DE69934315T2

DE69934315T2 - Bioadhesive zusammensetzungen mit hydrophobe polymeren

Info

Publication number: DE69934315T2
Application number: DE69934315T
Authority: DE
Inventors: Semple Hugh Chipping Camden MUNRO; Mohammed Saltley YASIN
Original assignee: First Water Ltd
Current assignee: First Water Ltd
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2019-07-31
Also published as: US20020037270A1; EP1100555A1; EP1100556A1; US20020035320A1; CA2338844A1; DE69912793T2; US6592898B2; US7076282B2; WO2000007638A1; JP2002522563A; ATE347386T1; EP1100557A1; DE69912793D1; US6447798B1; JP2002521140A; EP1100555B1; WO2000006215A1; CA2338692A1; EP1100556B1; CA2338715A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bioadhäsiven Zusammensetzungen, insbesondere elektrisch leitenden Hydrogel-Zusammensetzungen mit bioadhäsiven Eigenschaften sowie Zusammensetzungen, die dadurch gewonnen werden können. Die Erfindung betrifft ferner Erzeugnisse, die solche bioadhäsive Hydrogel-Zusammensetzungen umfassen, z.B. biomedizinische Hautelektroden, die derartige bioadhäsive Hydrogel-Zusammensetzungen umfassen, die elektrisch leitend sind.
Stand der Technik
Biomedizinische Hautelektroden werden in großem Umfang in verschiedenen Situationen verwendet, z.B. wann immer es erforderlich ist, eine elektrische Verbindung zwischen der Oberfläche des Körpers eines Patienten und externem medizinischen Gerät zur Übertragung von elektrischen Signalen herzustellen.
Die moderne Medizin kennt zahlreiche medizinische Verfahren, bei denen elektrische Signale oder Ströme vom Körper eines Patienten empfangen oder dem Körper zugeführt werden. Die Schnittstelle zwischen dem bei diesen Verfahren verwendeten medizinischen Gerät und der Haut des Patienten ist üblicherweise irgendeine biomedizinische Elektrode. Derartige Elektroden umfassen in der Regel einen Leiter, der mit dem Gerät elektrisch zu verbinden ist, sowie ein leitendes Medium, das haftend auf der Haut des Patienten befestigt wird oder die Haut des Patienten auf andere Weise kontaktiert, und es gibt sie in unterschiedlichen Arten mit einer Reihe von Gestaltungsvarianten, die im Allgemeinen von der vorgesehenen Verwendung abhängen werden und davon, ob sie z.B. als Übertragungselektroden oder als Mess- d.h. Überwachungselektroden einzusetzen sind.
Zu den therapeutischen Verfahren, die biomedizinische Elektroden verwenden, zählen Vorrichtungen für die transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS: transcutaneous electric nerve stimulation), die für die Schmerzbehandlung verwendet werden; Vorrichtungen für die neuromuskulare Stimulation (NMS: neuromuscular stimulation), die für die Therapie von Krankheiten, wie z.B. Skoliose, verwendet werden; Defibrillations-Elektroden, um einer Brusthöhle eines Säugetier-Patienten elektrische Energie zuzuführen, um Herzschläge des Patienten zu defibrillieren; und dispersive Elektroden, um elektrische Energie zu empfangen, die in einen während eines elektrochirurgischen Eingriffs erfolgten Schnitt eingeleitet wurde.
Zu den diagnostischen Verfahren, die biomedizinische Elektroden verwenden, zählen das Erfassen des elektrischen Outputs von Körperfunktionen, wie z.B. Elektrokardiogramme (ECG: electrocardiograms) zum Überwachen der Herzaktivität und zum Diagnostizieren von Herzanomalien.
Für jedes diagnostische, therapeutische oder elektrochirurgische Verfahren wird zumindest eine biomedizinische Elektrode mit einem ionischleitenden Medium, das einen Elektrolyten enthält, haftend auf der Haut von Säugern an der betreffenden Stelle befestigt oder auf andere Weise mit der Haut in Kontakt gebracht und wird ferner mit elektrisch diagnostischem, therapeutischem oder elektrochirurgischem Gerät elektrisch verbunden. Das leitende Medium, das als Schnittstelle zwischen der Säugerhaut und dem diagnostischen, therapeutischen oder elektrochirurgischen Gerät dient und bei dem es sich in der Regel um ein ionischleitendes Medium handelt, stellt die kritische Komponente der biomedizinischen Elektrode dar.
Zu den Verwendungszwecken von biomedizinischen Elektroden zählen unter anderem das Überwachen und Diagnostizieren der kardiovaskuläre Aktivität eines Patienten. Diagnostische Elektroden werden verwendet, um den Patienten sofort zu überwachen, und sie werden nur etwa fünf bis zehn Minuten lang am Patienten angebracht. Überwachungselektroden werden jedoch an Intensivpatienten bis zu drei Tage lang durchgehend angebracht. Holter-Elektroden hingegen werden verwendet, um einen Patienten während anstrengender und täglicher Aktivitäten zu überwachen.
Obgleich alle oben erwähnten biomedizinischen Elektroden verwendet werden, um die kardiovaskuläre Aktivität aufzuzeichnen, ist es erforderlich, dass jede Elektrode bestimmte Merkmale oder Eigenschaften aufweist, um gut zu funktionieren. So muss die diagnostische Elektrode zwar nicht über einen übermäßig langen Zeitraum auf der Haut eines Patienten haften, sie muss jedoch auf haariger, öliger, trockener und nasser Haut über fünf bis zehn Minuten des Einsatzes wirkungsvoll haften. Die Überwachungselektrode muss über einen längeren Zeitraum haften, wenngleich der Patient während des Überwachungszeitraums oftmals unbeweglich ist. Die Holter-Elektrode ist anfällig für ein Lösen der Haftverbindung infolge physikalischer Bewegung, Perspiration, Wasser etc. und erfordert daher das beste Haftvermögen und gleichzeitig Komfort und elektrische Leistungsfähigkeit.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten biomedizinischen Elektroden reicht das Spektrum der ionisch-leitenden Medien, die als Schnittstelle zwischen der Haut eines Säugetier-Patienten und der elektrischen Ausrüstung dienen, von leitenden Gels und Cremes bis zu leitenden Haftklebern. Während jedoch die leitenden Medien in der Form von Haftklebern vorliegen können, sind solche leitenden Klebemittel für die Verwendung im Bereich der Überwachungs- oder biomedizinischen Holter-Elektroden für sich allein nicht geeignet, um die Haftung auf der Säugerhaut aufrechterhalten zu können, und es müssen zusätzliche hypoallergene und hydrophobe Haftkleber um das leitende Medium herum angewendet werden, um die erforderliche Säugerhaut-Haftung herzustellen. Das US-Patent Nr. 5012810 (Strand et al.) und die US-Patente Nr. 4527087, 4539996, 4554924 und 4848353 (alle Engel) sind Beispiele von Druckschriften, die biomedizinische Elektroden offenbaren, die einen das leitende Medium umgebenden hydrophoben Haftkleber aufweisen.
Die Herstellung von Zweiphasen-Verbundstoffen, die aus einem hydrophilen Polymer bestehen, das eine ionisch-leitende kontinuierliche Phase und Bereiche eines hydrophoben Haftklebers umfasst, die die Haftung auf Säugerhaut verbessern, ist im US-Patent 5338490 beschrieben. Das darin beschriebene Herstellungsverfahren umfasst das Gießen eines Gemischs (als Lösung und/oder Suspension), das aus dem hydrophilen Polymer besteht, das Phasen und hydrophobe Komponenten aufweist, auf ein Substrat und anschließendes Entfernen des Lösungsmittels.
Das US-Patent 5670557 beschreibt ein paralleles Polymerisationsverfahren von hydrophilen und hydrophoben monomeren Verbindungen, das zu einer bikontinuierlichen Struktur führt.
Üblicherweise hat eine erwünschte Elektrode die Eigenschaft, dass sie einen guten elektrischen Kontakt mit der Haut aufrechterhält und frei von örtlich begrenzten Hotspots ist, d.h. eine einheitliche Leitfähigkeit aufweist. Beispielsweise hat sich herausgestellt, dass aus dem Stand der Technik bekannte Elektroden, die Karayagummi verwenden, dazu neigen, im Gebrauch zu kriechen und sich zu verflachen, wodurch die Haut möglicherweise direktem Kontakt mit dem Stromverteilungselement oder dem Leitungsdraht ausgesetzt wird. Ferner sollte eine erwünschte Hautelektrode in der Regel eine geringe Impedanz aufweisen.
Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, Hydrogel-Hautklebemittel bereitzustellen, die verbesserte adhäsive Eigenschaften aufweisen, die leicht verändert werden können, um für verschiedene Verwendungen und, im Falle von medizinischen Elektroden oder ähnlichen Vorrichtungen, für unterschiedliche Anordnungen oder Anwendungen geeignet zu sein. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, Hydrogel-Hautklebemittel bereitzustellen, die zusätzlich im Vergleich zu jenen, die üblicherweise mit den bioadhäsiven Hydrogelen in Verbindung gebracht werden, überdurchschnittliche elektrische Eigenschaften aufweisen können.
