CN107001122A - 创伤治疗用玻璃组合物、创伤覆盖材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种创伤治疗用玻璃组合物以及使用了该创伤治疗用玻璃组合物的创伤覆盖材料,该创伤治疗用玻璃组合物通过提供表皮细胞的增殖所必需的湿润环境和营养素,从而促进创伤治愈过程,并具有用于防止细菌向创面的临界定植、感染的杀菌性。该创伤治疗用玻璃组合物的特征在于,以氧化物换算的质量%计,含有SiO2 5~70%、Al2O3 0~10%、B2O3 5~40.0%、CaO 1~50%。
Description
技术领域
本发明涉及对划伤、裂伤、挫伤、烧伤、褥疮等的创面显示出优异的治愈效果的玻璃组合物、使用它制成的创伤覆盖材料及其制造方法。
背景技术
以往,作为创伤的治疗,进行先消毒然后用纱布保护创面的治疗。但是,这种治疗方法会因消毒而使表皮的细胞死掉。另外,近年来发现,因创面干燥,表皮的细胞难以增殖。
因而,整形手术医生夏井睦等提倡保护创面的湿润环境、促进细胞增殖的治疗法(moist wound healing),以取代使用消毒液和纱布的治疗,目前该治疗方法已被广泛普及。(非专利文献1)
创伤覆盖材料也被称作敷料,在创伤治疗中为了保证创面的湿润环境而使用。目前普及的创伤覆盖材料中有聚氨酯膜、水胶体覆盖材料、聚氨酯泡沫覆盖材料、藻酸盐覆盖材料等,这些产品通过保持从创面流出的血液或渗出液并维持湿润环境从而具有促进表皮细胞的***、移动的效果。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:将来的创伤治疗(これからの創傷治療)夏井睦著医学书院(2003/08)
发明内容
发明拟要解决的技术问题
聚氨酯膜、水胶体覆盖材料、聚氨酯泡沫覆盖材料、藻酸盐覆盖材料等创伤覆盖材料通过保持从创面流出的渗出液并维持湿润环境从而具有促进表皮细胞***、移动的效果,能够最大限度地发挥患者本身具有的自然治愈力。但是,在老年人等治愈能力低的患者的情况下、创伤为褥疮的情况下、创面开口部的体积、面积大的情况下、对创面持续施加力的情况下等,即使使用这些创伤覆盖材料进行治疗,治愈也需要相当长的时间。治愈时间的增加会引起渗出液的大量流出、胶原蛋白的异常产出等,有可能产生表皮炎症、形成瘢痕等。
此外,如果是糖尿病患者,即使使用了创伤覆盖材料,也会因免疫功能的异常、蛋白质的不足状态、氧的不足等原因而发生创伤治愈延迟,有可能因来自创面的细菌侵入而引起严重的并发症。
另外,近年来,在创伤治疗中不使用消毒剂这样的方针正逐渐变化。具体而言,在细菌只是定植于创面的情况下、或即使细菌增殖也不影响宿主的情况下,可以不进行消毒。但是,在细菌数增多而要转变成创面感染的情况下、细菌侵入组织内部而对宿主造成实质损害的情况下,则需要使用消毒剂。
本发明是鉴于上述事情而完成的,其目的在于,提供一种创伤治疗用玻璃组合物和使用了该创伤治疗用玻璃组合物的创伤覆盖材料,该创伤治疗用玻璃组合物通过提供表皮细胞增殖所必需的湿润环境和营养素,从而促进创伤治愈过程,具有用于防止细菌对创面的临界定植、感染的杀菌性。
用于解决问题的技术手段
本发明的创伤治疗用玻璃组合物的特征在于,以氧化物换算的质量%计,含有SiO2 5~70%、Al2O3 0~10%、B2O3 5~40.0%、CaO 1~50%。此处所谓“创伤治疗用”是指,包括覆盖创伤以进行治疗的情况在内的以用于创伤治疗的所有方式使用的用途。
