提高医疗器械凝胶敷料成膜性的高分子聚合物制备方法与流程

本发明涉及医疗器械材料，尤其涉及提高医疗器械凝胶敷料成膜性的高分子聚合物制备方法。

背景技术：

1、医疗器械凝胶敷料广泛应用于伤口护理、皮肤修复、体表防护等临床场景，具备保湿、隔离、促愈合等核心功能，而成膜性是决定凝胶敷料临床使用效果的关键指标。目前市面上常规凝胶敷料所采用的高分子体系，在成膜性能及实际应用中存在诸多无法忽视的技术缺陷。

2、中国专利申请公开号：cn104307031a，于2015年2月18日公开了一种皮肤外用修复材料的制备方法及用途，将海藻酸钠、聚乙烯醇和明胶溶液混合，加入戊二醛和丙三醇混合液加热共混，再将共混液进行过滤、减压脱泡、静置即得该皮肤外用修复材料。该皮肤外用修复材料应用于各种外伤性创面，皮肤黏膜，烧烫伤创面，手术切口等的抗菌止血、促进组织愈合。该皮肤外用修复材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，以及抑菌、止血、促愈等特殊功能，交联固化的产品在与创面接触时，能加速肉芽组织的生长和上皮的形成，而该产品在组织愈合的同时降解消失，从而起到防止增生组织粘连的效果。但仍存在以下问题：

3、成膜速率慢，临床便捷性不足：该专利采用戊二醛构建单一共价交联网络，产品以溶液态形式存在，需在创面现场自然静置成膜，成膜时间较长，临床操作时患者轻微活动即易导致敷料移位，影响使用效果。

4、力学性能与耐水性难以兼顾：该专利仅依赖单一共价交联网络，交联位点相对有限，难以兼顾膜体力学强度与柔韧性，在关节等活动部位易皲裂破损；同时遇组织液、汗液后溶胀率偏高，膜体完整性保持能力不足。

5、交联密度调控能力有限：该专利采用溶液混合后静置成型的制备方式，对交联密度的精细化调控手段不足，交联程度波动较大，导致批次间产品性能稳定性难以保证。

技术实现思路

1、为此，本发明提供提高医疗器械凝胶敷料成膜性的高分子聚合物制备方法，用以克服现有技术中因高分子交联网络结构单一，导致凝胶敷料成膜速率缓慢、力学强度与耐水稳定性难以同步提升，且交联密度调控手段不足、批次间性能差异大的技术缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供提高医疗器械凝胶敷料成膜性的高分子聚合物制备方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，以水性介质的总质量为基准，将预设质量占比的水溶性高分子分散于水性介质中，采用分步分散方式使高分子链充分溶解舒展，使活性反应基团均匀外露，得到均匀的高分子溶液；

4、步骤s2，加入占高分子链总质量0.5%～3.0%的戊二醛作为交联剂，将共价交联ph值控制在5.5～6.5，以控制高分子链共价反应程度，使交联程度维持在82.5%～88.6%之间，实现不同高分子链间共价交联，形成三维共价网络结构；

5、步骤s3，向所述三维共价交联预网络中加入占高分子链总质量1.0%～3.0%的离子型交联剂，通过离子键桥接在共价网络上构建第二层离子网络，以将24h溶胀率控制在72%～112%之间，形成共价-离子双网络前驱体；

6、步骤s4，控制反应温度与搅拌速度，以消除体系局部交联密度差，形成稳定的三维高分子网络；

7、步骤s5，通过喷雾干燥将三维高分子网络定型，以将粉体含水率控制在5%以下，得到交联型高分子聚合物干粉。

8、进一步地，在所述步骤s1中，所述分步分散方式具体包括：将高分子粉末撒入水性介质液面处；投料后通过搅拌和均质使高分子充分分散和水合，所述均质转速为1800～2200r/min；静置溶胀至料液均匀透明、无肉眼可见颗粒；最后进行消泡处理，并经滤网过滤，去除未溶结块和杂质。