Übersicht über die Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung einer bioadhäsiven Zusammensetzung vorgeschlagen, die eine wässrige, weichgemachte, dreidimensionale polymere Matrix sowie ein hydrophobes Polymer umfasst, das Verfahren umfassend das Polymerisieren eines polymerisierbaren Gemischs, das ein oder mehrere Monomere, die ein hydrophiles, ungesättigtes, wasserlösliches Arcylamid-Monomer umfassen, Wasser, einen Weichmacher, bei dem es sich nicht um Wasser handelt, sowie das hydrophobe Polymer umfasst, wobei der Weichmacher in dem polymerisierbaren Gemisch in einer Menge, die wirksam ist, um die adhäsiven Eigenschaften der Zusammensetzung zu steuern, und in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% des Gemischs vorhanden ist, wobei die Konzentration des hydrophoben Polymers an der Oberfläche der resultierenden Matrix größer ist als die Konzentration im Inneren der Matrix.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine bioadhäsive Zusammensetzung bereitgestellt, die eine wässrige, weichgemachte, dreidimensionale, polymere Matrix und ein hydrophobes Polymer umfasst, wobei die wässrige, weichgemachte, dreidimensionale, polymere Matrix einen Weichmacher umfasst, bei dem es sich nicht um Wasser handelt, und die Konzentration des hydrophoben Polymers an der Oberfläche der Matrix größer ist als die Konzentration im Inneren der Matrix, wobei die Zusammensetzung durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gewonnen werden kann.
Die Leistungsfähigkeit von Hydrogelen als Klebemittel hängt mit der Oberflächenenergie des Klebemittels und der Klebefläche (z.B. Säugerhaut) sowie dem viskoelastischen Ansprechverhalten des Massenklebstoffs zusammen. Das Erfordernis, dass das Klebemittel die Klebefläche benetzt, um die Haftwirkung zu maximieren, ist bekannt. Dieses Erfordernis wird üblicherweise erfüllt, wenn das Klebemittel eine ähnliche oder eine geringere Oberflächenenergie zur Klebefläche aufweist. Die viskoelastischen Eigenschaften, insbesondere das elastische Modul oder Speichermodul (G') und das Viskositätsmodul (G''), sind wichtig. Sie werden durch dynamische mechanische Prüfverfahren bei verschiedenen rad/s gemessen. Ihre Werte bei geringen rad/s (näherungsweise 0,01 bis 1 rad/s) und hohen rad/s (100 bis 1000 rad/s) sind auf das Benetzungs-/Kriech-Verhalten bzw. die Abzieh-/Klebrigkeit-Eigenschaften bezogen worden. Die Wahl, die Zusammensetzung und das Verarbeiten der Inhaltstoffe des Hydrogel-Klebemittels erfolgen in der Regel mit dem Ziel, ein Material mit ausgewogenen Eigenschaften herzustellen, das für Haftkleber-Anwendungen geeignet ist. Es geht darum, ein Gleichgewicht zwischen den Mengen und der Beschaffenheit des Polymers, des Weichmachers und des Vernetzungs-/Verknüpfungsgrades zu erreichen.
Die wichtigste elektrische Haupteigenschaft ist die Impedanz. Von der AAMI (American Association of Medical Instruments) wurden Leistungsstandards ausgearbeitet. Bei Messelektroden-Anwendungen werden die aus dem Hydrogelklebemittel und einem geeigneten leitenden Träger bestehenden Elektroden paarweise in Kleber-zu-Kleber-Kontakt angeordnet. Der leitende Träger weist häufig eine in Kontakt mit dem Klebemit tel stehende Ag/AgCl-Beschichtung auf. Die gemessene Impedanz hängt von der Güte sowohl der Ag/AgCL-Beschichtung als auch des Klebemittels ab. Bei dieser Ausgestaltung muss das Klebemittel Chloridionen enthalten. Die Konzentration der Chloridionen beeinflusst die Impedanz derart, dass die Erhöhung der Konzentration die Impedanz verringern kann. Es wäre zu erwarten, dass die Aktivität der Ionen (im Gegensatz zur Konzentration) wichtig bei der Bestimmung der Impedanz sein würde, in der Praxis ist die Bestimmung der Ionenaktivität in diesen Systemen jedoch keine triviale Sache. Es wurde herausgefunden, dass der Wassergehalt und dessen zugehörige Aktivität eine wichtige Voraussetzung bei der Steuerung der Impedanz darstellt und Klebemittel mit höherer Wasseraktivität üblicherweise geringere Impedanzen aufweisen.
Wenn Wasser aus dem Hydrogel verloren geht, ist es wahrscheinlich, dass sich sowohl die adhäsiven als auch die elektrischen Eigenschaften zum Nachteil verändern. Während angeführt wurde, dass die Gegenwart von Glyzerin oder anderen mehrwertigen Alkoholen bei anderen berichteten Formulierungen dem Hydrogel Feuchthaltemittel-Eigenschaften verleihe, hat sich herausgestellt, dass der wichtigste Parameter zur Verhinderung von Wasserverlust die Aktivität des Wassers innerhalb des Hydrogels darstellt, die wiederum von der Beschaffenheit und den Proportionen der anderen Komponenten und der Verarbeitungsweise abhängt.
Die Wasseraktivität im Hydrogel-Klebemittel hängt in erster Linie vom Wassergehalt und der Beschaffenheit der polymeren Komponenten und von der Art ab, in der sie verarbeitet werden. Es wurde gezeigt, dass die Wasseraktivität eine bessere Korrelation mit dem Wachstum von Bakterien und Schimmelpilzen als der Wassergehalt aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass Organismen bei Wasseraktivitäten unterhalb von 0,8 nur schwerlich wachsen. Es wurde berichtet, dass sich auch die Enzymaktivität unterhalb einer Aktivität von 0,8 signifikant verringert. Es hat sich herausgestellt, dass die Wasseraktivität die Verklebbarkeit des Hydrogel-Klebemittels dahingehend beeinflusst, dass dessen Verklebbarkeit bei Wasseraktivitäten oberhalb von etwa 0,75 nachlässt. Überraschenderweise wurde nun eine bioadhäsive Zusammensetzung gefunden, die eine geeignete Ausgewogenheit der oben erläuterten Eigenschaften aufweist.
Dementsprechend ist die bioadhäsive Zusammensetzung vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:

(i) eine Wasseraktivität von 0,4 bis 0,9;
(ii) ein elastisches Modul bei 1 rad/s von 700 bis 15.000 Pa;
(iii) ein elastisches Modul bei 100 rad/s von 2000 bis 40.000 Pa;
(iv) ein viskoses Modul bei 1 rad/s von 400 bis 14.000 Pa;
(v) ein viskoses Modul bei 100 rad/s von 1000 bis 35.000 Pa;

Die Auswertung der rheologischen Eigenschaften der Zusammensetzungen wurde erfolgreich verwendet, um das adhäsive Verhalten zu charakterisieren und zu differenzieren. Üblicherweise werden das elastische Modul (G') und das viskose Modul (G'') über einen Bereich von 0,01–100 rad/s bei einer gegebenen Temperatur gemessen. Für Hautanwendungen beträgt die angemessene Temperatur 37°C. Die Moduli bei geringen rad/s-Werten beziehen sich auf die Anfangsklebung des Klebemittels auf der Haut und die höheren auf die Änderungen in den mit dem Verlust der Klebung verbundenen Modulwerten. Verfahren zum Messen von G' und G'' sind bekannt; beispielsweise könnte ein Rheometric-Scientific-RS-5-Rheometer verwendet werden.
Die Wasseraktivität der Zusammensetzung kann unter Verwendung von Impedanzverfahren mit Vorrichtungen, wie z.B. dem Rotronic-AWVC (hergestellt von Rotronic), gemessen werden. Die Aktivität des Wassers kann auch bestimmt werden, indem die Zusammensetzung in Umgebungen mit kontrollierter Feuchtigkeit und Temperatur gebracht wird und die Gewichtsänderungen gemessen werden. Die relative Feuchtigkeit RH (Relativ Humidity), bei der sich das Gewicht der Zusammensetzung nicht ändert, entspricht der Aktivität des Wassers im Gel (RH/100). Die Verwendung gesättigter Salzlösungen, um die geeigneten Umgebungsbedingungen herzustellen, ist bekannt. Allen Zusammensetzungen, die direkt relativen Feuchtigkeiten ausgesetzt werden, die unterhalb derjenigen, die der Aktivität des Wassers entspricht, liegen, wird es thermodynamisch erlaubt, Wasser zu verlieren. Wenn die Zusammensetzung größeren relativen Feuchtigkeiten ausgesetzt ist, führt dies zur Zunahme des Gewichts der Zusammensetzung.
