一种自降解的医疗气凝胶颗粒及制备工艺的制作方法

1.本发明属于气凝胶技术领域，尤其涉及一种自降解的医疗气凝胶颗粒及制备工艺。


背景技术：

2.气凝胶是一种具有三维网络结构的纳米多孔固体材料，在固体基质的孔洞和网络结构中充满气体(通常是空气)。因为其具有大的比表面积、高孔隙率、以及低体积密度和导热系数等优异特性，气凝胶在隔热保温、催化、能源、吸附、航空航天等诸多领域有巨大的潜在应用。气凝胶分为无机气凝胶和有机气凝胶，相比于易碎的无机气凝胶，有机气凝胶具有力学性能较好，柔韧性好的优点。
3.中国专利文献cn107531493b公开了一种气凝胶，所述气凝胶具有尽可能高且永久的疏水性并具有降低的可燃性，中国专利文献cn110903511a公开了一种柔性阻燃聚酰亚胺气凝胶及其制备方法，聚酰亚胺气凝胶制备方法简便，成本低廉，制得的气凝胶密度小、孔隙率高，但其多孔接口未能够实现对医疗方向的应用，并且原料酚类毒性限制了有机交联的适用范围，导致气凝胶的细密孔径以及轻量化的效果未能实现对医疗方面的应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决但其多孔接口未能够实现对医疗方向的应用，并且原料酚类毒性限制了有机交联的适用范围，导致气凝胶的细密孔径以及轻量化的效果未能实现对医疗方面的应用的问题，而提出的一种自降解的医疗气凝胶颗粒及制备工艺。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种自降解的医疗气凝胶颗粒，包括气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒为通过聚丙烯酰胺制备的聚合物基体，所述聚合物基体由以下组分按重量计组成：聚丙烯酰胺、有机酸化合物、添加剂、促进剂和溶剂。
7.作为上述技术方案的进一步描述：
8.所述有机酸化合物为水杨酸钠，所述促进剂为柠檬酸凝胶剂。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.所述添加剂为乙二醇、丙三醇、聚义二醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺中的一种或组成。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.所述溶剂为乙醇，且乙醇的浓度为80
‑
95。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述气凝胶颗粒还包括混合负载填充颗粒的医疗敷料，且负载填充颗粒为海藻酸钠，且负载颗粒体积比为0.3。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.所述医疗敷料制备方法具体包括以下步骤：s1、选取制备后的气凝胶颗粒与海藻酸钠纤维添加医用乙醇后将混料置入混料机内进行离心混料制得止血敷料；
17.s2、充分混合后，在医用绷带表面涂覆混料后的止血敷料后，进行绷带裹敷敷料止血。
18.一种自降解的医疗气凝胶颗粒的制备工艺，具体包括以下步骤：
19.s1、前驱体混合溶剂制备，将配方量的聚丙烯酰胺加入需要量的去离子水中，等待充分溶解混合后，加入水杨酸钠，充分搅拌混合后得到混合溶剂，以水杨酸钠和聚丙烯酰胺为前驱体；
20.s2、将搅拌混合后的混合溶剂添加添加剂，升温至方便控制的温度45
‑
60℃后，进行磁力搅拌混料，等待添加剂混合充分完成，且表面无凝絮后，通过助剂泵相混料釜内添加配方量的凝胶促进剂，置入搅拌釜内充分搅拌混合后得到聚合物水溶液，加入低温密封模具内，密封模具温度调节为45
‑
60℃，循环加热36
‑
48h后获得湿凝胶；
21.s3、溶剂置换，将获得的湿凝胶以及模具整体加入至高压釜内，添加交换溶剂至模具内后，对高压釜进行加压升温置换，置换一定时间后，孔隙内去离子水被部分置换；
22.s4、环境冷却干燥，对高压釜内通入过冷液氮溶液同时进行加压，孔隙内剩余制冷液被冷冻升华，冷冻干燥3
‑
15h；
23.s5、制粒包装，自模具内取出制得的气凝胶在未解冻装态下进行超声波粉碎制粒，制粒后灌装入包装袋内进行冷冻备用。
24.作为上述技术方案的进一步描述：
25.所述s4中冷冻温度控制在
‑
110～
‑
80℃。
26.作为上述技术方案的进一步描述：
27.所述s4中高压釜加压为6.5
‑
13mpa。
28.作为上述技术方案的进一步描述：
29.所述s5中包装袋为铝箔隔热袋。
30.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
