Адгезивный материал медицинского назначения

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в производстве адгезивных материалов для покрытия на раны, для коло-, илео- и уростомных мешков, клейких лент и т.п. Изобретение направлено на создание адгезивного материала с улучшенным водопоглощением, сохраняющего целостность и прочность после насыщения водой. Указанный технический результат достигается тем, что адгезивный материал содержит, мас.%: полимерную основу 30,0-60,0; гидроколлоид 25,0-40,0; фторсодержащий полимер 0,2-10,0. Композиция дополнительно может содержать также пластификаторы 0,1-15,0 мас.%; агенты липкости 0,1-8,0 мас.%; наполнители 0,1-10,0 мас.% и эластомер 0,1-3,0 мас.%. 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в производстве адгезивных материалов для покрытий на раны, для коло-, илео-, и уростомных мешков, клейких лент и т.п.

Известно, что покрытие не должно раздражать кожу, должно сохранять ее сухой, обладать хорошей адгезией как к «сухой», так и к «влажной» коже, сочетать высокие влагоабсорбирующие и прочностные свойства. Оно должно сохранять адгезию, чтобы удерживать устройства на теле, но эта адгезия не должна быть чрезмерной, чтобы не повредить кожу при их удалении.

По мере насыщения материала водой ослабляется адгезия и теряется прочность, что часто приводит к фрагментированию материала на отдельные элементы и полному разрушению. В результате требуется более частая замена покрытия или мешка, т.е. сокращается срок службы изделия, и при замене использованных покрытий на коже остаются фрагменты-остатки материала, которые трудно удалить с кожи.

В идеале, материал покрытия должен обладать хорошей адгезией, быстро и много поглощать воды, от этого зависит ресурс использования, и в то же время оставаться достаточно прочным, чтобы не разрушаться при снятии покрытия с тела после использования.

Адгезивные материалы для такого рода покрытий обычно содержат полимерную основу, обеспечивающую адгезию, и диспергированные в ней частицы гидроколлоида, делающие материал гидрофильным и способным поглощать определенное количество воды.

В настоящее время известны разнообразные адгезивные композиции для покрытий на раны и для остомии, где в качестве полимерной основы используются различные полимеры и сополимеры, а также их смеси (ЕР 1697480, 2006, ЕР 1424088, 2004, US 5492943, 1996, CA 2387395, 2001, ЕР 1523967, 2005 и др.) Однако наиболее широкое применение, в частности, для остомии, нашли покрытия, где в качестве адгезионного слоя используют композиции, содержащие полиизобутилены различного молекулярного веса или их смеси.

В патенте США №3339549, 1967, впервые было предложено адгезивное покрытие из смеси полиизобутилена с гидроколлоидами, такими как пектин, желатин и натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Покрытие данного типа выпускается фирмой Squibb and Sons, Inc. под торговым названием Stomahesive. Недостатком этого материала является сильное разрушение (фрагментирование) при длительном контакте с жидкими выделениями. Для решения данной проблемы вышеуказанная фирма в патенте США 5059189, 1991 предложила в качестве полимерной основы низкомолекулярный полиизобутилен с добавлением одного или более высокомолекулярных эластомеров.

Полученный по данному патенту материал является наиболее близким по составу и по достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению. По приведенной формуле адгезивный материал содержит 15-50 мас.% одного или более низкомолекулярных полиизобутиленов, эластомеры, 20-70 мас.% влагоабсорбирующих агентов - гидроколлоидов, а также может дополнительно содержать до 25 мас.% минерального масла в качестве пластификатора и до 20 мас.% агента липкости. Для усиления прочности покрытия предложено добавлять в композицию высокомолекулярные эластомеры, такие как высокомолекулярный полиизобутилен с мол.весом 81000-99000, бутилкаучук и блок-сополимеры стирола (Kraton 1107).

Покрытие, полученное из данной композиции и выпускаемое под торговой маркой Durahesive, является водостойким, не фрагментируется при длительном контакте с жидкими выделениями, однако введение высокомолекулярных эластомеров привело к резкому уменьшению влагопоглощения по сравнению с покрытием марки Stomahesive.

Другой недостаток обусловлен большой эластичностью материала. Когда покрытие находится на теле пациента, при любом перемещении кожи (она может растягиваться или сжиматься при телодвижениях) покрытие стремится вернуть ее в первоначальное положение. При длительном ношении такое действие покрытия приводит к раздражению кожи, которое проявляется в виде покраснения и болевых ощущений.