Die Impedanzwerte bei 10 Hz lassen sich folgendermaßen messen. Silber/Silber-Chlorid-Elektroden werden aus den Zusammensetzungen durch das Anordnen von Proben der Größe 25 mm × 25 mm auf mit Silber/Silber-Chlorid-beschichteten Kunststoffösen (Produkt von Micron Medical Products und vertrieben als Kunststoffösen 107) zusammengefügt. Die Impedanzen der Zusammensetzungen werden durch Kontaktieren der Elektroden, wenn diese einander zugewandt sind, über die Zusammensetzungen und Verbinden mit einem Xtratek-ET-65A-ECG-Elektrodentester (Produkt von Xtratek aus Lenexa, Kansas) aufgezeichnet. Die Impedanz bei 500 MHz kann mittels einer Impedanz-Messvorrichtung aus einem zwischen zwei leitenden Aluminiumplatten angeordneten 10 cm × 5 cm großen und eine Dicke von 0,5 cm aufweisenden Abschnitt des Gels gemessen werden.
Die bioadhäsive Zusammensetzung lässt sich vorzugsweise durch Polymerisieren eines Reaktionsgemischs erhalten, das 20 bis 55 Gew.-% von

(a) einem oder mehreren Monomeren, die ein hydrophiles, ungesättigtes, wasserlösliches Acrylamidmonomer umfassen und 0,1 bis 10 Gew.-% von
(b) einem hydrophoben Polymer umfasst, wobei das restliche Reaktionsgemisch Wasser umfasst.

Die erfindungsgemäße bioadhäsive Zusammensetzung ist vorzugsweise derart beschaffen, dass die relative Menge an hydrophobem Polymer (welches der Menge an hydrophobem Polymer relativ zur Menge des Monomers entspricht) an der Oberfläche der Zusammensetzung vorzugsweise mindestens viermal so groß, noch bevorzugter zumindest achtmal so groß, wie im Inneren der Zusammensetzung ist. Die relative Menge an der Oberfläche entspricht vorzugsweise der relativen Menge in der Zusammensetzung bei einer Tiefe von bis zu 1 Mikrometer (wie mittels FTIR ATR unter Verwendung eines ZnSe-Kristalls gemessen), vorzugsweise bis zu 0,25 Mikrometer (wie mittels FTIR ATR unter Verwendung eines Germaniumkristalls gemessen). Die relative Menge wird mittels der relevanten FTIR ATR-Technik durch Gewinnung des Verhältnisses der Peakhöhe im Carbonylbereich für das hydrophobe Polymer zur Peakhöhe des Peaks im Carbonylbereich für das Monomer gemessen. Die Wellenzahlwerte für die relevanten Peaks für das hydrophobe Polymer und das Monomer sind bekannt.
Noch bevorzugter beträgt das Verhältnis der relativen Menge in der Oberfläche der Zusammensetzung bei einer Tiefe von bis zu 0,25 Mikrometer zur relativen Menge in der Oberfläche der Zusammensetzung bei einer Tiefe von bis zu 1 Mikrometer mehr als 1:1, noch bevorzugter mehr als 1,25:1 und am meisten bevorzugt mehr als 1,5:1.
Erfindungsgemäß wird ferner eine biomedizinische Elektrode bereitgestellt, die eine erfindungsgemäße bioadhäsive Zusammensetzung in Verbindung mit einer elektrisch leitenden Schnittstelle umfasst. Die biomedizinische Elektrode umfasst optional einen Träger. Die elektrisch leitende Schnittstelle umfasst vorzugsweise eine Schicht aus elektrisch leitendem Material, die vorzugsweise auf den Träger, sofern vorhanden, aufgetragen wird.
Die Erfindung stellt ferner einen Befestigungsartikel bereit, der geeignet ist, eine biomedizinische Vorrichtung, z.B. einen Katheder, Schläuche, Drähte oder Kabel, auf Haut (oder dem menschlichen Körper) anzubringen, wobei dieser Artikel eine erfindungsgemäße bioadhäsive Zusammensetzung umfasst.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Wundverschluss bereitgestellt, der ein Trägermaterial und die erfindungsgemäße bioadhäsive Zusammensetzung umfasst. Das Trägermaterial wird von beiden bioadhäsiven Zusammensetzungen entweder eingekapselt oder auf diese aufgetragen. Vorzugsweise wird es, insbesondere auf nur einer Seite, beschichtet.
Der erfindungsgemäße Wundverschluss kann durch ein Verfahren hergestellt werden, welches entweder umfasst:

(a) Beschichten oder Einkapseln eines Trägermaterials mit einem wässrigen Reaktionsgemisch, das ein erstes Monomer, ein zweites Monomer und einen Vernetzerstoff umfasst, vorausgesetzt, dass das Reaktionsgemisch ausgeführt ist wie in Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt der Erfindung definiert, und Aushärten der Schicht auf dem Material, oder
(b) Beschichten eines Trägermaterials mit der erfindungsgemäßen bioadhäsiven Zusammensetzung.

Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das eine oder umfassen die mehreren Monomere Acrylat-basierte Monomere, die ausgewählt wurden wegen ihrer Fähigkeit, in Wasser rasch zu polymerisieren, und die im Wesentlichen das gleiche Molekulargewicht aufweisen, wobei bei einem Gemisch aus diesen beiden die relativen Verhältnisse variiert werden können, ohne die molaren Eigenschaften der Zusammensetzung signifikant zu ändern.
Das eine oder die mehreren Monomere umfassen vorzugsweise eine
worin n 2 oder 3 darstellt (wenn n 3 darstellt, ist auch ein Gegen-Ion vorhanden, bei dem es sich vorzugsweise um ein Halogenid-Ion, insbesondere um Chlorid, handelt), R¹ H, C_1-4-alkyl oder R⁸SO₃ darstellt, R⁸ einen optional substituierten Kohlenwasserstoffrest, R² Wasserstoff oder optional substituiertes Methyl und Ethyl, und M Wasserstoff oder ein Kation darstellt. Wenn n 2 darstellt, stellt R¹ vorzugsweise ein Wasserstoffatom und R⁸SO₃ dar.
Wenn n 3 darstellt, stellt R¹ vorzugsweise ein Wasserstoffatom und/oder C_1-4-Alkyl, noch bevorzugter stellt R¹ Methyl dar.
Bei R⁸ handelt es sich vorzugsweise um ein optional substituiertes Alkyl, Cycloalkyl oder einen aromatischen Rest. Vorzugsweise stellt R⁸ einen gesättigten Rest oder einen aromatischen Rest dar. R⁸ enthält vorzugsweise 3 bis 12 Kohlenstoffatome, noch bevorzugter 2 bis 6 Kohlenstoffatome. Ein bevorzugter Rest, den R⁸ darstellt ist
worin R³ Wasserstoff oder eine optional substituierte geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R⁴ eine optional substituierte geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.
Ein geeignetes Zusatzmonomer ist vorzugsweise eine Verbindung der Formel
worin R⁵ Wasserstoff oder ein optional substituiertes Methyl oder Ethyl darstellt, R⁶ Wasserstoff oder ein Kation oder R⁷SO₃ darstellt, worin R⁷ einen optional substituierten Alkenrest von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt. Vorzugsweise stellt R⁷ optional substituiertes n-Propyl dar.
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁷ und R⁸ werden optional von einer Gruppe substituiert, die vorzugsweise die Tendenz aufweist, die Wasserlöslichkeit der Verbindung zu erhöhen. Dem Fachmann werden geeignete Gruppen bekannt sein. Einen bevorzugten optionalen Substituenten stellt Hydroxyl, eine Amino- oder Ammoniumgruppe oder ein Halogen-(z.B. Chlor, Brom oder Jod)-Atom dar. Als geeignetes Kation kommt ein Alkalimetallkation, insbesondere Natrium oder Kalium, in Frage.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Acrylamid-Monomer um eine 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure oder ein Analogon davon oder eines deren Salze, z.B. ein Alkalimetallsalz, wie z.B. Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalz, oder (3-Acrylamidpropyl)-Trimethyl-Ammonium-Chlorid (vertrieben als 78% wässrige Lösung von Aldrich). Bei dem besonders bevorzugten Acrylamid-Monomer handelt es sich um das Natriumsalz der 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure, allgemein als NaAMPS bekannt.
Vorzugsweise umfasst das eine oder die mehreren Monomere zusätzlich ein ionisches, hydrophiles, ungesättigtes, wasserlösliches Monomer, bei dem es sich noch bevorzugter um ein Acryl-Monomer und/oder ein Acrly-Sulfonat-Monomer handelt. Noch bevorzugter handelt es sich um Acrylsäure oder einen Ester oder ein Salz davon und/oder ein polymerisierbares Sulfonat oder ein Salz, z.B. ein Alkalimetallsalz, wie z.B. Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalz, des Acrylsäure-(3-Sulfopropyl)- Esters oder ein Analogon davon. Bei dem besonders bevorzugten Monomer handelt es sich um Acrylsäure-(3-Sulfopropyl)-Ester-Natriumsalz, allgemein als SPA bekannt.
