澱粉水凝膠的製作方法
2023-05-14 01:39:11
專利名稱：澱粉水凝膠的製作方法
技術領域：
本發明涉及澱粉水凝膠，更具體地，本發明涉及輻射交聯的澱粉水凝膠，其尤其適合醫藥和外科手術應用，例如作為用於傷口如燒傷、thropic潰瘍和褥瘡的敷劑，作為與透鏡和人工軟骨接觸的和藥物傳遞系統的材料。
背景技術：
紗布的傷口敷劑已使用了很多年。它們具有不能防止傷口乾燥的缺點，結果在傷口上形成幹組織，它們允許感染物如細菌和真菌接近傷口。它們粘合到傷口上，使它們難於除去，還會同時除去已與它們相連的新生長的組織，這樣再敷裹傷口會引起患者的疼痛和不適。
在尋找備選的紗布敷劑中，近年來，多種生物或生物合成材料，例如水膠體、藻酸鹽、可吸收的薄聚合物膜，尤其是水凝膠已被開發用於傷口敷劑。
水凝膠比紗布敷劑的優點是它們是柔韌的，而且是有彈性的，由此適於覆蓋無論任何形狀的傷口，它們具有吸收水分和分泌液的能力，並不使傷口乾燥。它們完全密封住傷口，防止細菌和真菌的感染。並且，儘管它們牢牢地附著到皮膚上，但是它們易於除去，不會對患者產生疼痛，也不會除去新生的組織。
例如，通過暴露於輻射下，尤其是電子束或γ輻射下，對水溶性聚合物如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚環氧乙烷和聚丙烯酸的水溶液進行交聯，可以製備水凝膠。目前市場上可購買的最多的用於傷口敷劑和其它醫藥應用的水凝膠還包括多糖，如瓊脂或角叉菜膠。
K.Hashim等在「用於水凝膠的澱粉/水溶性聚合物的混合物的輻射交聯」，Proceedings of Takasaki Workshop，Takasaki，Japan，1-2 November1999已提出西谷澱粉(Sago starch)可以代替用於這些水凝膠的瓊脂或角叉菜膠。該論文公開了從西谷澱粉和聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇製備水凝膠。
西谷澱粉是在西谷椰子生長的地區可廣泛獲得的商品，比目前使用的瓊脂和角叉菜膠的純型要便宜很多。其它的澱粉也可以廣泛獲得，比這些當前使用的材料更便宜。因此，如果可以製備出基於西谷和其它澱粉的水凝膠，這些水凝膠具有使它們適合用於傷口敷劑和其它醫療和外科手術應用的性質，可以大為降低的價格獲得用於這些用途的產品。
發明內容
發明概述本發明提供了形成水凝膠的組合物，包括多達30％，優選5至15％重量的澱粉，5至20％，優選5至7.5％重量的聚乙烯吡咯烷酮，多達15％，優選多達7.5％重量的聚乙烯醇，1至10％，優選多達5％重量的水溶性纖維素和水。
高量的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇會使水凝膠彈性降低，交聯時需要更高的輻射劑量。高量的水溶性纖維素增加水凝膠的溶脹度，隨之不僅會增加吸水性，而且會增加製備水凝膠的溶液的粘度。
與由聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇單獨，或與瓊脂或角叉菜膠組合製備的水凝膠相比，澱粉能增加水凝膠的強度。
本發明的組合物的組分的優選用量為7.5％重量的輻射的澱粉，7.5％重量的聚乙烯吡咯烷酮，5％重量的聚乙烯醇，和3％重量的羧甲基纖維素。
澱粉可以是輻射的或非-輻射的澱粉，優選西谷澱粉，木薯澱粉或玉米澱粉。澱粉的輻射能減少其分子尺寸，使其易於溶解。
水溶性纖維素優選為羧甲基纖維素。
通過形成半-凝膠並將其暴露於電離輻射，例如電子束或鈷-60源，至總吸收劑量在5至50kGy的範圍，可以從該組合物製備水凝膠。在半-凝膠輻射前，可以進行高壓滅菌處理，以使聚乙烯醇完全溶解，並使水凝膠滅菌，這樣只需要更低的輻射劑量，因為在該低的輻射劑量下不一定能使水凝膠滅菌。
優選地，先將各成分以適當的比例分別溶解於蒸餾水中，澱粉和羧甲基纖維素溶液在澱粉開始膠凝點至約90℃的溫度、劇烈攪拌下混合，在約70℃至90℃的溫度、連續緩慢攪拌下加入聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇溶液，同時持續加熱，直到製備出澄清的半凝膠溶液。將該半膠凝的溶液轉移至塑料模中，冷卻至室溫。優選用聚乙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯膜密封該模，輻射以使聚合物交聯，完成膠凝，而且，如果需要，滅菌凝膠。
優選製成聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇溶液，在使用前在約70℃下保持至少12小時。
