PL225787B1 - Zastosowanie biodegradowalnej hydrofilowej folii jako modelu skóry ludzkiej stosowanej do badań samoprzylepnych plastrów - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku zastosowanie biodegradowalnej hydrofilowej folii, stanowiącej produkt sieciowania wielokarboksylowym środkiem w obecności plastyfikatora wielowodorotlenowego mieszaniny zawierającej karboksymetyloskrobię i karboksymetylocelulozę w roztworze wodnym, do wytwarzania modelu skóry ludzkiej stosowanej do badań samoprzylepnych plastrów.

Karboksymetyloskrobia (skrót: CMS) jak i karboksymetyloceluloza (skrót: CMC) są biodegrad owalnymi polisacharydami otrzymywanymi w wyniku reakcji karboksymetylowania (eteryfikacji) odpowiednio skrobi alkalicznej i celulozy polegającej na wprowadzeniu do struktury polimeru anionowych grup karboksymetylowych, poprzez reakcję z kwasem monochlorooctowym lub solą sodową kwasu monochlorooctowego. Obydwa polisacharydy modyfikowane są wykorzystywane m.in.: w przemyśle spożywczym, papierniczym, włókienniczym, farmaceutycznym oraz kosmetycznym. CMS jest stosowana między innymi jako środek dyspergujący, spoiwo, sorbent oraz zagęstnik. Duże znaczenie ma stosunkowo niski koszt produkcji CMS w porównaniu do CMC, wynika to z konieczności stosowania podczas otrzymywania celulozy z pulpy drzewnej szkodliwych rozpuszczalników organicznych oraz ceny wyjściowego surowca. CMC jest stosowana między innymi jako dodatek do żywności i hydrożeli, zagęstnik, środek zapobiegający zbrylaniu, lepiszcze oraz wypełniacz. Karboksymetylowe pochodne polisacharydów mogą być stosowane jako dodatki do folii lub jako materiał podstawowy do ich otrzymywania. Najczęściej wykorzystuje się do tego celu CMC ale również chitozan. Z polskiego opisu wynalazku P406313 znana jest biodegradowalna folia na bazie pochodnych polisacharydowych i sposób jej otrzymywania, przy czym folia jest produktem sieciowania wielokarboksylowym środkiem sieciującym mieszaniny zawierającej karboksymetyloskrobię i karboksymetylocelulozę w roztworze wo dnym. Folia ta może być stosowana jako nośnik leków, agromembrana, do enkapsulowania nawozów czy innych substancji. Otrzymywanie folii do celów medycznych z CMS, poli(alkoholu winylowego), poliwinylopirolidonu, poli(kwasu akrylowego) [lub poli(tlenku etylenu)], karagenianu, agaru oraz alginianu (lub chitozanu) przedstawiono w koreańskim opisie patentowym KR 20110125026. W opisie wynalazku US 2009/0035426 opisano użycie mieszaniny CMC o wysokim i niskim ciężarze cząstec zkowym (stopień podstawienia DS w zakresie 0,5-1) do wytwarzania spożywczych folii wzbogaconych środkiem smakowym służących do opakowania żywności. Folie tego typu składały się w 37-80% z CMC, 15-45% ze spożywczego plastyfikatora (np. gliceryna), 0,2-3% jadalnego środka powierzchniowo czynnego (lecytyna słonecznikowa) i 2-15% środka zagęszczającego w postaci skrobi modyfikowanej (dekstryny, maltodekstryny). W opisie wynalazku CN102153783 przedstawiono otrzymywanie metodą wylewania jadalnych filmów opakowaniowych bazujących na pochodnych polisacharydowych: karboksymetylowych pozostałościach ziemniaczanych, CMC, alginianie sodu oraz karagenianie. W innym opisie wynalazku CN1481907 przedstawiono metodę otrzymywania folii z CMC i karboksymetylochitozanu do zastosowań medycznych sieciowanej jonami wapnia lub glinu albo żelaza. W opisie wynalazku EP0729709 przedstawiono otrzymywanie i metodę stosowania jadalnej powłoki nakładanej na mięso kurczaka mającej po upieczeniu symulować wyglądem i teksturą prawdziwą skórę kurczaka. Folie składały się z 25-50 części wagowych maltodekstryny, 6-20 części wagowych skrobi o wysokiej zawartości amylozy, 0,5-4 części wagowych CMC (stopień podstawienia DS wynosił co najmniej 0,7), 5-15 części wagowych sproszkowanego tłuszczu i 6-20 części wagowych wstępnie zżelowanej skrobi.