NaAMPS ist derzeit kommerziell von Lubrizol entweder als 50%-ige wässrige Lösung (Bezugs-Code LZ2405) oder als 58%-ige wässrige Lösung (Bezugs-Code LZ2405A) erhältlich. SPA ist in der Form eines Feststoffes von Raschig kommerziell erhältlich.
Der Gesamtmonomergehalt im wässrigen Reaktionsgemisch liegt vorzugsweise im Bereich von 15 bis 60 Gew.-% vorzugsweise im Bereich von 20 bis 50 Gew.-%.
Bei dem bei der Erfindung verwendeten Weichmacher handelt es sich um einen wässrigen Weichmacher, der optional zusätzlich einen mehrwertigen Alkohol (z.B. Glyzerin) und/oder einen polymeren Alkohol (z.B. Polyethylen-Oxid) umfasst.
Bei dem hydrophoben Polymer handelt es sich vorzugsweise um einen hydrophoben Haftkleber. Polyacrylat, Polyolefin, Silikonklebemittel, natürlicher oder synthetisch abgeleiteter Gummigrundstoff oder ein Polyvinylether oder ein Gemisch davon sind geeignete hydrophobe Haftkleber. Vorzugsweise handelt es sich bei dem hydrophoben Haftkleber um Vinylacetat-Dioctyl-Malein-Copolymer und/oder ein Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer. Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer, das z.B. unter der Bezeichnung DM137 von Harlow Chemicals erhältlich ist, oder Vinyl-Acetat-Dioctyl-Maleat, das z.B. unter der Bezeichnung Flexbond 150 von Air Products vertrieben wird, werden besonders bevorzugt. Der Fachmann wird wissen, dass das Molekulargewicht und die Comonomer-Verhältnisse geändert werden können, um die Eigenschaften der hydrophoben Haftkleber zu steuern.
Der Vorteil des Einbeziehens eines hydrophoben Polymers in die erfindungsgemäße Zusammensetzung besteht darin, dass die hydrophobe Komponente sich zur Oberfläche hin absondert (wie mittels der Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie in abgeschwächter Total-Reflexion-Technik (FTIR ATR) bei einer ungefähren Messtiefe von 0,5 Mikrometer bestimmt). Es hat sich herausgestellt, dass die Spektren der unter Verwendung eines ZnSe-Kristalls (ungefähre Messtiefe 1 μm) durchgeführten Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie in abgeschwächter Total-Reflexionstechnik (FTIR ATR) des Pre-Gel-Gemischs vor der Polymerisation und des nach der Polymerisation gebildeten Gels signifikant unterschiedliche relative Mengen an Monomer und dem hydrophoben Polymer aufweisen. Es ist die Menge der in der Oberfläche vorhandenen hydrophoben Komponente, die die Haftung auf vielen verschiedenen Materialien beeinflusst. Je größer die Menge der hydrophoben Komponente in der Oberfläche, desto größer ist die Haftung. Bei Hydro-Gel-Klebemitteln mit einer Dicke zwischen 100 bis 2000 Mikrometer, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, hat sich herausgestellt, dass Verhältnisse von hydrophilen zu hydrophoben Komponenten, die im Bereich von 7:1 bis 1:30, vorzugsweise im Bereich von 6:1 bis 1:20, liegen, zu bevorzugen sind, insbesondere wenn diese Verhältnisse in der Oberfläche der adhäsiven Zusammensetzung vorliegen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann es von der Anfangshärtung des adhäsiven Hydro-Gels an bis zu 72 Stunden dauern bis die Absonderung des hydrophoben Materials zur Oberfläche hin, wie durch die ATR-Messtiefe definiert, abgeschlossen ist. Üblicherweise wird der Grad der von einem solchen hydrophoben Haftkleber (HPSA, hydrophobic pressure sensitive adhesive) gezeigten Oberflächenabsonderung von Faktoren, wie z.B. der Zusammensetzung des HPSA, der Viskosität des Pre-Gel-Gemischs, der Temperatur und dem Aushärtungsgrad, abhängen.
Es werden vorzugsweise herkömmliche Vernetzungsstoffe verwendet, um die mechanische Stabilität zu verbessern und die Klebeeigenschaften der Zusammensetzung zu steuern. Zu den typischen Vernetzern gehören Tripopylen-Glycol-Diacrylat, Ethylen-Glycol-Dimethacrylat, alkoxilier tes Triacrylat, Polyethylen-Glycol-Diacrylat (PEG400 oder PEG600), Methylen-bis-Acrylamid.
Das wässrige Reaktionsgemisch umfasst ferner vorzugsweise ein Tensid, einen Elektrolyten, ein Prozesshilfsmittel (bei dem es sich vorzugsweise um ein hydrophobes Polymer handelt), ein wasserlösliches Polymer, das geeignet ist, ein interpenetrierendes Polymernetz zu bilden, einen antimikrobiellen Stoff (z.B. Zitronensäure, Zinn-Chlorid) und/oder für Wirkstoffverabreichungen pharmazeutisch aktive Stoffe, wobei letztere ausgeführt sind, um entweder passiv (z.B. transdermal) oder aktiv (z.B. iontophoretisch) durch die Haut abgegeben zu werden.
Das Verfahren, das verwendet wird, um erfindungsgemäße bioadhäsive Zusammensetzungen herzustellen, umfasst vorzugsweise das Mischen der Inhaltsstoffe, um ein Reaktionsgemisch zunächst in der Form einer flüssigen Pre-Gel-Formulierung auf Wasserbasis bereit zu stellen, die dann durch eine Reaktion der radikalischen Polymerisation in ein Gel umgewandelt wird. Dies kann kann z.B. unter Verwendung eines herkömmlichen thermischen Initiators und/oder eines Lichtinitiators oder mittels ionisierender Strahlung erreicht werden. Die Lichtinitiation stellt ein bevorzugtes Verfahren dar und wird üblicherweise durchgeführt, indem ein Pre-Gel-Reaktionsgemisch, das einen geeigneten Lichtinitiationsstoff enthält, UV-Licht ausgesetzt wird, nachdem es als eine Schicht auf silikonisiertes Trennpapier oder ein anderes feste Substrat gesprüht oder beschichtet wurde. Das Verfahren wird üblicherweise in einer kontrollierten Weise ausgeführt, wobei eine genau festgelegte Abfolge des Mischens und der thermischen Behandlung oder Entwicklung vorgesehen ist. Ein bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass dem Hydrogel nach der Herstellung kein Wasser entzogen wird.
Weichmacher
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst üblicherweise zusätzlich zu einem vernetzten polymeren Netz ein wässriges, weichmachendes Mittel und optional einen zusätzlichen Elektrolyten. Die Weichmacher werden bei der Erfindung üblicherweise verwendet, um die adhäsiven Eigenschaften zu steuern.
Das wässrige, weichmachende Mittel umfasst optional zusätzlich einen polymeren oder nicht-polymeren mehrwertigen Alkohol (wie z.B. Glycerin), einen davon abgeleiteten Ester und/oder einen polymeren Alkohol (wie z.B. Polyethylen-Oxid). Glycerin stellt den bevorzugten Weichmacher dar. Einen alternativen bevorzugten Weichmacher stellt ein von Borsäure und einen mehrwertigen Alkohol (wie z.B. Glycerin) abgeleiteter Ester dar. Das wässrige Reaktionsgemisch hat einen Weichmachergehalt (wobei es sich bei dem Weichmacher nicht um Wasser handelt), der im Bereich von 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 45 Gew.-%, liegt.
Es ist bekannt, dass Wasser in Hydro-Gelen in mindestens zwei Arten, gefrierend und nicht-gefrierend, wie mittels Differential-Abstast-Kaloriemetrie gemessen, vorliegen kann. Bei vielen Beispielen kommerziell erhältlicher Hydro-Gele liegt das Wasser nur als nicht-gefrierendes Wasser vor. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass Zusammensetzungen mit nützlichen Klebeeigenschaften, die das erste und zweite Monomer umfassen, und die sowohl gefrierendes als auch nicht-gefrierendes Wasser aufweisen, hergestellt werden können, und die Wasseraktivität in solchen Gels ist üblicherweise hoch. Ein Vorteil des Einsetzens des zweiten Monomers besteht darin, dass es eine Tendenz dazu aufweist, die Wahrscheinlichkeit, dass die Zusammensetzungen gefrierendes Wasser beinhalten werden, zu erhöhen. Der durch die Gegenwart von gefrierendem Wasser gewonnene Vorteil wird bei der Anwendung dieser Gels bei Belastungs-EKGs offensichtlich. In bestimmten Fällen handelt es sich bei dem bevorzugten Mittel zum Verbinden des Überwachungsgeräts mit dem Körper um ein „Nassgel". Es wurde behauptet, dass der von den „Nassgels" gewonnene Vorteil in der Benetzung der Haut und der nachfolgenden Verringerung der Hautimpedanz liegt, in klinischen Tests hat sich jedoch herausgestellt, dass Hydrogele mit gefrierendem Wasser die Güte von „Nassgels" erreichen.