Задачей настоящего технического решения является создание водостойкого адгезивного материала медицинского назначения, обладающего высоким водопоглощением, сохраняющего целостность и прочность после насыщения водой.

Это достигается тем, что в адгезивный материал, содержащий полимерную основу и гидроколлоид, дополнительно вводят фторсодержащий полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полимерная основа	30,0-60,0
Гидроколлоид	25,0-40,0
Фторсодержащий полимер	0,2-10,0

В заявляемом адгезивном материале в качестве полимерной основы используют низко- или среднемолекулярный полиизобутилены с молекулярной массой 1300-30000 или их смеси.

В качестве гидроколлоида используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ), альгинат натрия (ALNa), желатин, пектин или их смеси.

В заявляемый материал дополнительно вводят фторсодержащие полимеры (фторопласты), такие как политетрафторэтилен или его сополимеры, например сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом.

Введение фторсодержащего полимера в сочетании с указанной полимерной основой и гидроколлоидом позволяет получать водостойкий адгезивный материал с улучшенным водопоглощением, который не только не фрагментируется после насыщения водой, но и сохраняет при этом прочность.

Водостойкое адгезивное покрытие на основе предлагаемого материала способно поглощать воду с поверхности кожи с большой скоростью.

Использование фторсодержащих полимеров позволяет создать в полимерной фазе пластичную сетчатую структуру, которая предотвращает фрагментирование насыщенного водой покрытия и в то же время не препятствует набуханию при поглощении воды.

В процессе смешения низкомолекулярных эластомеров с гидроколлоидами (процесс проводят при температуре 90-130°С) добавляют небольшое количество (0,2-10,0 мас.%) фторсодержащего полимера. Частицы фторопласта не сплавляются между собой и не взаимодействуют с компонентами композиции. Под воздействием напряжений сдвига частицы вытягиваются в тончайшие нити, распределяясь по всему объему материала, как бы сшивая его. Однако эта сшивка не является жесткой, так как нити не связаны друг с другом.

При контакте покрытия с водой скорость водопоглощения остается постоянно высокой, так как волокна перемещаются вместе с материалом непрерывной фазы, при этом не возникает напряжений сжатия, как в случае высокомолекулярных эластомеров.

Наличие сшивки позволяет обеспечить прочность покрытия и исключить фрагментирование, даже если его масса после контакта с водой значительно увеличилась.

Волокна фторопласта ориентированы в направлении деформации материала при его изготовлении. Вдоль волокон скорость впитывания воды минимальна, так как волокна препятствуют движению, а в направлении, перпендикулярном поверхности, она максимальна.

Это свойство материала позволяет сохранять покрытие при постоянных жидких выделениях из стомы, приеме душа или купании.

В предлагаемый материал для получения специфических свойств и для регулирования соотношений между основными свойствами целесообразно вводить ниже перечисленные добавки:

1. Для усиления адгезионных свойств в предлагаемую композицию могут быть введены агенты липкости: канифоль, глицериновый эфир канифоли (эфир Гарпиуса), алифатическая углеводородная смола (Пикотак - 95) в количестве 0,1-8,0 мас.%.

2. Для увеличения адгезионной способности могут быть добавлены также пластификаторы, такие как вазелиновое масло, парафин в количестве 0,1-15 мас.%

3. Для повышения когезионной прочности в материал могут быть введены наполнители, а именно аэросил, каолин или их смеси в количестве 0,1-10,0 мас.%.

4. Для усиления прочностных свойств могут быть добавлены также в небольших количествах высокомолекулярные эластомеры, такие как блок-сополимеры стирола, бутилкаучук, высокомолекулярный полиизобутилен в количестве 0,1-3,0 мас.%

Кроме указанных компонентов, в заявляемый материал могут быть добавлены различные антибактериальные и лекарственные агенты.

Таким образом, совокупность всех признаков приводит к созданию адгезивного материала с улучшенным водопоглощением, сохраняющего целостность и прочность после насыщения водой.

Полученный с использованием фторопласта материал покрытия обеспечивает высокую скорость водопоглощения, не фрагментируется при постоянном контакте с водой и не разрушается даже, когда его масса при контакте с водой увеличивается в 6-8 раз.