W literaturze patentowej, naukowej oraz technologicznej brak jest doniesień na temat zastosowania folii z mieszanin karboksymetyloskrobi i karboksymetylocelulozy (CMS/CMC), jako modelu skóry ludzkiej wykorzystywanego do badań porównawczych adhezji klejów samoprzylepnych do ludzkiej skóry.

Istotą wynalazku jest zastosowanie biodegradowalnej hydrofilowej folii, stanowiącej produkt sieciowania wielokarboksylowym środkiem w obecności plastyfikatora wielowodorotlenowego mieszaniny zawierającej karboksymetyloskrobię i karboksymetylocelulozę w roztworze wodnym, do wytwarzania modelu skóry ludzkiej stosowanej do badań samoprzylepnych plastrów. Folię stosuje się w postaci folii wylewanej, np. do formy, na której dnie znajduje się stalowa płytka. Korzystnie stosuje się karboks ymetyloskrobię o stopniu podstawienia DS 0,15-0,90, zaś karboksymetylocelulozę stosuje się o stopniu podstawienia DS 0,5-2,3. Korzystnie zawartość karboksymetyloskrobi w mieszaninie wynosi od 10 do 90% wagowych. Korzystnie jako wielokarboksylowy środek sieciujący stosuje się kwas cytryn owy. Korzystnie jako plastyfikator wielowodorotlenowy stosuje się glicerynę. Korzystnie wielokarboksylowy środek sieciujący stosuje się w ilości 15 do 70 części wagowych na 100 części wagowych suchej mieszaniny karboksymetyloskrobi i karboksymetylocelulozy. Korzystnie sieciowanie prowadzi się w temperaturze od pokojowej do 100°C w czasie od 9 godzin do 7 dni.

PL 225 787 B1

Model skóry ludzkiej według wynalazku, otrzymany z mieszaniny karboksymetylowych pochodnych polisacharydowych CMS i CMC, cechuje się organoleptycznymi właściwościami upodobniającymi ją pod wieloma względami do ludzkiej skóry, ponieważ jest on hydrofilowy, biodegradowalny oraz nietoksyczny. Model skóry otrzymany z mieszaniny karboksymetylowych pochodnych polisacharyd owych CMS i CMC cechuje się organoleptycznymi właściwościami upodobniającymi ją do przesuszonej skóry ludzkiej a zwłaszcza wierzchniej warstwy naskórka. W zależności od stopnia nawilżenia folii można przeprowadzać symulacje dla skóry przesuszonej, nawilżoną oraz względnie standardowej wilgotności. W tym celu model skóry wprowadzono do suszarki, przetrzymano w temperaturze 60°C przez 2 h, pozostawiono w komorze klimatycznej przez 1,5 h o stałej wilgotności 55% oraz temperaturze 27°C, a następnie przemyto wodą destylowaną, którą dokładnie rozprowadzono po całej powierzchni modelu skóry i pozwolono na jej sorpcję przez folię.

Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których przedstawiono skład ilościowy zastosowanej kompozycji, warunki otrzymywania folii oraz właściwości adhezji do powierzchni modelu skóry ludzkiej różnych taśm samoprzylepnych. W tabeli 1 przedstawiono wyniki badania adhezji plastrów do modelu sztucznej skóry i skóry naturalnej probantów. W tabeli 2 przedstawiono w yniki wytrzymałości na zrywanie według przykładów 1-3.