Elektrolyt
Wenn die Zusammensetzungen für die Verwendung in Verbindung mit medizinischen Ag/AgCl-Elektroden vorgesehen sind, ist es erforderlich, dass Chlorid-Ionen vorhanden sind, damit die Elektrode ihre Funktion erfüllen kann. Dementsprechend umfassen die Zusammensetzungen vorzugsweise einen Elektrolyten, es sei denn, die Zusammensetzung umfasst ein zusätzliches Monomer, bei es sich um ein kationisches Monomer in der Form eines Chloridsalzes handelt. Üblicherweise werden Kaliumchlorid und Natriumchlorid verwendet. Es kann jedoch jede Verbindung verwendet werden, die imstande ist, Chlorid-Ionen an das System abzugeben, wie z.B. Lithiumchlorid, Kalziumchlorid, Amoniumchlorid. Die Menge, die hinzugefügt werden sollte, hängt von den geforderten elektrischen Eigenschaften ab und liegt üblicherweise im Bereich von 0,2 bis 7 Gew.-%. Bei der Entwicklung von Zusammensetzungen für die geringste Impedanz, wie nach dem AAMI-Standard gemessen, sind die Menge und die Aktivität des Wassers zu berücksichtigen. Diese Faktoren werden die effektive Ionen-Aktivität und daher die zum Partizipieren an der Elektrochemie des Systems verfügbare Chloridmenge steuern. Zusammensetzungen mit geringerer Chloridkonzentration, aber höherer Wasseraktivität weisen geringere Impedanzen auf.
Interpenetrante Mittel
Die Zusammensetzungen umfassen vorzugsweise zusätzlich ein wasserlösliches Polymer, das geeignet ist, ein interpenetrierendes polymeres Netz zu bilden. Hydro-Gele, die auf interpenetrierenden polymeren Netzen (IPN) basieren, sind bekannt. Es wurde ein IPN als Kombination zweier jeweils in Netzform vorliegender Polymere definiert, von denen zumindest eines in Gegenwart des anderen synthetisiert und/oder vernetzt wurde. Es dürfte klar sein, dass diese Kombination in der Regel eher eine physikalische Kombination als eine chemische Kombination der zwei Polymere darstellen wird. Im Folgenden werden IPN-Systeme beispielhaft beschrieben:
Das Monomer 1 wird polymerisiert und vernetzt, um ein Polymer zu ergeben, was dann mit dem Monomer 2 zuzüglich seines eigenen Vernetzers und Initiators gequollen wird.
Wenn nur ein Polymer im System vernetzt wird, wird das gebildete Netz als Semi-IPN bezeichnet. Obgleich sie auch als IPNs bekannt sind, tritt eine vollständige Interpenetration nur bei totaler gegenseitige Lösbarkeit ein. Deshalb liegt in den meisten IPNs eine gewisse Phasentrennung vor, die jedoch mittels Kettenvernetzung zwischen den Polymeren verringert werden kann. Es wurde auch berichtet, dass Semi-IPNs in der Gegenwart von Träger-Lösungsmitteln (z.B. Wasser im Falle von hydrophilen Komponenten) hergestellt werden können.
Es hat sich herausgestellt, dass das Polymerisieren und Vernetzen von wasserlöslichen Monomeren in Gegenwart von wasserlöslichen Polymeren, Wasser und mehrwertigen Alkoholen Hydro-Gel-Materialien mit verbesserten rheologischen und folglich adhäsiven Eigenschaften erzeugt.
Zu den geeigneten wasserlöslichen Polymeren für die Bildung von Semi-IPNs zählen Poly-(2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure) oder eines von deren Salzen und deren Copolymeren, Poly(Acrylsäure-(3-Sulfopropyl)-Ester-Kaliumsalz), Copolymere von NaAMPS und SPA, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polyethylen-Oxid, Polyvinylmethylether, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrolidon, dessen Copolymere mit Vinylacetat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Terpolymere mit Dimethylaminoethyl-Methacrylat und Vinylcaprolactam, Polysaccharide, wie z.B. Gummiarabikum, Karayagummi, Xanthangummi, Guarkernmehl, Carbo xymethylzellulose (CMC), NaCMC Hydroxypropylmethyl-Zellulose (HPMC), Hydroxyethyl-Zellulose (HEC) oder Kombinationen davon.
Die Menge des verwendeten interpenetranten Polymers wird von den erforderlichen mechanischen und rheologischen Eigenschaften sowie der Beachtung der Verarbeitungsbedingungen abhängen. Es hat sich herausgestellt, dass die Monomere nicht auf einer akzeptablen Zeitskala (die kleiner als 60 Sekunden, vorzugsweise kleiner als 10 Sekunden sein sollte) polymerisieren und vernetzen, wenn das verwendete interpenetrante Polymer die Viskosität des Pre-Gel-Gemischs über 5000 Centipoise hinaus erhöht. Die Viskosität hängt von der Beschaffenheit und dem Molekulargewicht des interpenetranten Mittels und der Art der Pre-Gel-Verarbeitung ab.
Von den natürlichen Polysachariden werden in der Regel Gummiarabikum oder Maltodextrin wegen ihrer Kaltwasserlöslichkeit und der verglichen mit z.B. Karayagummi geringeren Auswirkung auf die Viskosität bevorzugt. Deshalb kann falls erwünscht, eine höhere Konzentration von Gummiarabikum als Karaya verwendet werden, wobei eine weitreichendere Kontrolle der Hydro-Gel-Eigenschaften ermöglicht wird. Es hat sich ferner herausgestellt, dass die Verarbeitungsschritte für das Zusammensetzen der Pre-Gel-Formulierung hinsichtlich der Eigenschaften des hergestellten Hydro-Gels kritisch sein können. Für eine gegebene Formulierung erhält man, wenn die Komponenten bei 25°C zusammengesetzt und ausgehärtet werden, verglichen mit jenen, die auf 70°C erwärmt wurden, unterschiedliche elektrische und adhäsive Eigenschaften. Während die adhäsiven Eigenschaften verbessert werden können, können sich die elektrischen Eigenschaften, z.B. die Niederfrequenzimpedanz, verschlechtern. Lösungen, die natürliche Polysacharide beinhalten, werden weniger opak, was auf verbesserte Löslichkeit hinweist. Die Aktivität von Wasser in Zusammensetzungen, die aus wärmebehandelten Pre-Gelen hergestellt werden, ist geringer als in den nicht wärmebehandelten Pre-Gelen.
Tensid
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst optional ein Tensid.
Es kann jedes beliebige kompatible Tensid verwendet werden. Es werden nicht-ionische, anionische und kationische Tenside entweder alleine oder in Kombination bevorzugt. Der Tensidgehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%.
Trägermaterial
Das bei den erfindungsgemäßen Wundverschlüssen verwendete Trägermaterial ist vorzugsweise perforiert. Üblicherweise kann jedes herkömmliche Trägermaterial, das für die Verwendung bei Wundverschlüssen bekannt ist, als Trägermaterial verwendet werden. Es wird bevorzugt, dass das Trägermaterial aus unelastischen Fasern, vorzugsweise aus kontinuierlichen, unelastischen Fasern, hergestellt ist. Das Trägermaterial ist üblicherweise entweder gewirkt, extrudiert, gewebt oder nicht-gewebt. Optional liegt es z. B. in der Form eines Schaums oder eines Films vor. Die kleinste Abmessung für jede Perforation im Trägermaterial liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5,0 mm, noch bevorzugter im Bereich von 1,0 bis 3,0 mm. Die Fasern werden aus Baumwolle, Viskose, Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyamid oder Wolle oder einer Mischung davon hergestellt.
Herstellung von Wundverschlüssen
Es gibt verschiedene mögliche Arten, erfindungsgemäße Wundverschlüsse herzustellen.
Zu den Beispielen für Herstellungsarten, bei denen das Verfahren (a) ausgeführt werden kann, zählen das Extrudieren des wässrigen Reaktionsgemisches auf ein Netz, das sich im Falle eines automatisierten Verfahrens vorzugsweise bewegt. Das Netz ist vorzugsweise aus Papier, Polyester, Polyolefin oder irgendeinem anderen Material hergestellt, das im Stand der Technik üblicherweise verwendet wird. Das Trägermaterial wird entweder, nachdem es extrudiert wurde, oben auf das wässrige Reaktionsgemisch gelegt, oder es wird oben auf das Netz gelegt, und das wässrige Reaktionsgemisch wird über dieses extrudiert. Die Anordnung wird anschließend ausgehärtet. Wenn das Trägermaterial perforiert ist, kann es erforderlich sein, vor dem Aushärten Luft durch die Anordnung zu blasen, um sicherzustellen, dass die Perforierungen frei von der bioadhäsiven Zusammensetzung sind.
