背景
明膠是生物醫學領域有用的生物聚合物之一,由於其熱響應性、膠凝特性、形狀加工性、細胞親和性、無毒性和生物可吸收性,是一種有前途的醫療應用材料。 在使用明膠的膠囊和可食用薄膜加工中,甘油等非揮發性有機化合物*1被用作增塑劑,以避免明膠玻璃化。 然而,當用於水溶液或體內時,增塑劑從明膠基材料中浸出,因此用於體內的增塑明膠的研究和開發尚未充分進行。 另一方面,由於增塑劑不會從皮膚表面滲出,新田明膠公司認為通過在明膠中添加對人類安全的可食用增塑劑,可以開發一種具有柔韌性的新型明膠基皮膚保護材料,並開始了相关研究。
*1:常溫常壓下不會在大氣中揮發的有機化學品的總稱(分子中含有碳且以碳為原子鍵合中心的化合物)
方法・結果
除了檢查含有六種增塑劑的明膠水溶液的流變特性*1並評估其對皮膚的適用性之外,新田明膠公司還評估了使用聚氨酯類防刮保護劑幹燥後形成的明膠膜的機械特性*2和質感明膠薄膜(新田明膠公司通過與市售產品進行比較,從物理性能的角度評估了明膠薄膜作為人體皮膚保護材料的有用性。
*1:與材料變形和流動相關的材料特性
*2:主要是材料變形時的硬度和軟度。
明胶膜的制备方法
1、將增塑劑以與明膠的重量比為0.13~1.67的比例添加到濃度為15%的明膠水溶液中,評價流變性能。
2、明膠膜中含有的增塑劑有果糖(FRU)、葡萄糖(GLU)、蔗糖(SUC)、甘油(GLY)、丙二醇(PPG)、1,3-丁二醇(BG)。
3、將與各增塑劑混合的明膠溶液倒入矽橡膠容器中,並在室溫下放置2天。
4、將容器內部形成的幹膜剝離(圖1)並切成小片進行測試。
(結果)
1、增塑劑對明膠溶液的粘度或凝膠溫度影響不大。
2、添加除PPG外的五種增塑劑,幹膜顯著軟化。
3、GLY的增塑效果最好,但所得薄膜有明顯的粘性。
如何应用于人体皮肤
新田明膠公司進行了一項實驗,看看是否可以通過將 FRU-明膠混合物溶液塗在皮膚上並使其風幹來形成柔性薄膜。
(結果)
1、當增塑劑重量比為1.0的FRU_明膠溶液塗在皮膚上時,它形成了一種柔性薄膜,其質地和機械性能類似於市售的聚氨酯基軟膜,並且緊密地粘附在皮膚上(圖2)。黑色箭頭)。 另一方面,不含增塑劑的明膠膜玻璃化、收縮並剝落(圖2中的灰色箭頭)。
概括
這項研究的結果表明,從物理性能的角度來看,使用增塑劑和明膠開發皮膚保護材料是可能的。特別是,與其他增塑劑相比,FRU-明膠薄膜表現出優異的柔韌性和不粘感,並且可以非侵入性地從皮膚上去除*1。 這一結果表明,FRU-明膠薄膜可用於實現「不可剝離的皮膚保護材料」這一有前景的概念,並有望有效保護表面受損的皮膚。
*1:不要給身體帶來負擔