌的二次蒸餾水介質中進行聚合反應來製備，將聚合反應得到的凝膠進行洗滌、浸泡、萃取等後處理，然後配製成不同交聯度和濃度的醫用水凝膠。
2.根據權利要求1所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠，其特徵在於製備原材料的重量組成百分比為2.5-8％的丙烯醯胺，0.001-3.0％的交聯劑，0.001-4.00％的催化劑，0.001-2.00％的加速劑，0.001-2.00％的促進劑和餘量的無菌二次蒸餾水。
3.根據權利要求1或2所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠，其特徵在於配製成的醫用水凝膠中，所述交聯聚丙烯醯胺的含量是2.5-8.0wt％。
4.根據權利要求1所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠，其特徵在於配所述的交聯劑包括N，N′-乙撐雙丙烯醯胺及其同系物或N，N′二烯丙基酒石酸二醯胺。
5.根據權利要求1或2所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠，其特徵在於所述的加速劑包括亞硫酸氫鈉或偏亞硫酸鈉。
6.根據權利要求1或2所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠，其特徵在於所述的促進劑包括三乙醇胺或三乙胺及其含取代基的N，N′乙二胺類。
7.一種權利要求1或2的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備方法，包括以下步驟將適量的丙烯醯胺、交聯劑、催化劑、加速劑和促進劑分散到無菌的二次蒸餾水介質中，充分混合，進行聚合反應，其特徵在於將聚合反應得到的水凝膠進行洗滌、浸泡、萃取等後處理；將處理後的交聯聚丙烯醯胺與二次蒸餾水配製成醫用水凝膠。
8.根據權利要求7所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備方法，其特徵在於製備原材料的重量組成百分比為2.5-8％的丙烯醯胺，0.001-3.0％的交聯劑，0.001-4.00％的催化劑，0.001-2.00％的加速劑，0.001-2.00％的促進劑和餘量的無菌二次蒸餾水。
9.根據權利要求7所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備方法，其特徵在於在進行所述聚合反應前，將聚合反應使用的原料丙烯醯胺和交聯劑進行重結晶處理提純。
10.根據權利要求7所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備方法，其特徵在於將經後處理的固體交聯聚丙烯醯胺與二次蒸餾水進行配製而成的醫用水凝膠中，交聯聚丙烯醯胺的含量是2.5-8.0wt％。
11.根據權利要求7所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備方法，其特徵在於在所述聚合反應進行之前，向混合溶液中通入惰性氣體除氧。
12.根據權利要求7所述的醫用交聯聚丙烯醯胺水凝膠的製備方法，其特徵在於所述聚合反應是在20-35℃的條件下進行，聚合反應的進行時間為10-25小時。
全文摘要
一種醫用聚丙烯醯胺水凝膠及其製備方法,以交聯丙烯醯胺為基質,通過將適量的丙烯醯胺、交聯劑、催化劑、加速劑和促進劑分散到無菌的二次蒸餾水介質中進行聚合反應來製備,將聚合反應得到的凝膠進行洗滌、浸泡、萃取等後處理,然後配製成不同交聯度和濃度的醫用水凝膠。這種水凝膠化學穩定性好,熱穩定性好,殘留的游離單體含量少,pH值穩定,重金屬含量低,完全符合國際和國內標準。
文檔編號C08F220/56GK1228447SQ99116009
公開日1999年9月15日 申請日期1999年1月15日 優先權日1999年1月15日
發明者曹孟君 申請人:曹孟君