具有上述构成的本发明的创伤治疗用组合物具有生物相容性。还能够溶解于从创面流出的血液或渗出液,并向创伤面供给作为表皮细胞的营养素的Ca(钙)、对细菌具有杀菌效果的B(硼)。
另外,在本发明的创伤治疗用玻璃组合物中,优选地,以氧化物换算的质量%计,还含有MgO 0~20%、Na2O 0~20%、K2O 0~40%、P2O5 0~20%。
另外,在本发明的创伤治疗用玻璃组合物中,优选地,以氧化物换算的质量%计,Na2O+K2O为5~40%。此处,所谓“Na2O+K2O”是指Na2O与K2O的合计含量。
另外,在本发明的创伤治疗用玻璃组合物中,优选地,在将被分级为300~500μm粒度且重量是比重×0.256的玻璃在37℃、60ml的模拟体液中浸渍2天并进行1次/天的搅拌的溶出试验中,模拟体液中的B浓度为0.1mM以上,并且Ca浓度为3.8mM以上。
如果采用上述构成,则可以向创伤面充分地供给创伤治疗所必需的Ca、B。
另外,在本发明的创伤治疗用玻璃组合物中,优选地,液相粘度为100.5dPa·s以上。此处所谓“液相粘度”是用以下方法求出的值。首先,将块状的玻璃试样粉碎,并调整为300~500μm范围的粒度。然后,将粉碎后的玻璃试样以具有合适的体积密度的状态的方式填充到耐火性的容器中。接下来,将该耐火性容器放入间接加热型的温度梯度炉内并静置,在大气气氛中进行16小时加热操作,从温度梯度炉中,将每个耐火性容器的试验体取出,冷却到室温。其后,利用光学显微镜观察玻璃试样,以判定晶体析出部位,并根据温度梯度炉内的温度分布信息确定晶体析出温度(液相温度)。使用如此求出的晶体析出温度,根据另外准备的粘度曲线求出与晶体析出温度相对应的粘度。
如果采用上述构成,则成形时玻璃不易失透,还能够减少混入材料中的微球。
另外,在本发明的创伤治疗用玻璃组合物中,优选地,与101.0dPa·s的粘度相对应的温度为1500℃以下。此处,“与101.0dPa·s的粘度相对应的温度”是用以下方法求出的值。首先,将块状的玻璃试样破碎为合适的尺寸,尽可能不带入气泡地投入到氧化铝制坩埚中。接下来,对氧化铝坩埚进行加热,使试样成为熔液状态,利用铂球提拉法求出多个温度下的玻璃的粘度的测量值。接下来,使用玻璃粘度的测量值,算出VFT(Vogel-Fulcher)关系式的常数,制成粘度曲线,利用其内插算出粘度达到101.0dPa·s时的温度,是指利用该方法测定的温度。需要说明的是,101.0dPa·s的粘度是适合基于熔喷法等的纤维化的粘度,本发明中将与该粘度相对应的温度称作“纺丝温度”。
如果采用上述构成,则能够实现成形时所使用的贵金属制的纤维化装置的长寿命化。另外,能够减少纤维化装置的更换频率,因此,能够降低生产成本。
本发明的创伤覆盖材料的特征在于,是包含上述玻璃组合物的棉状体或无纺布。此处所谓“棉状体”是指多条纤维不规则地缠在一起、并且能够利用存在于纤维间的空隙三维地进行压缩的无定形的纤维块。所谓“无纺布”是指多个纤维不规则地缠在一起并成形为片状或布状的棉状体的压缩体。
具有上述构成的本发明的创伤覆盖材料能够提供成为表皮细胞的营养素的Ca、对细菌具有杀菌效果的B,并且能够保持从创面流出的渗出液,因此,能够提供表皮细胞的增殖所必需的湿润环境。