31.本发明中，通过采用聚丙烯酰胺以及水样酸钠进行混合，通过柠檬酸为凝胶促进剂，同时通过添加醇类或酰胺类化合物，酸和醇发生酯化反应形成高分子聚合物，随着乙醇的挥发产生膨胀发泡，该过程有利于形成多孔、疏松的多孔，同时在生产时通过低温冷冻对孔隙内水份进行升华干燥，避免孔隙结构因快速脱水而坍缩，并且在气凝胶加工后在冻结状态通过超声波整体粉碎制粒，避免气凝胶结构坍塌影响到负载混合使用，通过水样酸钠的无毒性提高在医疗方面的有机交联适用范围，能够通过与海藻酸钠的混料包敷伤口，同时通过多微孔实现负载满足在药物输送以及可控释放方面的使用。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.本实施例提供一种技术方案：一种自降解的医疗气凝胶颗粒，包括气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒为通过聚丙烯酰胺制备的聚合物基体，所述聚合物基体由以下组分按重量计
组成：聚丙烯酰胺、有机酸化合物、添加剂、促进剂和溶剂，所述有机酸化合物为水杨酸钠，所述促进剂为柠檬酸凝胶剂，所述添加剂为乙二醇、丙三醇、聚义二醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺中的一种或组成，所述溶剂为乙醇，且乙醇的浓度为80
‑
95，所述气凝胶颗粒还包括混合负载填充颗粒的医疗敷料，且负载填充颗粒为海藻酸钠，且负载颗粒体积比为0.3，所述医疗敷料制备方法具体包括以下步骤：取制备后的气凝胶颗粒与海藻酸钠纤维添加医用乙醇后将混料置入混料机内进行离心混料制得止血敷料，s2、充分混合后，在医用绷带表面涂覆混料后的止血敷料后，进行绷带裹敷敷料止血，通过使用柠檬酸凝胶剂，能够通过柠檬酸与乙二醇、丙三醇、聚义二醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺发生酯化反应形成高分子聚合物，随着乙醇的挥发产生膨胀发泡，该过程有利于形成多孔、疏松的多孔的气凝胶体，通过调节醇类化合物的强度改变酯化反应强度，有利于通过调节多孔的气凝胶结构在掩埋后与降解助剂进行充分混合，实现缩短降解时间效果。
35.实施例2
36.一种自降解的医疗气凝胶颗粒，包括气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒为通过聚丙烯酰胺制备的聚合物基体，所述聚合物基体由以下组分按重量计组成：聚丙烯酰胺、有机酸化合物、添加剂、促进剂和溶剂，所述有机酸化合物为水杨酸钠，所述促进剂为柠檬酸凝胶剂，所述添加剂为乙二醇、丙三醇、聚义二醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺中的一种或组成，所述溶剂为乙醇，且乙醇的浓度为80
‑
95，所述气凝胶颗粒还包括混合负载填充颗粒的医疗敷料，且负载填充颗粒为海藻酸钠，且负载颗粒体积比为0.3，一种自降解的医疗气凝胶颗粒的制备工艺，具体包括以下步骤：s1、前驱体混合溶剂制备，将配方量的聚丙烯酰胺加入需要量的去离子水中，等待充分溶解混合后，加入水杨酸钠，充分搅拌混合后得到混合溶剂，以水杨酸钠和聚丙烯酰胺为前驱体；s2、将搅拌混合后的混合溶剂添加添加剂，升温至方便控制的温度45
‑
60℃后，进行磁力搅拌混料，等待添加剂混合充分完成，且表面无凝絮后，通过助剂泵相混料釜内添加配方量的凝胶促进剂，置入搅拌釜内充分搅拌混合后得到聚合物水溶液，加入低温密封模具内，密封模具温度调节为45
‑
60℃，循环加热36
‑
48h后获得湿凝胶；s3、溶剂置换，将获得的湿凝胶以及模具整体加入至高压釜内，添加交换溶剂至模具内后，对高压釜进行加压升温置换，置换一定时间后，孔隙内去离子水被部分置换；s4、环境冷却干燥，对高压釜内通入过冷液氮溶液同时进行加压，孔隙内剩余制冷液被冷冻升华，冷冻干燥3
‑
15h；s5、制粒包装，自模具内取出制得的气凝胶在未解冻装态下进行超声波粉碎制粒，制粒后灌装入包装袋内进行冷冻备用，所述s4中高压釜加压为6.5
‑
13mpa，所述s5中包装袋为铝箔隔热袋，通过选用铝箔隔温袋避免外部温度变化对气凝胶颗粒的形态影响，本实施例优选的是控制s4中冷冻温度为
‑
110℃。
37.实施例3
38.一种自降解的医疗气凝胶颗粒，包括气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒为通过聚丙烯酰胺制备的聚合物基体，所述聚合物基体由以下组分按重量计组成：聚丙烯酰胺、有机酸化合物、添加剂、促进剂和溶剂，所述有机酸化合物为水杨酸钠，所述促进剂为柠檬酸凝胶剂，所述添加剂为乙二醇、丙三醇、聚义二醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺中的一种或组成，所述溶剂为乙醇，且乙醇的浓度为80
‑
95，所述气凝胶颗粒还包括混合负载填充颗粒的医疗敷料，且负载填充颗粒为海藻酸钠，且负载颗粒体积比为0.3，一种自降解的医疗气凝胶颗粒的制备工艺，具体包括以下步骤：s1、前驱体混合溶剂制备，将配方量的聚丙烯酰胺加入需要量的
去离子水中，等待充分溶解混合后，加入水杨酸钠，充分搅拌混合后得到混合溶剂，以水杨酸钠和聚丙烯酰胺为前驱体；s2、将搅拌混合后的混合溶剂添加添加剂，升温至方便控制的温度45
