ПЕРЕВЯЗОЧНЫЙ ВЛАГООТВЕРЖДАЕМЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ Российский патент 2005 года по МПК A61F13/15 A61L15/12 

Изобретение относится к материалам, применяемым в медицине при изготовлении шин, бандажей, фиксирующих повязок для иммобилизации конечностей и позвоночника при травмах и заболеваниях скелета человека.

Из уровня техники известен, текстильный материал с нанесенной на него полимерной смолой, способной размягчаться при небольшом нагреве и затем отверждаться при охлаждении (патент США 4326509, опубл. 1982 г.). Такой материал удобен в применении, однако обладает невысокими физико-механическими характеристиками и не пригоден для иммобилизации нагруженных участков конечностей.

Высокими физико-механическими характеристиками обладает материал, полученный пропиткой пластин из синтетической или природной целлюлозы, отверждаемой под действием УФ-лучей смолой (заявка ФРГ 3940873 А1, опубл. 1991 г.). Однако применение такого материала практически невозможно при оказании скорой помощи, а особенно в полевых условиях.

Известен перевязочный материал для иммобилизации, изготовленный из текстильного полотна, пропитанного форполимером, содержащим 5-30 вес.% изоцианатных групп, способный отверждаться под действием влаги (патент СССР 741779, опубл. 1980 г.). Вышеуказанный форполимер получают взаимодействием полиизоцианата (смесь, изоцианатов, образованных в результате фосгенирования продукта конденсации анилина с формальдегидом) с содержащим третичный азот простым полиэфиром.

Материал обладает высокой скоростью отверждения, после отверждения образует фиксирующую повязку с достаточной прочностью, однако наличие третичного азота, катализирующего реакцию отверждения, в составе предполимера не позволяет регулировать скорость отверждения, что создает неудобство при изготовлении фиксирующей повязки.

Наиболее близким аналогом является материал, изготовленный пропиткой волокнистого носителя водоотверждаемым полиуретановым предполимером, полученным взаимодействием смеси полиоксиалкилендиолов и триолов мольной массой от 400 до 2000 и изоцианата, в эквивалентном соотношении от 1:2 до 1:15 (патент США 4433680, опубл. 1984 г.). Предполимер содержит от 0,1 до 10 вес.% диморфолино-диэтилового эфира в качестве катализатора, от 0,01 до 1% бензоилхлорида для увеличения срока хранения материала и от 0,01 до 1% антивспенивателя.

Вышеуказанный материал позволяет изготавливать фиксирующие повязки, отверждающиеся в удобном интервале времени, и хорошими физико-механическими свойствами, однако из-за низкой влагопроницаемости не обеспечивает достаточной комфортности повязки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка пригодного для изготовления фиксирующих повязок, стабильного при хранении, отверждаемого влагой материала, удобного в применении и обладающего повышенной комфортностью при эксплуатации.

Это достигается за счет дополнительного введения в состав связующего монофункционального спирта при следующем соотношении компонентов, в.ч.:

- смесь полиоксиалкилендиолов и триолов 26,8-57,3

- изоцианат 41,2-71,8

- монофункциональный спирт 0,3-1,5

- катализатор 0,3-2,0

- стабилизатор 0,1-0,4

- пеногаситель 0,1-0,4

- добавка для уменьшения прилипания к рукам остальное

и при этом смесь полиоксиалкилендиолов и триолов характеризуется массовой долей этиленоксидных звеньев от 9 до 17,7 мас.%. Перевязочный влагоотверждаемый материал для иммобилизации изготавливается из искусственного волокна - ленты от 150 до 300 г/м².

Комфортность повязки зависит от скорости переноса влаги с поверхности кожи к поверхности повязки. При нанесении нескольких слоев бинта, несмотря на использование бинтов с большими ячейками, происходит перекрывание ячеек и прекращения переноса влаги от кожи к поверхности, в этом случае переносу влаги будет способствовать ускорение переноса влаги через слой отвержденного полиуретанового (ПУ) состава.

Известно, что наличие этиленоксидных звеньев способствует повышению гидрофильности, а следовательно, и ускорению переноса влаги (Энциклопедия полимеров, т. 2. М.: Советская энциклопедия, 1974 г., с.430). Благодаря этому введением этиленоксидных звеньев в ПУ состав можно ускорить перенос влаги.

Ускорению переноса влаги способствует также и наличие боковых ответвлений в полимерных цепях (Рейтлингер С.А., Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974 г., с.69), которые могут быть образованы путем обрыва полимерной цепи взаимодействием изоцианатных групп с монофункциональным спиртом.