P r z y k ł a d 1

Wodny roztwór mieszaniny polisacharydów (50/50% wag. CMS/CMC) zawierający 200 g wody destylowanej, 3,28 g CMS (DS=0,15) i 3,28 g CMC (DS=0,5) mieszano przez 30 minut, po czym dodano do niego 3,82 g gliceryny i 3,06 g kwasu cytrynowego. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylewano do formy z umieszczoną na dnie płytką stalową o wymiarach 10 cm x 20 cm. Formę wstawiono do suszarki na 30 godzin w temperaturze 60°C, a następnie suszono przez 1 godzinę w temperaturze 90°C. Tak otrzymany model skóry wyjęto z formy i umieszczono na 30 minut w komorze klimatycznej o stałej wilgotności 55% oraz temperaturze 27°C. Następnie za pomocą maszyny wytrzymałościowej Instron zbadano adhezję komercyjnych plastrów na bazie kleju silikonowego, kauczukowego oraz poliakrylanowego pod kątem 180° do tak trzymanej folii jak również jej wytrzymałość na zrywanie.

P r z y k ł a d 2

Wodny roztwór mieszaniny polisacharydów (80/20% wag. CMS/CMC) zawierający 200 g wody destylowanej, 5,4 g CMS (DS=0,9) i 1,2 g CMC (DS=2,3) mieszano przez 30 minut, po czym dodano do niego 3,82 g gliceryny i 4,6 g kwasu cytrynowego. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z umieszczoną na dnie płytką stalową o wymiarach 10 cm x 20 cm. Formę wstawiono do suszarki na 30 godzin w temperaturze 60°C, a następnie suszono przez 1 godzinę w temperaturze 90°C. Tak otrzymany model skóry wyjęto z formy i umieszczono na 30 minut w komorze klimatycznej o stałej wilgotności 45% oraz temperaturze 30°C. Następnie za pomocą maszyny wytrzymałościowej Instron zbadano adhezję komercyjnych plastrów na bazie kleju silikonowego, kauczukowego oraz poliakrylanowego pod kątem 180° do tak trzymanej folii jak również jej wytrzymałość na zrywanie.

P r z y k ł a d 3

Wodny roztwór mieszaniny polisacharydów (60/40% wag. CMS/CMC) zawierający 100 g wody destylowanej, 3,60 g CMS (DS=0,3) i 2,40 g CMC (DS=0,7) mieszano przez 30 minut, po czym dodano do niego 3,82 g gliceryny i 3,46 g kwasu cytrynowego. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z umieszczoną na dnie płytką stalową o wymiarach 10 cm x 20 cm. Formę wstawiono do suszarki na 9 godzin w temperaturze 90°C. Tak otrzymany model skóry wyjęto z formy i umieszczono na 30 minut w komorze klimatycznej o stałej wilgotności 65% oraz temperaturze 25°C. Następnie za pomocą maszyny wytrzymałościowej Instron zbadano adhezję komercyjnych plastrów na bazie kleju silikonowego, kauczukowego oraz poliakrylanowego pod kątem 180° do tak trzymanej folii jak również jej wytrzymałość na zrywanie.

P r z y k ł a d 4

Folię na bazie mieszaniny polisacharydów (50/50% wag. CMS/CMC), otrzymaną z roztworu wodnego zawierającego 200 g wody destylowanej, 5,4 g CMS (DS=0,9), 1,2 g CMC (DS=2,3), 3,82 g gliceryny oraz 4,6 g kwasu cytrynowego poprzez wylanie mieszaniny do formy z umieszczoną na dnie płytką stalową o wymiarach 10 cm x 20 cm, suszenie 30 h w temperaturze 60°C, a następnie suszenie przez 1 godzinę w temperaturze 90°C wyjęto z formy i umieszczono na 30 minut w komorze klimatycznej o stałej wilgotności 63% oraz temperaturze 25°C. Otrzymany w ten sposób model naturalnej skóry z naklejonymi na nim paskami plastrów samoprzylepnych o szerokości 2,5 cm umieszczono w szczękach maszyny wytrzymałościowej Instron, na której zmierzono wg normy AFERA 4001 adhezję pod kątem 180°. Podobnie mierzono

PL 225 787 B1 adhezję ww. plastrów do naturalnej skóry probantów wykorzystując do tego celu ich prawie ramię z naklejonymi plastrami o szerokości 2,5 cm oparte na szczęce maszyny pomiarowej.