另外,在用于治疗渗出液多的创面时,优选地,以棉状体的形态使用。如果以棉状体的形态使用,则创伤覆盖材料的吸水量增加,能够防止伴随着过度湿润环境而发生的皮肤的软涨。此外,不易发生渗出液流向创外的麻烦。另一方面,在用于治疗渗出液少的创面时,优选地,以无纺布的形态使用。如果以无纺布的形态使用,则创伤覆盖材料的吸水量降低,能够防止创面的干燥。
另外,在本发明的创伤覆盖材料中,优选地,构成棉状体、无纺布的玻璃纤维的平均纤维直径为100nm~10μm。此处,“玻璃纤维的平均纤维直径”是用如下方法求出的值,即,使用扫描型电子显微镜(HITACHI s-3400N typeII),拍摄玻璃纤维的二次电子像或反射电子像,使用所述扫描型电子显微镜的长度测量功能,测定50根玻璃纤维的直径,并将其平均值作为平均纤维直径。
如果采用上述构成,则容易维持足以保持血液、体液的形状,并且容易充分地确保向体液的溶解量。
另外,在本发明的创伤覆盖材料中,优选地,在棉状体、无纺布中混入了玻璃微球,且以质量%标准计,其混入量为棉状体或无纺布整体的50%以下。本发明中所谓“玻璃微球”是指因表面张力而使熔融玻璃成为大致球状的材料。此处“玻璃微球的混入量”是用如下方法求出的值,即,称量预定量的所述棉状体或无纺布,投入到烧杯中,然后,注入乙醇(alcohol),例如使用磁力搅拌器搅拌3分钟,搅拌停止后,等待20秒直至微球沉淀,之后立即将残留有沉淀物的上清液转移到另外的烧杯中,使反复进行该操作而采集的沉淀物干燥,之后测定沉淀物的重量,算出沉淀物相对于所述棉状体或无纺布的重量比。
在将熔融玻璃纤维化而制作棉状体、无纺布时,有时一部分玻璃成为微球状并混入棉状体、无纺布中。由于微球与纤维相比每单位质量的比表面积小,因此有难以溶解于体液等的趋势。由此,如果混入的玻璃微球的比例变大,则难以从棉状体、无纺布中溶出足够量的Ca、B。但是,如果采用上述构成,则玻璃纤维的含量多,因此,容易充分地确保向体液中的溶解量。另外由于棉状体、无纺布的毛糙感等变少,因此不易引起表皮炎症、瘢痕形成。另外能够减轻埋入创面时的患者的疼痛。
另外,在本发明的创伤覆盖材料中,优选地,玻璃微球的平均直径为500μm以下。此处“玻璃微球的平均直径”是根据使用光学显微镜的长度测量功能测出50个微球的直径并将其平均值作为玻璃微球的平均直径的方法求出。
如果采用上述构成,则玻璃微球的比表面积变大,容易充分地确保向体液中的溶解量。另外,由于棉状体、无纺布的毛糙感等变少,因此不易引起表皮炎症、瘢痕形成。另外能够减轻埋入创面时的患者的疼痛。
本发明的创伤覆盖材料的制造方法的特征在于,将调合成上述的玻璃组合物的原料母料在玻璃熔融炉中熔融,使熔融玻璃从玻璃喷吐嘴中连续地流出,同时向所述玻璃喷吐嘴周围喷射空气,将玻璃成形为棉状。
具有上述构成的本发明的方法由于采用了所谓熔喷法,因此能够容易地获得纤维缠在一起的棉状的创伤覆盖材料,所谓熔喷法是指,向熔融玻璃喷吹空气,以吹跑玻璃,同时拉伸为纤维状。
另外,本发明的方法由于使用具有上述组成、特性的玻璃,因此所得的创伤覆盖材料的创伤治疗效果好。
另外,本发明的创伤覆盖材料的制造方法的特征在于,对已成形为棉状的玻璃进行压缩而成形为无纺布。
具体实施方式
以下,针对本发明的创伤治疗用玻璃组合物,对构成玻璃的成分的作用和如上所述地规定其含量的理由进行说明。而且,在各成分的含有范围的说明中,%的表述是指质量%。