Eine alternative Herstellungsart, in der das Verfahren (a) durchgeführt werden kann, besteht im Beschichten des Trägermaterials mit dem wässrigen Reaktionsgemisch, beispielsweise durch Eintauchen des Trägermaterials in ein Bad des wässrigen Reaktionsgemisches und anschließendes Führen des beschichteten Trägermaterials über oder um eine einzelne Rolle oder durch eine Druckrolle. Danach wird die Anordnung ausgehärtet. Falls das Trägermaterial perforiert ist, kann es erneut erforderlich sein, Luft vor der Aushärtung durch die Anordnung zu blasen, um sicherzustellen, dass die Perforierungen frei von der bioadhäsiven Zusammensetzung sind.
Das Verfahren (b) kann beispielsweise durch Laminieren eines Blatts der bioadhäsiven Zusammensetzung mit dem Trägermaterial durchgeführt werden. Das Blatt der bioadhäsiven Zusammensetzung wird vorzugsweise durch einen Kunststoff oder ein beschichtetes Material unterstützt, das als schützendes Ablöseblatt dient.
In beiden Verfahren wird das wässrige Reaktionsgemisch vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 2 kg/m² beschichtet.
Der erfindungsgemäße Wundverschluss wird optional auf einer oder beiden Seiten mit zumindest einem Ablöseblatt bedeckt. Die Ablöseblätter werden üblicherweise aus Kunststoff oder einem beschichteten Papier, z.B. silikonisiertem Papier, hergestellt.
Die erfindungsgemäßen bioadhäsiven Zusammensetzungen sind ferner bei einer Vielzahl von Consumer-Care-Anwendungen von Nutzen. Beispielsweise können sie als das Klebemittel für eine Fäkal-Management-Vorrichtung oder Prothesen, wie z.B. Haarprothesen, verwendet werden.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele in Verbindung mit bioadhäsiven Zusammensetzungen näher beschrieben, die für die Verwendung in medizinischen Hautelektroden, bei Wundverschlüssen oder bei Befestigungsartikeln geeignet sind.
Beispiel 1
Zu 20 Teilen Glycerin wurden 3 Teile einer hydrophoben Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) und 10 Teile Polyethylen-Glykol (Molekulargewicht 600) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 50 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A), 16 Teile Kaliumsalz von 3-Sulfopropyl-Acrylat (SPA) und 5 Teile Kaliumchlorid hinzugefügt, und die Lösung wurde unter Rühren eine Stunde lang auf 60°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opak, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Trübung der Lösungen, wie gemessen in einem tragbaren Trübungsmessgerät, Produktcode H193703, vertrieben von Hanna, hat sich von 254ftu zu 107ftu geändert. Die Lösung wurde auf 20°C abgekühlt, dann wurden 0,13 Teile einer Lösung A hinzugefügt, wobei die Lösung 20 Teile von Polyethylen-Glycol-Diacrylat (pEG 600) (Produkt von UCB Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen Ebacryl 11) enthielt, in welchem 6 Teile von 1-Hydroxycyclohexyl-Phenyl-Keton (Produkt von Ciba und vertrieben unter dem Handelsnamen Irgacure 184) aufgelöst worden waren. Diese fertige Lösung wurde eine Stunde lang gerührt und dann auf silikonisiertes Trennpapier bei einem Schichtgewicht von 0,8 Kilogramm pro Quadratmeter aufgetragen und Ultraviolettstrahlung ausge setzt, indem sie mit einer Geschwindigkeit von 5 Metern pro Minute unterhalb einer Mitteldruck-Quecksilberbogenlampe an letzterer vorbei geführt wurde, um klare selbststützende Gels zu bilden. Die Verweildauer unter der Lampe betrug 4 Sekunden. Die Speichermoduli (G') von Scheiben mit einem Durchmesser von 20 mm, die aus den Gels gestanzt wurden, wurden auf ein Rheometric Scientific-RS-5-Rheometer bei 37°C aufgezeichnet. Silber/Silber-Chlorid-Elektroden wurden durch Anordnen von Proben der Größe 25 mm × 25 mm auf mit Silber/Silber-Chlorid beschichteten Kunststoffösen (Produkt von Micron Medical Products und vertrieben als Kunststoffösen 107) aus den Gels zusammengesetzt. Die Impedanzen der Gels wurden durch Kontaktieren der einander zugewandt gelierten Elektroden über die Gels und Verbinden mit einem Xtratek-ET-65A-ECG-Elektrodentester (Produkt von Xtratek aus Lenexa, Kansas) aufgezeichnet. Das erhaltene Gel hatte eine Impedanz von 254 Ohm und einen G'-Wert bei einem rad von 5328. Die Aktivität von Wasser im Gel, wie bestimmt mittels Anordnen des Gels in Schränken mit verschiedenen Feuchtigkeitsniveaus bei 40°C (40, 52, 64 und 80% RH) und Messen der Gewichtszunahme oder des Gewichtsverlustes und Extrapolieren auf eine Gewichtsänderung von Null, betrug 0,62. Die Analyse des Gels mittels der Infra-Rot-Spektroskopie in abgeschwächter Total-Reflexions-Technik ergab, dass in den Oberflächenbereichen (ca. 0,5 Mikrometer), entweder der Luftoberfläche oder der sich in Kontakt mit dem Trennpapier befindenden Oberfläche, die Konzentration des Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymers relativ zum NaAMPS im Vergleich zu der Zusammensetzung im Inneren signifikant erhöht wurde.
BEISPIEL 2
Zu 20 Teilen Glycerin wurden 3 Teile Gummiarabikum, 3 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) und 10 Teile Polyethylen-Glykol (Molekulargewicht 600) hinzugefügt und umgerührt, bis eine gleichmäßige Farbe erhalten wurde. Zu diesem Gemisch wurden 50 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A), 16 Teile Kaliumsatz von 3-Sulfopropyl-Acrylat (SPA) und 5 Teile Kaliumchlorid hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einer opak, cremefarbenen zu einer lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinung. Das Gemisch wurde auf 25°C abgekühlt und anschließend wurden 0,13 Teile der Lösung A hinzugefügt, die wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und dann wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet. Das gewonnene Gel wies eine Impedanz von 358 Ohm und einen G'-Wert bei einem rad von 5406 auf. Die Aktivität des Wassers, wie mit dem Verfahren von Beispiel 6 ermittelt, betrug 0,55. Die Haftung dieser Gels auf Haut war signifikant größer als die in den vorherigen Beispielen beschriebene. Eine Analyse des Gels mittels Infra-Rot-Spektroskopie in abgeschwächter Total-Reflexions-Technik ergab, dass im Oberflächenbereich (ca. 0,5 Mikrometer), entweder der Luftoberfläche oder der sich in Kontakt mit dem Trennpapier befindenden Fläche, die Konzentration des Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymers relativ zum NaAMPS im Vergleich zur Zusammensetzung im Inneren signifikant erhöht wurde.
BEISPIEL 3
Zu 30 Teilen Glycerin wurden 5 Teile Gummiarabikum, 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erhalten wurde. Zu diesem Gemisch wurden 55 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und anschließend wurden 0,15 Teile einer Lösung B hinzugefügt, wobei die Lösung 20 Teile Polyethylen-Glykol-Diacrylat (pEG600) (Produkt von UCB Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen Ebacryl 11) enthielt, in welchem 2 Teile von 1-Hydroxycyclohexyl-Phenyl-Keton (Produkt von Ciba und vertrieben unter dem Handelsnamen Irgacure 184) gelöst wurden. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 4
Zu 45 Teilen Glycerin wurden 5 Teile Gummiarabikum, 0,2 Teile Karayagummi, 5 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsname DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 45 Teile von einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) und 2 Teile Kaliumchlorid hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und dann wurden 0,2 Teile der Lösung B hinzugefügt, die wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 5
Zu 30 Teilen Glycerin wurden 5 Teile Gummiarabikum, 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 55 Teile einer 50%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) und 3 Teile Kaliumchlorid hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und dann wurden 0,15 Teile der Lösung B hinzugefügt, die wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 6
Zu 30 Teilen Glycerin 5 Teile Gummiarabikum, 0,2 Teile Karayagummi, 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM 137). Zu diesem Gemisch wurden 55 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A), 0,2 Teile Kaliumsalz von 3-Sulfopropylacrylat (SPA) und 5 Teile Kaliumchlorid hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und dann wurden 0,15 Teile der Lösung A hinzugefügt, die wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 7
Zu 30 Teilen Glycerin wurden 5 Teile Gummiarabikum, 0,2 Teile von Karayagummi, 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 55 Teile einer 58%-igen Lösung des Kaliumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und dann wurden 0,15 Teile der Lösung B hinzugefügt, die wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 8
Zu 20 Teilen Glycerin wurden 5 Teile Gummiarabikum, 0,2 Teile Karayagummi, 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) und 10 Teile Polyethylen-Glykol (Molekulargewicht 600) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 55 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und dann wurden 0,15 Teile der Lösung B hinzugefügt, die wie im Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 9
Zu 30 Teilen Glycerin wurden 0,2 Teile Karayagummi, 5 Teile Gummiarabikum und 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 55 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und anschließend wurden 0,14 Teile der Lösung B hinzugefügt, die wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 10
Zu 30 Teilen Glycerin wurden 5 Teile Gummiarabikum und 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 55 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und dann wurden 0,145 Teile der Lösung B hinzugefügt, die wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 11
Zu 36 Teilen Glycerin wurden 3 Teile Gummiarabikum und 5 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 56 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt und dann wurden 0,15 Teile der Lösung A hinzugefügt, die wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 12
Zu 21 Teilen Glycerin wurden 3 Teile Gummiarabikum, 5 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) und 15 Teile Polyehtylen-Glykol (Molekulargewicht 600) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 56 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A) hinzugefügt und unter Rühren eine Stunde lang auf 70°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich von einem opaken, cremefarbenen zu einem lichtdurchlässigen, cremefarbenen Erscheinungsbild. Die Lösung wurde auf 25°C abgekühlt, und anschließend wurden 0,15 Teile der Lösung A hinzugefügt, die wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde dann eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet.