Необходимо отметить, что создание условий, обеспечивающих высокую скорость переноса влаги в ПУ составе, может привести к высокой гидрофильности материала, то есть удлинению срока высыхания повязки после, например, гигиенических процедур.

Отверждение ПУ состава за счет взаимодействия с влагой воздуха приводит к образованию полимочевинных цепей, которые склонны к образованию водородных связей как с полиоксиалкиленовыми цепями, так и друг с другом. Образование водородных связей способствует снижению проницаемости полимера (Рейтлингер С.А.. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974 г., с.70-75).

Таким образом, для получения состава с высокой скоростью переноса влаги при умеренной гидрофильности необходимо найти такое количество оксиэтильных звеньев, образованных за счет монофункционального спирта у боковых ответвлений, при котором обеспеченное вышеназванными факторами увеличение гидрофильности полностью перекрывается ее снижением за счет образования полимочевинных цепей.

Исследования, проведенные заявителем, показали, что при введении в состав полиоксиалкиленполиола с массовой долей этиленоксидных звеньев менее 9,0% состав не обладает достаточной влагопроницаемостью.

Уменьшение массовой доли монофункционального спирта менее 0,8% от массы полиоксиалкилендиолов приводит к быстрому снижению влагопроницаемости состава в ходе отверждения, что также приводит к снижению комфортности повязки.

Увеличение доли этиленоксидных звеньев более 17,4%, или увеличение массовой доли монофункционального спирта более 4,8% приводит к слишком большой гигроскопичности повязки.

Анализ уровня техники показал, что введение в ПУ состав для влагоотверждаемого перевязочного материала монофункционального спирта в количестве от 0,8 до 4,8% от массы полиоксиалкиленполиола, характеризующегося содержанием этиленоксидных звеньев в количестве от 9 до 17,7% от массы полиоксиалкилендиолов, не влияет на его влагопроницаемость и гигроскопичность, заявляемое решение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.

В качестве полиоксиалкилендиолов и триолов, содержащих этиленоксидные звенья, могут использоваться, в частности:

- полиэтиленгликоль - диол с мольной массой более 200 (содержание оксиэтильных звеньев 100%);

- простые полиэфиры с торговой маркой Лапрол:

- гомополимер окиси этилена - диол с мольной массой 400 (содержание оксиэтильных звеньев 100%) - Лапрол 402;

- гомополимер окиси этилена - диол с мольной массой 200 (содержание оксиэтильных звеньев 100%) - Лапрол 202;

- сополимер окиси этилена и окиси пропилена - триол с мольной массой 5000 (содержание этиленоксидных звеньев 15%) - Лапрол 5003-2-15;

- сополимер окиси этилена и окиси пропилена - триол с мольной массой 3600 (содержание этиленоксидных звеньев 15%) - Лапрол 3603-2Б-15.

В качестве полиоксиалкиленполиолов, не содержащих этиленоксидные звенья и применяемых для получения смеси с требуемым их содержанием, могут использоваться, в частности:

- гомополимер окиси пропилена - диол с мольной массой 500 - Лапрол 502;

- гомополимер окиси пропилена - диол с мольной массой 1000 - Лапрол 1052;

- гомополимер окиси пропилена - триол с мольной массой 3000 - Лапрол 3003;

- гомополимер окиси пропилена - триол с мольной массой 500 - Лапрол 503;

В качестве монофункционального первичного спирта могут быть использованы: метанол, этанол, пропанол-1, н-бутиловый и изобутиловый спирты, бутилцеллозольв.

В качестве изоцианата могут быть использованы:

4,4 - дифенилметандиизоцианат;

полиизоцианаты (смесь изоцианатов, полученная фосгенированием продукта конденсации анилина с формальдегидом), характеризующиеся массовой долей изоцианатных групп от 23 до 31%, в частности, продукт “Полиизоцианат” по ТУ 113-03-38-10б-90.

В качестве катализатора могут быть использованы третичные амины: диметилэтаноламин, диморфолинодиэтиловый эфир, бис[2-N,N-диалкиламино]этиловые эфиры, диазобициклооктан или их смесь.

В качестве хлорангидрида кислоты для увеличения срока хранения могут использоваться: бензоилхлорид, терефталилхлорид.

Состав содержит пеногасящие добавки - полидиметилсилоксаны 100, 200 или 400, а также добавки, снижающие прилипаемость состава к рукам - силиконы с привитыми полиэфирными фрагментами, такие как BYK330, BYK525, BYK300, фирмы BYK-Gardner США.

