[发明专利]一种医用聚乙烯醇凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，具体涉及一种用于充填、修复、敷贴及防辐射的医用聚乙烯醇凝胶，此凝胶可在植入类、创面修复、冷敷及防辐射器械中应用。

背景技术

许多天然及合成高分子材料，在适宜的条件下均可以形成凝胶。一些凝胶材料可具有良好的理化及生物学性能而被用于医疗用途。其中，因其较低的成本，较为简便的成凝胶过程，相对易于控制的凝胶性质，聚乙烯醇凝胶得到了广泛的重视，基于聚乙烯醇凝胶的植入用，组织工程用及冷敷用器械均有所报道。但是，现有的聚乙烯醇凝胶在作为医疗器械使用时的有效性、安全性及质量可控性上仍存在明显的不足。

聚乙烯醇凝胶通常通过物理或化学的方式构建。物理方式包括反复冻融、冻融后脱水以及辐照等，化学方式则包括多种酸，醛及盐的使用。一般而言，以物理方式构建的凝胶交联程度较低，其强度及稳定性也较差。以化学与物理方式的协同可有效的改进，许多报道已涉及使用硼酸或者硼酸盐作为聚乙烯醇凝胶构建时的交联剂。聚乙烯醇分子中羟基氧原子上存在未共用的孤对电子，而具有两个以上硼原子的化合物可具有空轨道，可有效的将聚乙烯醇交联形成凝胶体。但是，当单独使用时，硼酸具有酸性，硼酸钠等盐具有碱性，这种偏酸或偏碱的pH值条件，对组织细胞的生长不利。并且，在过低或过高的pH值条件下，羟基伸展充分，虽然有利于交联，但往往因为过快过强的局部交联，反而妨碍了整体凝胶的交联均匀。这种因为过交联而导致的局部交联剂固定实际上还可能带来对降低交联剂残留的清洗过程的不利。事实上，虽然在中华人民共和国药典中硼酸及硼砂（硼酸钠）均被收录为消毒防腐药，但一般认为在摄入过量时这两种物质均具有一定的毒性。因此，以这种方式构建的凝胶，当使用低浓度交联剂时交联效率受限，而当使用较高浓度交联剂并且用于需直接接触组织细胞的应用时，残留及清洗又成了问题。

聚乙烯醇凝胶可以应用于多种不同的医疗器械，但这些特殊应用对凝胶的性质提出了许多相互关联的要求。比如，具有适宜力学性质的凝胶可用于骨软骨修复，但当为了追求较高的力学性能而采用化学交联时，残留交联剂与机体之间的反应会影响安全性。当作为敷料在创面应用时，逐渐释放的硼化合物能够有效抑菌，但同时也可能抑制组织的修复。用于人工晶体时，要求凝胶体具有很好的透明度及保水性，但又需避免细胞的不当粘附与增殖。作为防辐射凝胶使用时，虽然凝胶体已经能够具有一定的阻挡射线的能力，但此能力尚显不足。作为冷敷用凝胶时，蓄冷能力需要根据人体组织的需要进行调整，并且，冷冻时的坚硬状态也不利于能够贴敷于需冷敷部位并保证患者舒适的器械设计。总之，现有的聚乙烯醇凝胶在作为医疗器械使用时具有各种不足，需要从凝胶体组成、构建方法及后处理等各方面提出更好的技术方案。

发明内容

本发明的目的是：提供较之现有技术具有更好的交联效果，更低或更可控的交联剂毒性，能够提供更好的蓄冷性能与防辐射性能，生物相容性优良并易于进行后续改进的硼酸-硼砂交联聚乙烯醇凝胶体系。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

为解决现有技术的不足，本发明创造性的以一定比例的硼酸与硼砂共同构建交联聚乙烯醇凝胶的体系。此体系的组成成分中包含质量浓度（w/v）为1.0-28%的聚乙烯醇，0.029-12.6%的硼酸，0.01-1.0%的硼砂，并且，其中的硼酸与硼砂的物质的量之比为18:1至78:1。由于硼酸与硼砂的适当比例能够形成缓冲对系统，能够控制成凝胶体系持续保持于近中性的条件下，不仅可以较均匀的成凝胶，避免局部区域交联过度，并且虽然近中性条件下成凝胶速度可能下降，但终凝胶强度可有明显提升，体系的均匀性也可提供更好的蓄冷能力。近中性条件对于作为交联剂的硼酸-硼砂体系均匀分布，降解过程中交联剂的均匀受控释放，相对较佳的组织细胞相容性等均有重要意义。这种情况下均匀分布的硼元素在防辐射方面能够提供不错的表现。并且，以近中性条件构建凝胶体系，为许多可能的后续处理与改进，比如天然高分子的添加，其他聚合物分子的引入，柔顺剂的使用，增强防辐射的稀土元素加入以及交联体系本身的固定及游离交联剂分子的清洗均提供了有利的条件。