Для приготовления образцов по примерам 1-7 использовались лабораторные вальцы и гидравлический пресс.

Пример 1. Полиизобутилен с молекулярной массой 10000, в количестве 60 г (60 мас.%) вальцуют на вальцах в течение 10 мин при температуре валов 120-130°С. Затем постепенно добавляют NaКМЦ и ALNa в количестве 32 г и 5 г (32 мас.% и 5 мас.%) соответственно. Смесь вальцуют до получения однородной смеси в течение 10-15 мин. После этого добавляют 3 г (3 мас.%) порошка политетрафторэтилена (фторопласта-4), после чего все компоненты вальцуют еще 5-10 мин. Полученный материал укладывают между листами силиконизированной бумаги, и прессуют пластины на гидравлическом прессе при температуре 100°С. Для изготовления образцов с одной из сторон пластины снимают бумагу и закрывают липким бинтом из нетканого материала.

Пример 2 (с агентом липкости и пластификатором). Полиизобутилены с молекулярной массой 18700 и молекулярной массой 1300 в количестве 40 г и 17 г (40 мас.% и 17 мас.%) соответственно вальцуют на вальцах в течение 10 мин при температуре валов 120-130°С. После этого добавляют 5 г (5 мас.%) канифоли и 4 г (4 мас.%.) парафина и вальцуют еще 5 мин. Затем постепенно добавляют NaКМЦ и ALNa в количестве 26 г и 5 г (26 мас.% и 5 мас.%) соответственно. Смесь компонентов вальцуют до получения однородной массы в течение 10-15 мин. После этого добавляют 3 г (3 мас.%) фторопласта-4, и все компоненты вальцуют еще 5-10 мин. Полученный материал прессуют и изготавливают образцы аналогично примеру 1.

Пример 3 (с наполнителем). Полиизобутилены с молекулярной массой 18700 и молекулярной массой 1300 в количестве 40 г и 10 г (40 мас.% и 10 мас.%) соответственно вальцуют на вальцах в течение 10 мин при температуре валов 120-130°С. После этого добавляют предварительно смешенные 5 г (5 мас.%) аэросила, 8 г (8 мас.%) вазелинового масла и вальцуют еще 5 мин. Затем добавляют NaКМЦ и ALNa в количестве 30 г и 5 г (30 мас.% и 5 мас.%) соответственно. Смесь компонентов вальцуют до получения однородной смеси в течение 10-15 мин. После этого добавляют 2 г (2 мас.%) фторопласта-4, после чего все компоненты вальцуют еще 5-10 мин. Полученный материал прессуют и изготавливают образцы аналогично примеру 1.

Композиции по примерам 4-7 и материалы на их основе изготавливают аналогично. Состав всех композиций (примеры 1-7) приведен в таблице 1.

Выход за пределы указанных массовых соотношений приводит к ухудшению свойств адгезивного материала.

Свойства полученных адгезивных материалов представлены в табл.2.

Для сравнения использовались готовые коммерческие образцы Stomahesive и Durahesive, выпускаемые фирмой Convatec, отделением фирмы E.R.Squibb and Sons, а также образец фирмы Hollister на основе высокомолекулярных эластомеров.

Кинетика водопоглощения представлена на чертеже.

Методики оценки свойств

1. Адгезионную способность материала оценивали на добровольцах следующим образом: полоску материала размером 1×10 см и толщиной 1,0-1,2 мм наклеивали на кожу предплечья руки человека, выдерживали 1 ч, а затем отслаивали на разрывной машине под углом 180° при скорости движения подвижного зажима 300 мм/мин.

2. Водопоглощение материала оценивали весовым методом, определяя количество воды, поглощенное образцом (пластина в виде круга диаметром 20 мм и толщиной 1,0-1,2 мм, закрытого с одной стороны водонепроницаемым материалом) при контакте с водой за определенные интервалы времени при 27±1°C. Водопоглощение выражали в процентах к начальному весу образца.

О скорости водопоглощения судили по разнице величины водопоглощения различных образцов за одинаковые промежутки времени (см. чертеж).