Техническим результатом является повышение влагопроницаемости с сохранением скорости отверждения, прочностных показателей и стабильности при хранении, а также удобного в применении материала, обладающего повышенной комфортностью при эксплуатации.

Оценка и доказательства преимуществ заявляемого изобретения построены на измерении технологических и эксплуатационных показателей заявляемого материала: влагопроницаемости, стабильности при хранении, физико-механических характеристик, скорости отверждения.

Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.

А. Приготовление связующего.

В термостатируемую емкость, снабженную мещалкой, загружают пеногаситель, смесь полиоксиалкиленполиолов и триолов, монофункциональный спирт и изоцианат, перемешивают до получения однородной массы в течение 1-2 часов при 40-70°С, после чего загружают хлорангидрид кислоты, добавку для уменьшения прилипания, третичный амин и сливают в сухую герметичную тару.

Полученное связующее представляет ПУ предполимер с массовой долей NCO групп от 10 до 20%.

Б. Изготовление перевязочного материала. Для изготовления перевязочного материала связующее наносят в количестве от 150 до 300 г/м² с помощью валковой машины в атмосфере сухого воздуха на ленту из текстильного материала. Изготовленный перевязочный материал наматывается на гильзу и упаковывается в конверт из ламинированной полимерным материалом фольги.

Пример 1. В соответствии с вышеописанной процедурой изготавливали связующее из: 0,9 в. ч. Лапрола 402, 29,3 в.ч. Лапрола 5003-2-, 0,3 в.ч. бутилцеллозольва, 69,5 в. ч. полиизоцианата с массовой долей NCO групп 29%, 0,5 в.ч. диметилэтаноламина, 0,5 в.ч. диморфолинодиэтилового эфира, 0,4 в.ч. бензоилхлорида, 0,1 в.ч. полидиметилсилоксана 100 и 0,5 в.ч. BYK 333. Связующее характеризуется:

- массовой долей монофункционального спирта - 0,3% (0,8% от смеси полиоксиалкиленполиолов);

- массовой долей этиленоксидных звеньев - 17,4% от смеси полиоксиалкиленполиолов.

Массовая доля NCO групп в полученном связующем 19,9%. Связующее в количестве 150 г/м² наносили на предварительно высушенный бинт из искусственного волокна.

Для определения влагопроницаемости изготовленный перевязочный материал смачивали водой, складывали в шесть слоев и отверждали под давлением 0,5 кг/см² в течение 3 часов, после чего высушивали на воздухе в течение суток. На изготовленный таким образом образец парафином прикрепляли отрезок трубы диаметром 50 и высотой 120 мм. На лист стекла укладывали лист фильтровальной бумаги, на бумагу ставили образец с прикрепленным отрезком трубы, в трубу наливали воду до высота 100 мм и определяли время, через которое на фильтровальной бумаге образуется мокрое пятно - время протекания, мин.

Для определения скорости отверждения изготовленный перевязочный материал смачивали водой, складывали в три слоя и определяли время отверждения до степени 2 по ГОСТ 19007-73.

Для определения физико-механических характеристик изготовленный перевязочный материал смачивали водой, складывали в шесть слоев и отверждали под давлением 0,5 кг/см² в течение 3 часов. По ГОСТ 9550-81 определяли максимальное напряжение при изгибе и прочность при разрыве.

Для определения стабильности при хранении изготавливали 7 упаковок с перевязочным материалом и помещали их в термошкаф с температурой 70°С. Каждые двое суток вынимали одну из упаковок, вскрывали и определяли пригодность материала к использованию,

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 2. Готовили состав в соответствии с вышеописанным способом, состоящий из 3,8 в.ч. Лапрола 402, 23 в.ч. Лапрола 3003, 1,4 в.ч. этанола, 71,8 полиизоцианата с массовой долей NCO групп 29% (мольное соотношение NCO/OH групп 8,5), 2,0 в.ч. диморфолинодиэтилового эфира, 0,1 в.ч. терефталилхлорида, 0,1 в.ч. полидиметилсилоксана 400 и 0,4 в.ч. BYK 525.

Состав характеризуется:

- массовой долей монофункционального спирта - 1,4% (4,8% от смеси полиоксиалкиленполиолов);

- массовой долей этиленоксидных звеньев - 13,5% от смеси полиоксиалкиленполиолов;

Массовая доля NCO групп в полученном предполимере 18,9%.

Связующее в количестве 300 г/м² наносили на предварительно высушенный, бинт из искусственного волокна.

