文 郝小芳 朱必林 江蘇省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所
藥品包裝用水性聚氨酯粘合劑的制備及生物學(xué)評(píng)價(jià)
文 郝小芳朱必林江蘇省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所
[導(dǎo)讀]以IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)、磺化聚酯多元醇、DMPA(二羥甲基丙酸)等為主要原料,制備了藥品包裝用WPU(水性聚氨酯)膠粘劑;鑒于其良好的環(huán)保性能對其生物性能進(jìn)行了測定。研究結(jié)果表明:當(dāng)R值[R=n(IPDI中-NCO)/n(磺化聚酯多元醇中-OH)]為3.5時(shí),其生物學(xué)性能良好,適合用于醫(yī)藥包裝材料的使用。
有機(jī)溶劑具有易燃、易爆、易揮發(fā)、氣味大和污染環(huán)境等缺點(diǎn),故以溶劑型PU(聚氨酯)生產(chǎn)的藥包材仍存在著毒性隱患。WPU(水性PU)材料以水為介質(zhì),具有不燃、氣味小、節(jié)能、不污染環(huán)境以及操作加工方便等優(yōu)點(diǎn),雖然我國現(xiàn)階段的藥包材行業(yè)還是以溶劑型PU為主要基體樹脂,但WPU代替溶劑型PU已成為必然的發(fā)展趨勢。
本研究以IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)、磺化聚酯多元醇和DMPA(二羥甲基丙酸)等為主要原料,制備了WPU膠粘劑,通過進(jìn)行膠粘劑的生物學(xué)評(píng)價(jià),進(jìn)一步證明該材料在環(huán)保性能上的突出優(yōu)勢,為以后其在醫(yī)藥包裝產(chǎn)品中的應(yīng)用提供參考。
(一)試驗(yàn)原料
磺化聚酯多元醇,工業(yè)級(jí),昆山冠寶化學(xué)有限公司;二羥甲基丙酸(DMPA),工業(yè)級(jí),泰興市化學(xué)二廠;異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI),工業(yè)級(jí),拜耳公司;二月桂酸二丁基錫(DBTDL),工業(yè)級(jí),北京化工三廠;三乙胺(TEA),分析純,上海亭新化工試劑廠;丁酮,分析純,上海凌峰化學(xué)試劑有限公司;聚己二酸丁二醇酯二元醇、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)、乙二胺(EDA),分析純,市售。
(二)試驗(yàn)儀器
電子天平:型號(hào)YP202N,上海精密科學(xué)儀器有限公司;
分析天平:型號(hào)LA-204,北京錦正茂科技有限公司;
恒溫水槽與水浴鍋:型號(hào)BWS-5,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;
電熱鼓風(fēng)干燥箱:型號(hào)HG101-1A,南京實(shí)驗(yàn)儀器廠;
(三)試驗(yàn)制備
1.原料的預(yù)處理
丁酮,用分子篩浸泡7 d以上,備用;聚己二酸丁二醇酯二元醇,105 ℃抽真空脫水若干時(shí)間,冷卻后儲(chǔ)存在干燥器中,備用。
2.WPU的制備
在帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中,加入脫水處理過的磺化聚酯多元醇、適量的IPDI、催化劑(DBTDL),反應(yīng)1 h;然后加入DMPA,用丁酮控制預(yù)聚物的粘度,反應(yīng)3 h;冷卻至室溫,加入硅烷偶聯(lián)劑(KH-550),反應(yīng)0.5 h;加入TEA,中和成鹽;加入EDA,擴(kuò)鏈反應(yīng)若干時(shí)間,邊高速攪拌邊加入去離子水乳化;最后減壓蒸餾除去丁酮,即得所需產(chǎn)品。
(四)測試或表征
1.異常毒性的測定
試驗(yàn)依據(jù):YBB00122002
本法系給予小鼠一定劑量的供試品溶液,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)觀察小鼠出現(xiàn)的死亡情況,以判定供試品是否符合規(guī)定的一種方法。
供試用的小鼠應(yīng)健康合格,體重17—20g,在試驗(yàn)前及試驗(yàn)的觀察期內(nèi),均應(yīng)按正常飼養(yǎng)條件飼養(yǎng)。做過本試驗(yàn)的小鼠不得重復(fù)使用。
2.皮膚致敏的測定
試驗(yàn)依據(jù):YBB00052003
試驗(yàn)主要步驟:
①誘導(dǎo)階段:皮內(nèi)誘導(dǎo)階段。誘導(dǎo)劑量:0.1 mL注射內(nèi)容: 1—弗氏完全佐劑與溶劑等比例混合液;2—樣品浸提液;對照僅注射溶劑;3—樣品浸提液與弗氏完全佐劑與溶劑混合液等比例混合;
對照組注射空白液體與佐劑的乳
②局部誘導(dǎo)階段:(1)試驗(yàn)前觀察:未見刺激癥狀,繼續(xù)以10%SLS涂布后繼續(xù)試驗(yàn)(2)局部誘導(dǎo)試驗(yàn):斑貼時(shí)間:48h;斑貼方法:直接敷貼法;固定方法:封閉性包扎帶固定
③激發(fā)階段:斑貼時(shí)間:24h;斑貼方法:直接敷貼法;固定方法:封閉性包扎帶固定
(一)異常毒性結(jié)果與討論小鼠體重注射說明見表1-1。
表1-1 小鼠體重注射說明
實(shí)驗(yàn)結(jié)果和毒性程度評(píng)價(jià)見表1-2,1-3。
表1-2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表1-3 毒性程度評(píng)價(jià)
(二)致敏試驗(yàn)的結(jié)果與討論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1-4,1-5,1-6
表1-4 結(jié)果觀察
表1-4(續(xù)) 結(jié)果觀察
表1-5 反應(yīng)記分說明
表1-5(續(xù)) 反應(yīng)記分說明
表1-6 反應(yīng)計(jì)分
(一)以IPDI、磺化聚酯多元醇、DMPA和KH-550等為主要原料,制備了WPU膠粘劑;然后對該膠膜的異常毒性和致敏性能進(jìn)行測定。目前,制約水性聚氨酯廣泛應(yīng)用的主要因素是成本較高及某些性能尚差于溶劑型,例如干燥速度慢,儲(chǔ)存穩(wěn)定性相比溶劑型略差,對非極性基材潤濕性差、初粘性低以及耐水性不好等。成本高是由于在工業(yè)化制造過程中程序復(fù)雜、產(chǎn)量不高,并且干燥時(shí)也需要更多的能量和較長的時(shí)間所致,針對這一系列問題,需要我們致力于降低成本、提高性能的深入研究。(二) 我國的環(huán)保型粘合劑初具規(guī)模,行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成,環(huán)保性藥品包裝材料正在處于一個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成長期,同時(shí)良好的使用性能和環(huán)境友好特征促進(jìn)了環(huán)保性藥品包裝材料市場的不斷擴(kuò)展。隨著水性聚氨酯新的品種不斷推出,水性聚氨酯應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V,我國水性聚氨酯的研究與開發(fā)前景將更加廣闊, 市場需求前景十分誘人。