Из графика, представленного на чертеже, видно, что образцы, в составе которых присутствуют высокомолекулярные эластомеры (Durahesive и образец фирмы Hollister) за 6 часов контакта с водой имели водопоглощение 100-130%, в то время как образец Stomahesive и образцы с фторопластом - 300-420%. Следовательно, скорость водопоглощения у образцов без высокомолекулярных эластомеров в 3 раза выше, чем скорость водопоглощения у образцов, содержащих в своем составе высокомолекулярные эластомеры.

Однако образец Stomahesive начал фрагментироваться уже после 6 часов контакта с водой, а через 12 часов разрушился полностью, в то время как образцы с фторопластами сохранили целостность в течение 72 часов непрерывного контакта с водой.

В конце испытания водопоглощение адгезивных материалов с фторопластом составило 670-950%, то есть примерно в 7-9 раз увеличился объем образцов. Примечательно, что настолько же увеличилась высота образцов, а их диаметр увеличился незначительно.

Характер набухания образцов свидетельствует о том, что сорбирование воды происходит избирательно, главным образом, в направлении, перпендикулярном поверхности материала.

Оценка свойств адгезивного материала на основе предлагаемой композиции с фторсодержащим полимером показывает, что он обладает улучшенным водопоглощением, при этом сохраняет высокую адгезию.

Большая скорость водопоглощения, отсутствие высокой эластичности и избирательность сорбирования воды позволяют увеличить срок и комфортность пользования калоприемником.

Настоящее техническое решение может быть использовано в производстве коло-, илео- и уростомных мешков, клейких лент для закрепления мочеприемников, а также покрытий на раны, ожоги, трофические язвы и пролежни.

Таблица №1 Состав адгезивного материала
Состав материала	Процентное содержание компонентов, мас.%
	Номера примеров
1	2	3	4	5	6	7
1. Полиизобутилен
а) м.в. 1300 (Indopol, H-300)		17	10		17
б) м.в. 10000 (Indopol, SDG-8450)	60
в) м.в. 18700 (ПИБ-20)		40	40		38	30	54
г) м.в. 28400 (ПИБ-30)				55
2. Гидроколлоиды
а) Натриевая соль карбоксиметил целлюлозы (NaКМЦ)	32	26	30	20	25	35	25
б) Соль альгиновой кислоты (ALNa)	5	5	5			5	5
в) Пектин					5
в) Желатин				5
3. Полифторолефины
а) Политетрафторэтилен	3	3	2	0,2	3	10
б) Сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом							1
4. Пластификаторы
а) Вазелиновое масло			8	9,8		8	10
б) Парафин		4			4	4	5
5. Агенты липкости
а) Канифоль (канифоль сосновая)		5
б) Эфир Гарпиуса					5
в) Пикотак-95						8
5. Минеральные наполнители
а) Каолин				10
б) Аэросил			5
6. Эластомеры
Блок-сополимер (стирол-изопрен-стирол), VECTOR 4111					3

Таблица №2
Физико-химические свойства адгезивного материала.
Примеры (в соответствии с таблицей №1)	Физико-химические свойства
	Адгезионная способность, н/м	Водопоглощение, %
	6 час	72 час
1	120	370	950
2	120	300	850
3	90	280	740
4	60	350	720
5	150	280	680
6	100	350	700
7	90	320	800
Stomahesive	60	300	-
Durahesive	70	130	520

1. Адгезивный материал медицинского назначения, содержащий полимерную основу, гидроколлоид, пластификатор и наполнитель, отличающийся тем, что дополнительно содержит фторсодержащий полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полимерная основа	30,0-60,0
Гидроколлоид	25,0-40,0
Пластификатор	до 15,0
Наполнитель	до 10
Фторсодержащий полимер	0,2-10,0

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерной основы содержит один или более полиизобутилен с молекулярным весом 1300-30000 или их смесь.

3. Материал по п.1 отличающийся тем, что в качестве гидроколлоидов содержит натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, альгинат натрия, пектин, желатин или их смеси.

4. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащего полимера содержит полимеры фторолефинов или их сополимеры.

5. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит вазелиновое масло и/или парафин.

6. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя содержит как каолин или аэросил.

7. Материал по пп.1-6, отличающийся тем, что дополнительно содержит агенты липкости, такие как канифоль, эфир Гарпиуса, Пикотак -95 в количестве 0,1-8,0 мас.%.

8. Материал по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что дополнительно содержит эластомеры или их сополимеры в количестве 0,1-3,0 мас.%.