BEISPIEL 13
Die in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Formulierungen wurden unter Einsatz des folgenden Verfahrens hergestellt, das sich auf die Formulierung 13a bezieht. Zu 20 Teilen Glycerin wurden 15 Teile einer hydrophoben Vinyl-Acetat-Dioctyl-Malein-Copolymer-Emulsion (Produkt von Air Products, vertrieben unter dem Handelsnamen Flexbond 150) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 44 Teile einer 58%-igen Lösung des Natriumsalzes von 2-Acrylamid-2 Methylpropansulfonsäure (NaAMPS) (LZ2405A), 20 Teile Kaliumsalz von 3-Sulfopropyl-Acrylat (SPA) und 4 Teile Kaliumchlorid hinzugefügt, und die Lösung wurde unter Rühren eine Stunde lang auf 60°C erwärmt. Die Lösung wurde auf 20°C abgekühlt, und dann wurden 0,13 Teile der Lösung C hinzugefügt, wobei die Lösung 20 Teile von Polyethylen/Glykol/Diacrylat (Molekulargewicht 400) (Produkt von UCB Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen IRR280), in welchem 6 Teile 1-Hydroxylcyclohexyl-Pheny-Keton (Produkt von Ciba und vertrieben unter dem Handelsnamen Irgacure 184) gelöst wurden. Diese fertige Lösung wurde eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet. Die G'- und G''-Module wurden aus Scheiben des Gels von 20 mm Durchmesser unter Verwendung eines Rheometric Scientific RS-5 Rheometers bei 37°C gemessen.
Es wurden Spektren nach der Fourier-Transformations-Infra-Rot-Spektroskopie in abgeschwächter Total-Reflexionstechnik unter Verwendung eines ZnSe-Kristalls (ungefähre Messtiefe 1 μm) sowohl vom Pre-Gel-Gemisch als auch vom Gel aufgenommen, das nach der Polymerisation gebildet wurde. Die erhaltenen Resultate sind in den 2 bzw. 3 gezeigt. Der Peak bei etwa 1740 cm^–1 entspricht dem hydrophoben Polymer, während der Peak bei etwa 1550 cm^–1 dem NaAMPS entspricht. Es ist ersichtlich, dass vor der Polymerisation das Höhenverhältnis des früheren Peaks zum späteren Peak etwa 0,25:1 beträgt, während nach der Polymerisation das Verhältnis etwa 2,9:1 beträgt. Dies zeigt ein zwölffaches Anwachsen der Konzentration des hydrophoben Polymers an der Oberfläche des Gels nach der Polymerisation, was zeigt, dass das hydrophobe Polymer sich auf die Oberfläche zu absondert. Ein weiteres FTIR ATR-Spektrum wurde unter Verwendung eines Germaniumkristalls (ungefähre Messtiefe 0,25 μm) von dem Gel aufgenommen, das nach der Polymerisation gebildet wurde. Es hat sich herausgestellt, dass das Höhenverhältnis des früheren Peaks zum späteren Peak 3,9:1 beträgt, was ein sechzehnfaches Anwachsen der Konzentration des hydrophoben Polymers auf der Oberfläche des Gels bedeutet.
Um die Formulierung 13b herzustellen, wurde das gleiche Verfahren wiederholt, das für die Formulierung 13a eingesetzt wurde, mit der Ausnahme, dass eine hydrophobe Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) anstelle von Flexbond 150 verwendet wurde, 3 Teile Polyethylen-Glykol (Molekulargewicht 600) mit dem hydrophoben Copolymer DM137 hinzugefügt wurden und die Gewichtsteile auf die in Tabelle 1 angegebenen Beträge geändert wurden.
FTIR ATR wurden unter Verwendung eines ZnSe-Kristalls (ungefähre Messtiefe 1 μm) und eines Germaniumkristalls (ungefähre Messtiefe 0,25 μm) vom Gel aufgenommen, das nach der Polymerisation gebildet wurde. Die gewonnenen Resultate sind in den 4 bzw. 5 dargestellt. Was die Formulierung 10a betrifft, so entspricht der Peak bei etwa 1740 cm^–1 dem hydrophoben Polymer, während der Peak bei etwa 1550 cm^–1 dem NaAMPS entspricht. Das Verhältnis des früheren Peaks zum späteren Peak für 4 (dem ZnSe-FTIR-ATR-Spektrum) beträgt etwa 21:1 während das Verhältnis für 5 (dem Germanium FTIR-ATR-Spektrum) etwa 11:1 beträgt. Dieser Zuwachs zeigt erneut, dass das hydrophobe Polymer sich auf die Oberfläche des Gels zu absondert.
Um die Formulierung 13c herzustellen, wurde das gleiche Verfahren wiederholt, das für die Formulierung 13a eingesetzt wurde, mit der Ausnahme, dass eine hydrophobe Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) anstelle von Flexbond 150 verwendet wurde, 0,05 Teile von Natriumnitrat mit dem Kaliumchlorid hinzugefügt wurden und die Gewichtsteile auf die in Tabelle 1 angegebenen Beträge geändert wurden.
Zur Herstellung der Formulierungen 13d und 13e wurde das gleiche Verfahren wiederholt, das für die Formulierung 13b eingesetzt wurde, mit der Ausnahme, dass die Lösung A wie in Beispiel 1 beschrieben anstelle der Lösung C verwendet wurde und die Gewichtsteile auf die in Tabelle 1 angegebenen Beträge geändert wurden.
Zum Herstellen der Formulierungen 13f und 13g wurde das gleiche Verfahren wiederholt, das für die Formulierung 13d eingesetzt wurde, mit der Ausnahme, dass Kaliumchlorid weggelassen wurde und die Gewichtsteile auf die in Tabelle 1 angegebenen Beträge geändert wurden. TABELLE 1
Um die Formulierungen 13h, 13i und 13j herzustellen, wurde das gleiche Verfahren wiederholt, das für die Formulierung 13g eingesetzt wurde, mit der Ausnahme, dass die Gewichtsteile auf die in der Tabelle 2 angegebenen Beträgen geändert wurden.
Um die Formulierungen 13k, 13l und 13m herzustellen, wurde das gleiche Verfahren wiederholt, das für die Formulierung 13j eingesetzt wurde, mit der Ausnahme, dass ein Propylen-Oxid/Ethylen-Oxid-Block-Coplymer-Tensid (bezeichnet mit PE/F127 und von BASF hergestellt) mit dem Glycerin hinzugefügt wurde und die Gewichtsteile auf die in Tabelle 2 gegebenen Beträge geändert wurden. TABELLE 2
BEISPIEL 14
Zu 33 Teilen Glycerin wurden 10 Teile einer Ethylen/Vinyl-Acetat-Copolymer-Emulsion (50% Feststoffe) (Produkt von Harlow Chemicals, vertrieben unter dem Handelsnamen DM137) hinzugefügt und umgerührt, bis eine einheitliche Farbe erreicht wurde. Zu diesem Gemisch wurden 50 Teile einer 75%-igen wässrigen Lösung einer (3-Acrylamidopropyl)-Trimethyl-Ammoniumchlorid-Lösung, die von Aldrich vertrieben wird, sowie 5 Teile Polyethylen-Glykol (Molekulargewicht 600) hinzugefügt, und die Lösung wurde unter Rühren eine Stunde lang auf 60°C erwärmt. Die Lösung wurde auf 20°C abgekühlt, und dann wurden 0,15 Teile der Lösung A hinzugefügt, die wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt wurde. Diese fertige Lösung wurde eine Stunde lang gerührt und anschließend wie in Beispiel 1 beschrieben ausgehärtet. Die G' und G''-Moduli wurden aus Scheiben des Gels mit 20 mm Durchmesser unter Verwendung eines Rheometric-Scientific-RS-5-Rheometers bei 37°C gemessen.
BEISPIEL 15
Ein wässriges Reaktionsgemisch (oder so genanntes Pre-Gel) wurde wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und auf ein silikonisiertes Trennpapier bei einem Schichtgewicht von 0,8 kg/m² aufgetragen. Das wässrige Reaktionsgemisch wurde ausgehärtet, indem die Anordnung mit einer Geschwindigkeit von 5 Meter pro Minute unterhalb einer Mitteldruck- Quecksilberbogenlampe an letzterer vorbei geführt wurde. Die Verweildauer unter der Lampe betrug 4 Sekunden. Dann wurde die ausgehärtete bioadhäsive Zusammensetzung mittels eines Polyurethanfilms (vertrieben unter dem Handelsnamen SRF076, Artikelnummer 93034, von Advanced Medical Solutions) laminiert, um einen Wundverschluss zu bilden.