Влагопроницаемость, скорость отверждения, стабильность при хранении и физико-механические характеристики определяли так же, как в примере 1.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 3. Готовили состав в соответствии с вышеописанным способом, состоящий из 4,7 в.ч. Лапрола 402, 5,2 в.ч. Лапрола 502, 47,4 в.ч. Лапрола 3003, 1,5 в.ч. изобутанола, 41,2 в.ч. 4,4 - дифенилметандиизоцианата (мольное соотношение NCO/OH групп 2,6), 0,2 в.ч. диазобициклооктана, 0,3 в.ч. диморфолинодиэтилового эфира, 0,25 в.ч. бензоилхлорида, 0,3 в.ч. полидиметилсилоксана 200 и 0,25 в.ч. BYK 525.

Состав характеризуется:

- массовой долей монофункционального спирта - 1,5% (2,8% от смеси полиоксиалкиленполиолов);

- массовой долей этиленоксидных звеньев - 9,0% от смеси полиоксиалкиленполиолов.

Массовая доля NCO групп в полученном предполимере 12,1%.

Связующее в количестве 200 г/м² наносили на предварительно высушенный бинт из искусственного волокна.

Влагопроницаемость, скорость отверждения, стабильность при хранении и физико-механические характеристики определяли так же, как в примере 1.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример по ближнему аналогу. Готовили состав в соответствии с вышеописанным способом, состоящий из 30,8 в.ч. Лапрола 502, 10,0 в.ч. Лапрола 3003, 59,2 в.ч. полиизоцианата (мольное соотношение NCO/OH групп 3,2), 1,0 диморфолинодиэтилового эфира, 0,1 в.ч. полидиметилсилоксана 200, 0,25 в.ч. бензоилхлорида.

Состав характеризуется:

- массовой долей монофункционального спирта - 0%

- массовой долей этиленоксидных звеньев - 0%

- массовая доля NCO групп в полученном предполимере 11,4%.

Связующее в количестве 200 г/м² наносили на предварительно высушенный, бинт из искусственного волокна. Результаты испытаний представлены в таблице. Как видно из представленных в таблице данных заявляемый состав обладает, по сравнению с прототипом, более высокой влагопроницаемостью, обеспечивая высокую стабильность при хранении физико-механические характеристики и достаточную скорость отверждения.

Технологические и функциональные показатели материала для иммобилизацииПримерВлагопроницаемость, минВремя отверждения, минСтабильность при хранении, при 70°С, сутокПрочность при разрыве, МПаМаксимальное напряжение при изгибе, МПа1406более 14269,82555более 14288,53507более 14247,6По аналогу1206более 14259,2

Источники информации

1. Патент США 4326509, МКИ A 61 F 5/04, НКИ 128/90.

2. Заявка ФРГ 3940873, А1 МКИ A 61 L 15/07.

3. Патент СССР 741779, МКИ A 61 L 15/07.

4. Патент США 4433680, МКИ A 61 F 5/04 НКИ 128/90.

5. Энциклопедия полимеров, т.2. М.: Советская энциклопедия, 1974 г.

6. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974 г.

Изобретение относится к материалам, применяемым в медицине при изготовлении шин, бандажей, фиксирующих повязок для иммобилизации конечностей и позвоночника при травмах и заболеваниях скелета человека. Перевязочный влагоотверждаемый материал для иммобилизации, изготовленный нанесением на ленту из искусственного волокна от 150 до 300 г/м² связующего, изготовленного из смеси полиоксиалкилендиолов и триолов, изоцианата, катализатора, стабилизатора, пеногасителя, причем связующее дополнительно содержит добавку для уменьшения прилипания к рукам и монофункциональный спирт при определенном соотношении компонентов. Материал пригоден для изготовления фиксирующих повязок, стабилен при хранении, удобен в применении и обладает повышенной комфортностью при эксплуатации. 1 табл.

Перевязочный влагоотверждаемый материал для иммобилизации, изготовленный нанесением на ленту из искусственного волокна от 150 до 300 г/м² связующего, изготовленного из смеси полиоксиалкилендиолов и триолов, изоцианата, катализатора, стабилизатора и пеногасителя, отличающийся тем, что связующее дополнительно содержит монофункциональный спирт и добавки для уменьшения прилипания к рукам при следующем соотношении компонентов, в.ч.;

Смесь полиоксиалкилендиолов и триолов 26,8-57,3

Изоцианат 41,2-71,8

Монофункциональный спирт 0,3-1,5

Катализатор 0,3-2,0

Стабилизатор 0,1-0,4

Пеногаситель 0,1-0,40

Добавка для уменьшения прилипания к рукам 0,1-0,5

и при этом смесь полиоксиалкилендиолов и триолов характеризуется массовой долей этиленоксидных звеньев от 9 до 17,7 мас. %.