9、进一步地，所述水溶性高分子为聚乙烯醇和海藻酸钠。

10、进一步地，在所述步骤s1中，所述水溶性高分子的添加量为所述水性介质的总质量的1%～15%，所述水性介质为去离子水。

11、进一步地，在所述步骤s2中，所述共价交联通过缩醛化反应实现，反应温度控制在20℃～60℃之间。

12、进一步地，在所述步骤s3中，所述离子型交联剂的添加量为所述高分子链的总质量的1.0%～3.0%，所述离子型交联剂包括钙离子、锌离子的可溶性盐中的至少一种。

13、进一步地，在所述步骤s4中，所述反应温度控制在20℃～60℃之间，所述搅拌速度控制在100r/min～500r/min之间，以使交联反应温和均匀进行。

14、进一步地，在所述步骤s5中，所述喷雾干燥的进风温度为160℃～180℃，出风温度为85℃～95℃，离心雾化转速为18000～22000r/min，进料速度为20～40ml/min。

15、进一步地，所述步骤s1中，所述水性介质中还含有甘油，以水性介质的总质量为基准，所述甘油的添加量为0.3%～1.0%。

16、进一步地，所述交联型高分子聚合物干粉复溶成膜后，其成膜时间为8～12分钟，抗拉强度≥12mpa，断裂伸长率≥165%，24h溶胀率≤122%。

17、另一方面，本发明还提供一种交联型高分子聚合物干粉，采用如权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备得到。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、本发明通过共价-离子双网络前驱体的协同构建，使高分子链在成膜过程中能够快速形成稳定的三维网络，有效缩短成膜时间。双网络结构提供了多重交联位点，经喷雾干燥得到的高分子聚合物干粉复溶后网络迅速定型，从而缩短了成膜时间，显著提升了临床操作的便捷性，提高了患者的适用体验。

20、进一步地，本发明通过构建的共价-离子双网络前驱体，为共价网络提供刚性骨架保障膜体强度，提高了抗拉强度；在此基础上，通过离子网络提供可逆的牺牲键赋予膜体柔韧性，提升了断裂伸长率，进而在协同作用下使膜体在具备较高抗拉强度的同时保持良好的柔韧性，在关节等活动部位不易皲裂、破损。

21、进一步地，本发明通过在步骤s1中的分步分散方式，依次经分散混合、均质处理、静置溶胀、消泡和过滤，确保了高分子溶液的微观均一性，在此基础上，将共价交联程度精确控制在82.5%～88.6%之间，结合与后续步骤的温和交联控制协同配合，有效消除了体系局部交联密度差，进一步地，在步骤s5的喷雾干燥仅对溶液态已形成的三维网络进行脱水定型，不改变网络的空间结构，使溶液阶段的均一性得以完整保留至终产品，从而在协同作用下使成膜后表面光滑致密，表面缺陷密度控制在0.5个/cm²～0.8个/cm²之间，膜厚均匀一致，厚度偏差≤±5%。

22、进一步地，本发明通过双网络结构的多重交联位点，有效限制了高分子链在水性环境中的自由运动，从而提升了模体耐水性与结构稳定性，在此基础上，通过步骤s3中离子型交联剂添加量的精确控制，优化了网络交联致密性，从而提高了膜体结构的完整性，有效避免溶解脱落的问题。

23、进一步地，本发明无需添加传统有机成膜助剂，交联反应在水相体系中温和进行，交联剂以化学键形式结合于高分子网络中，经喷雾干燥后残留量极低，在此基础上，离子交联剂选用生物相容性良好的金属离子，在发挥交联作用的同时兼具一定的抗菌活性，从而使本发明所得交联型高分子聚合物具备优良的生物相容性，细胞相对增殖率显著优于未经交联处理的常规凝胶膜，满足医疗器械生物学评价要求。

24、进一步地，本发明交联反应在常规水相条件和温和温度下即可完成，无需紫外光引发等复杂设备，在此基础上，配合工业化成熟的喷雾干燥工艺进行后处理，从而在保证产品性能的同时简化了操作流程，降低了生产成本，适合工业化规模生产。