P r z y k ł a d 5

Folię na bazie mieszaniny polisacharydów (60/40% wag. CMS/CMC), otrzymaną z roztworu wodnego zawierającego 200 g wody destylowanej, 3,6 g CMS (DS=0,3), 2,4 g CMC (DS=0,7) 3,82 g gliceryny oraz 3,46 g kwasu cytrynowego poprzez wylanie mieszaniny do formy z umieszczoną na dnie płytką stalową o wymiarach 10 cm x 20 cm, suszenie 30 h w temperaturze 60°C, a następnie suszenie przez 1 godzinę w temperaturze 90°C wyjęto z formy i umieszczono na 30 minut w komorze klimatycznej o stałej wilgotności 55% oraz temperaturze 27°C. Otrzymany w ten sposób model naturalnej skóry z naklejonymi na nim paskami plastrów samoprzylepnych o szerokości 2,5 cm umieszczono w szczękach maszyny wytrzymałościowej Instron, na której zmierzono wg normy AFERA 4001 adhezję pod kątem 180°. Podobnie mierzono adhezję ww. plastrów do naturalnej skóry probantów wykorzystując do tego celu ich prawie ramię z naklejonymi plastrami o szerokości 2,5 cm oparte na szczęce maszyny pomiarowej.

T a b e l a 1

Rodzaj plastra samoprzylepnego	Folia wg przykładu	Adhezja [N/25 mm]	Adhezja do naturalnej skóry probantów [N/2,5 cm]
Plaster samoprzylepny z klejem silikonowym	1	0,19	0,19
2	0,18	0,18
3	0,20	0,20
4	0,18	0,19
5	0,20	0,21
Plaster samoprzylepny z klejem kauczukowym	1	0,67	0,6
2	0,50	0,56
3	0,72	0,65
4	0,50	0,51
5	0,72	0,74
Plaster samoprzylepny z klejem poliakrylanowym	1	0,31	0,37
2	0,42	0,40
3	0,38	0,38
4	0,42	0,41
5	0,38	0,38

T a b e l a 2

Rodzaj plastra samoprzylepnego	Folia wg przykładu	Wytrzymałość folii na zrywanie [N/2,5 cm]
Plaster samoprzylepny z klejem silikonowym	1	6,3
2	6,1
3	6,5
Plaster samoprzylepny z klejem kauczukowym	1	4,8
2	5,1
3	5,2
Plaster samoprzylepny z klejem poliakrylanowym	1	7,1
2	7,3
3	7,4

PL 225 787 B1

Claims (8)

1. Zastosowanie biodegradowalnej hydrofilowej folii, stanowiącej produkt sieciowania wielokarboksylowym środkiem w obecności plastyfikatora wielowodorotlenowego mieszaniny zawierającej karboksymetyloskrobię i karboksymetylocelulozę w roztworze wodnym, do wytwarzania modelu skóry ludzkiej stosowanej do badań samoprzylepnych plastrów.

2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że folię stosuje się w postaci folii wylewanej.

3. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że stosuje się karboksymetyloskrobię o stopniu podstawienia DS 0,15-0,90, zaś karboksymetylocelulozę stosuje się o stopniu podstawienia DS 0,5-2,3.

4. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawartość karboksymetyloskrobi w mieszaninie wynosi od 10 do 90% wagowych.

5. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że jako wielokarboksylowy środek sieciujący stosuje się kwas cytrynowy.

6. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że jako plastyfikator wielowodorotlenowy stosuje się glicerynę.

7. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że wielokarboksylowy środek sieciujący stosuje się w ilości 15 do 70 części wagowych na 100 części wagowych suchej mieszaniny karboks ymetyloskrobi i karboksymetylocelulozy.

8. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że sieciowanie prowadzi się w temperaturze od pokojowej do 100°C w czasie od 9 godzin do 7 dni.