‑
60℃后，进行磁力搅拌混料，等待添加剂混合充分完成，且表面无凝絮后，通过助剂泵相混料釜内添加配方量的凝胶促进剂，置入搅拌釜内充分搅拌混合后得到聚合物水溶液，加入低温密封模具内，密封模具温度调节为45
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60℃，循环加热36
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48h后获得湿凝胶；s3、溶剂置换，将获得的湿凝胶以及模具整体加入至高压釜内，添加交换溶剂至模具内后，对高压釜进行加压升温置换，置换一定时间后，孔隙内去离子水被部分置换；s4、环境冷却干燥，对高压釜内通入过冷液氮溶液同时进行加压，孔隙内剩余制冷液被冷冻升华，冷冻干燥3
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15h；s5、制粒包装，自模具内取出制得的气凝胶在未解冻装态下进行超声波粉碎制粒，制粒后灌装入包装袋内进行冷冻备用，所述s4中高压釜加压为6.5
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13mpa，所述s5中包装袋为铝箔隔热袋，通过选用铝箔隔温袋避免外部温度变化对气凝胶颗粒的形态影响，本实施例优选的是控制s4中冷冻温度为
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80℃。
39.实施例4
40.一种自降解的医疗气凝胶颗粒，包括气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒为通过聚丙烯酰胺制备的聚合物基体，所述聚合物基体由以下组分按重量计组成：聚丙烯酰胺、有机酸化合物、添加剂、促进剂和溶剂，所述有机酸化合物为水杨酸钠，所述促进剂为柠檬酸凝胶剂，所述添加剂为乙二醇、丙三醇、聚义二醇、甲酰胺、二甲基甲酰胺中的一种或组成，所述溶剂为乙醇，且乙醇的浓度为80
‑
95，所述气凝胶颗粒还包括混合负载填充颗粒的医疗敷料，且负载填充颗粒为海藻酸钠，且负载颗粒体积比为0.3，一种自降解的医疗气凝胶颗粒的制备工艺，具体包括以下步骤：s1、前驱体混合溶剂制备，将配方量的聚丙烯酰胺加入需要量的去离子水中，等待充分溶解混合后，加入水杨酸钠，充分搅拌混合后得到混合溶剂，以水杨酸钠和聚丙烯酰胺为前驱体；s2、将搅拌混合后的混合溶剂添加添加剂，升温至方便控制的温度45
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60℃后，进行磁力搅拌混料，等待添加剂混合充分完成，且表面无凝絮后，通过助剂泵相混料釜内添加配方量的凝胶促进剂，置入搅拌釜内充分搅拌混合后得到聚合物水溶液，加入低温密封模具内，密封模具温度调节为45
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60℃，循环加热36
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48h后获得湿凝胶；s3、溶剂置换，将获得的湿凝胶以及模具整体加入至高压釜内，添加交换溶剂至模具内后，对高压釜进行加压升温置换，置换一定时间后，孔隙内去离子水被部分置换；s4、环境冷却干燥，对高压釜内通入过冷液氮溶液同时进行加压，孔隙内剩余制冷液被冷冻升华，冷冻干燥3
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15h；s5、制粒包装，自模具内取出制得的气凝胶在未解冻装态下进行超声波粉碎制粒，制粒后灌装入包装袋内进行冷冻备用，所述s4中高压釜加压为6.5
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13mpa，所述s5中包装袋为铝箔隔热袋，通过选用铝箔隔温袋避免外部温度变化对气凝胶颗粒的形态影响，本实施例优选的是控制s4中冷冻温度为
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90℃。
41.在相同工艺条件下，通过控制冷却干燥时冷冻温度，对实施例2
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4中制得的样品通过观察表面孔径进行性能检查，同时购得市场二氧化硅气凝胶数据做对比例，得到表1数据所示，
[0042][0043]
由上表可知，实施例4中冷冻温度为
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90℃，在冷冻升华处理时能够避免气凝胶孔隙发生坍塌，保证整体孔径大小均匀，为本发明的优先实施例。
[0044]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。