Es dürfte klar sein, dass die Erfindung eine Vielzahl verschiedener Aspekte verkörpert, und es versteht sich, dass sie innerhalb ihres Schutzumfangs alle hierin entweder explizit oder implizit und entweder einzeln oder in Kombination miteinander offenbarten neuen und erfinderischen Merkmale und Aspekte umfasst. Ferner sind viele Detailveränderungen möglich und insbesondere ist der Umfang der Erfindung nicht dahingehend zu interpretieren, dass er auf die erläuternden Beispiele oder durch die Begriffe und Ausdrücke beschränkt ist, die hierin nur in einem beschreibenden oder erläuternden Sinne verwendet wurden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer bioadhäsiven Zusammensetzung, die eine wässrige, weichgemachte, dreidimensionale, polymere Matrix und ein hydrophobes Polymer umfasst, wobei das Verfahren die Polymerisation eines polymerisierbaren Gemischs umfasst, das ein oder mehrere Monomere, die ein hydrophiles, ungesättigtes, wasserlösliches Acrylamidmonomer umfassen, Wasser, einen Weichmacher, bei dem es sich nicht um Wasser handelt, und das hydrophobe Polymer umfasst, wobei der Weichmacher 10 bis 50 Gew.-% des Gemischs umfasst, wobei die Konzentration des hydrophoben Polymers an der Oberfläche der resultierenden Matrix größer als die Konzentration im Inneren der Matrix ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Monomere ein erstes und ein zweites Monomer auf Acrylatbasis umfassen, die im Stande sind, in Wasser schnell zu polymerisieren und im Wesentlichen das gleiche molekulare Gewicht aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Reaktionsgemisch umfasst: 20 bis 55 Gew.-% des einen oder der mehreren Monomere, die ein hydrophiles, ungesättigtes, wasserlösliches Acrylamidmonomer umfassen; 0,1 bis 10 Gew.-% des hydrophoben Polymers; und 35 bis 50 Gew.-% des Weichmachers.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Monomere weiterhin ein ionisches, hydrophiles, ungesättigtes, wasserlösliches Monomer oder ein nicht ionisches hydrophiles, ungesättigtes, wasserlösliches Monomer umfassen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Monomere eine Verbindung der Formel
umfassen, worin n 2 oder 3 darstellt, vorausgesetzt, dass auch ein Gegenion vorhanden ist, falls n 3 darstellt, R¹ H, C_1-4-alkyl oder R⁸SO₃M darstellt, wobei R⁸ einen optional substituierten Kohlenwasserstoffrest und M Wasserstoff oder ein Kation darstellt, wobei jedes R¹ gegenseitig gleich oder verschieden ist, und R² Wasserstoff oder ein optional substituiertes Methyl oder Ethyl darstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei R⁸ ein optional substituiertes Alkyl, Zycloalkyl oder ein aromatischer Rest ist, der 3 bis 12 Kohlenstoffatome umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei R⁸
darstellt, worin R³ Wasserstoff oder eine optional substituierte geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt und R⁴ eine optional substituierte geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁷ und R⁸ optional durch eine Hydroxyl-, eine Amino- oder Ammoniumgruppe oder ein Halogenatom substituiert werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Monomere 2-acrylamid-2-methylpropansulfonsäure oder ein Salz von dieser umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei es sich bei dem Salz um Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalz handelt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Monomere eine Verbindung der Formel
umfassen, worin R⁵ Wasserstoff oder eine optional substituierte Methyl- oder Ethylgruppe darstellt, R⁶ Wasserstoff oder ein Kation oder R⁷SO₃ darstellt, worin R⁷ einen optional substituierten Alkenrest von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Monomere Acrylsäure oder einen Ester oder ein Salz von dieser umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das eine oder die mehreren Monomere ein Salz des Acrylsäure-(3-Sulfopropyl)-Esters umfassen.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei es sich bei dem Salz um ein Natrium-, Kalium- oder ein Lithiumsalz handelt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das hydrophobe Polymer ein hydrophobes druckempfindliches Klebemittel ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das hydrophobe Polymer aus Polyacrylaten, Polyolefinen, Silikonklebemitteln, natürlich oder synthetisch abgeleiteten Kautschukbasen, Polyvinylether und Mischungen davon ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das hydrophobe Polymer ein Ethylen/Vinyl-Acetatcopolymer oder ein Vinylacetatdioctylmaleincopolymer ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsgemisch zusätzlich einen Vernetzer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Vernetzer in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% des Reaktionsgemischs eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Vernetzer Tripropylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, alkoxyliertes Triacrylat, Polyethylenglycoldiacrylat oder Methylen-bis-acrylamid umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsgemisch zusätzlich ein interpenetrantes Polymer in einer Menge von 1 bis 6 Gew.-% umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das interpenetrante Polymer Poly-2-Acrylamid-2-Methylpropansolfonsäure (poly AMPS), Poly-3-Sulfopropylacrylat (poly SPA), ein Copolymer des Natriumsalzes von AMPS (NaAMPS) und SPA, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polyethylenoxid, Polyvinylmethylether, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, seine Copolymere mit Vinylacetat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Terpolymere mit Dimethylaminoethylmethacrylat und Vinylcaprolactam, natürliche Polysaccharide, synthetische Polysaccharide, Carboxymethylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder irgendeine Kombination davon ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Weichmacher einen polymeren oder nicht polymeren mehrwertigen Alkohol und einen davon abgeleiteten Ester und/oder einen polymeren Alkohol umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Weichmacher Glycerin oder einen aus Borsäure und einem mehrwertigen Alkohol abgeleiteten Ester umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsgemisch weiterhin ein Tensid umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsgemisch weiterhin einen Elektrolyten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Elektrolyt ein Salz ist und in einer Menge von 1 bis 7 Gew.-% des Reaktionsgemischs eingesetzt wird, wobei die Zusammensetzung für die Verwendung in einer Elektrode elektrisch leitend ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend das Einlagern der bioadhäsiven Zusammensetzung in eine biomedizinische Elektrode.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27 weiterhin umfassend das Einlagern der bioadhäsiven Zusammensetzung in einen Befestigungsartikel zum Befestigen einer biomedizinischen Vorrichtung an der Haut.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, weiterhin umfassend das Einlagern der bioadhäsiven Zusammensetzung in einen Wundverschluss.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend das Schützen der bioadhäsiven Zusammensetzung mittels eines Schutzablöseblattes.
Bioadhäsive Zusammensetzung, die eine wässrige, weichgemachte, dreidimensionale polymere Matrix und ein hydrophobes Polymer umfasst, wobei die wässrige, weichgemachte, dreidimensionale polymere Matrix einen Weichmacher, bei dem es sich nicht um Wasser handelt, umfasst und die Konzentration des hydrophoben Polymers an der Oberfläche der Matrix größer als die Konzentration im Inneren der Matrix ist, wobei die Zusammensetzung mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 gewonnen werden kann.
Bioadhäsive Zusammensetzung nach Anspruch 32, wobei die Konzentration des hydrophoben Polymers an der Oberfläche der resultierenden Matrix mindestens viermal größer als die Konzentration im Inneren der Matrix ist.
Bioadhäsive Zusammensetzung nach Anspruch 32, wobei die Konzentration des hydrophoben Polymers an der Oberfläche der resultierenden Matrix mindestens achtmal größer ist als die Konzentration im Inneren der Matrix.
Bioadhäsive Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: a. eine Wasseraktivität im Bereich von 0,4 bis 0,9, b. ein Elastizitätsmodul bei 1 rad/s im Bereich von 700 bis 15.000 Pa, c. ein Elastizitätsmodul bei 100 rad/s im Bereich von 2.000 bis 40.000 Pa, d. ein Viskosemodul bei 1 rad/s im Bereich von 400 bis 14.000 Pa, und e. ein Viskosemodul bei 100 rad/s im Bereich von 1.000 bis 35.000 Pa.
Bioadhäsive Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 32 bis 35 mit einer Impedanz von weniger als 10 Ohm bei 500 MHz.
Bioadhäsive Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 32 bis 36, die durch ein Verfahren, wie in den Ansprüchen 2 bis 31 definiert, gewonnen werden kann.
Biomedizinische Elektrode, die eine bioadhäsive Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 32 bis 37 umfasst.
Biomedizinische Elektrode nach Anspruch 38, bei der es sich um eine Ag/AgCl biomedizinische Elektrode handelt.
Befestigungsartikel zum Befestigen einer biomedizinischen Vorrichtung auf Haut, die eine bioadhäsive Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 32 bis 37 umfasst.
Wundverschluss, der ein Trägermaterial in Verbindung mit einer bioadhäsiven Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 32 bis 37 umfasst.