使用高於約20kGy的更高輻射劑量會導致形成可以是片層形式的凝膠粘連。
使用更低輻射劑量不會導致形成凝膠粘連，但會導致形成膏狀或半液體凝膠，其只能通過管狀容器使用。
粘著的水凝膠具有高的凝膠強度，高彈性和柔韌性，而且具有非常高的溶脹性和粘附性，由此它們出人意外地適合用於傷口敷劑。它們還可以用於水凝膠常規使用的許多其它目的，例如作為培養基。
具體實施例方式
下列實施例舉例說明本發明。在實施例中所有的百分比為重量百分比。
通過將各單獨的成分溶解在蒸餾水中形成溶液，在約90℃的溫度、輕微攪拌下混合溶液，直到得到澄清的半凝膠溶液，應用25kGy劑量的電子束輻射，製得凝膠。
水凝膠的性質列於表1中。
表1
實施例2應用7.5％西谷澱粉，7.5％聚乙烯吡咯烷酮，7.5％聚乙烯醇和3.0％羧甲基纖維素製備一系列水凝膠。
在某些情況下，在100kGy下預輻射澱粉。
通過將各單獨的成分溶解在蒸餾水中形成溶液，在約90℃的溫度、輕微攪拌下混合溶液，直到得到澄清的半凝膠溶液，應用25kGy或40kGy劑量的電子束輻射。在輻射前，一些樣品在121℃的溫度下進行1小時的高壓滅菌處理。
還製備了羧甲基纖維素內容物被相同量的蒸餾水代替的對照水凝膠。
水凝膠的性質列於表2中。表2
實施例3從在100kGy下預輻射的西谷澱粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和水溶性纖維素衍生物製備一系列水凝膠，它是通過將各成分溶解在蒸餾水中，在澱粉膠凝的溫度下加熱溶液，直到得到澄清的半凝膠溶液，隨後在121℃下高壓滅菌處理1小時，在25kGy的劑量下輻射製得的。
用於製備水凝膠的溶液具有下列組成a)30％預輻射的澱粉，7.5％聚乙烯吡咯烷酮，7.5％聚乙烯醇和3％羧甲基纖維素b)7.5％預輻射的澱粉，20％聚乙烯吡咯烷酮，7.5％聚乙烯醇和3％羧甲基纖維素c)7.5％預輻射的澱粉，7.5％聚乙烯吡咯烷酮，15％聚乙烯醇和3％羧甲基纖維素d)7.5％預輻射的澱粉，7.5％聚乙烯吡咯烷酮，7.5％聚乙烯醇和10％羧甲基纖維素e)7.5％預輻射的澱粉，7.5％聚乙烯吡咯烷酮，7.5％聚乙烯醇和3％羥丙基纖維素水凝膠的性質列於表3中。表3
權利要求
1.一種形成水凝膠的組合物，包括多達30％重量的澱粉，5至20％重量的聚乙烯吡咯烷酮，多達15％重量的聚乙烯醇，多達10％重量的水溶性纖維素和水。
2.一種形成水凝膠的組合物，包括5至15％重量的澱粉，5至7.5％重量的聚乙烯吡咯烷酮，1至10％重量的聚乙烯醇，1至10％，優選多達5％重量的水溶性纖維素和水。
3.一種形成水凝膠的組合物，包括7.5％重量的澱粉，7.5％重量的聚乙烯吡咯烷酮，5％重量的聚乙烯醇，和3％重量的羧甲基纖維素。
4.按照權利要求1-3中任何一項的組合物，其中所述澱粉為西谷澱粉，木薯澱粉或玉米澱粉。
5.按照權利要求1-4中任何一項的組合物，其中所述澱粉為輻射的澱粉。
6.按照權利要求1-4中任何一項的組合物，其中所述水溶性纖維素為羧甲基纖維素。
7.一種製備水凝膠的方法，包括從按照權利要求1-6中任何一項的組合物形成半凝膠，使其暴露於電離輻射下至總吸收劑量在5至50kGy的範圍內。
8.按照權利要求7的方法，其中將各成分以適當的比例分別溶解於蒸餾水中，澱粉和羧甲基纖維素溶液在澱粉開始膠凝點至約90℃的溫度、劇烈攪拌下混合，在70℃至90℃的溫度、連續緩慢攪拌下加入聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇溶液，同時持續加熱，直到製備出澄清的半凝膠溶液。
9.按照權利要求7或8的方法，其中製成聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇溶液，在使用前在70℃烘箱中保持至少12小時。
10.按照權利要求7-9中任何一項的方法，其中在輻射前將半凝膠進行高壓滅菌處理。
全文摘要
一種形成水凝膠的組合物，包括多達10％重量的澱粉，5至7.5％重量的聚乙烯吡咯烷酮，5至10％重量的聚乙烯醇，1至3％重量的羧甲基纖維素和水。水凝膠的製備是通過從組合物形成半凝膠，使其暴露於電子束或γ輻射下至總吸收劑量在5至50kGy的範圍內來完成的。
文檔編號C08L3/02GK1480224SQ0317867
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月21日 優先權日2002年7月26日
發明者K·哈希姆, K·Z·M·達赫蘭, K·巴哈裡, N·莫西德, N·A·阿比丁, K 哈希姆, M 達赫蘭, 阿比丁, 韉 申請人:馬來西亞核技術研究所