SiO2是形成玻璃骨架结构的主要成分。另外,是使玻璃的粘度升高的成分。此外,还是使玻璃的溶解速度大幅降低的成分。SiO2的含量为5~70%,优选为5~50%,更优选为8~45%,特别优选为10~35%,进一步优选为10~30%,最优选为10~25%。如果SiO2的含量过多,则玻璃向血液或渗出液中的溶解速度降低,难以获得作为创伤覆盖材料所必需的细胞增殖效果、杀菌效果。另外,纤维化温度(与101.0dPa·s的粘度相对应的温度)变高,用于进行纤维化的成本增加。如果SiO2的含量过少,则玻璃的粘度降低,液相粘度显著降低,在已成形为棉状体或无纺布的情况下微球混入量增加。另外,由于玻璃的机械强度降低,棉状体容易被压缩,无法确保棉状体内所必需的空间,因此,血液或渗出液的保持量降低,难以维持湿润环境。
Al2O3是具有抑制熔融玻璃中的晶体产生结晶、分相的效果的成分。Al2O3的含量为0~10%,优选为0~5%,更优选为0~3%。如果Al2O3的含量过多,则玻璃向血液或渗出液中的溶解速度降低。另外,纤维化温度升高,用于进行纤维化的成本增加。
B2O3与SiO2相同地在玻璃网络结构中,是形成其骨架的成分,但是不会像SiO2那样提高玻璃的熔融温度,反而具有降低熔融温度的作用。另外,是通过向血液或渗出液中溶出而发挥杀菌效果的成分。此外,还是大幅增加玻璃的溶解速度的成分。B2O3的含量为5~40.0%,优选为10~39%、15~35%、19~30%、19~27%,特别优选为19~25%。如果B2O3的含量过少,则无法获得用于防止细菌向创面的临界定植、感染的杀菌性。此外,玻璃的溶解速度降低,难以获得作为创伤覆盖材料所必需的细胞增殖的效果、杀菌效果。如果B2O3的含量过多,则同样会因对创面发挥过度的杀菌效果而使创伤治愈速度降低。另外,由于玻璃的粘度降低、液相粘度变低,因此在利用熔喷法等方法制作创伤覆盖材料时,微球混入量增加。
CaO是降低玻璃的粘度的成分,还是一旦向血液或渗出液中溶出就会发挥促进细胞增殖的效果的成分。CaO的含量为1~50%,优选为10~45%,更优选为15~40%,特别优选为18~38%,进一步优选为23~38%,最优选为28~38%。如果CaO的含量过少,则难以获得促进细胞增殖的效果。如果CaO的含量过多,则液相温度变高,在玻璃熔融时发生失透,难以获得均匀的玻璃。
MgO是具有使玻璃原料容易熔融的作为助熔剂的作用的成分,同时对于降低熔融温度非常有效,是在熔融时使玻璃的消泡性良好、有助于制作均匀的玻璃的成分。MgO的含量优选为0~20%,更优选为0~10%,进一步优选为0.5~8%。如果MgO含量过多,则玻璃的粘度降低,液相粘度降低,因此,在利用熔喷法等方法制作创伤覆盖材料时,微球混入量增加。此外,Mg(镁)向血液或渗出液中的溶出量增加,相对地,Ca的溶出量显著降低。
作为碱金属氧化物的Na2O、K2O是使玻璃的粘度降低、提高熔融性、成形性的成分。Na2O及K2O的合计含量(Na2O+K2O)优选为5~40%,更优选为10~30%,进一步优选为15~25%。如果Na2O+K2O过少,则玻璃的纺丝温度升高,用于进行纤维化的成本增加。如果Na2O+K2O过多,则Na(钠)及K(钾)向血液或渗出液中的溶出量增加,相对地,Ca的溶出量显著降低。另外,由于玻璃的粘度降低、液相粘度显著降低,因此,在利用熔喷法等方法制作创伤覆盖材料的情况下,微球混入量增加。
Na2O是通过使玻璃的粘度降低而提高玻璃的熔融性、成形性的成分。Na2O的含量优选为0~20%,更优选为2~15%,进一步优选为4~10%。如果Na2O的含量过多,则玻璃的粘度降低,液相粘度显著降低,因此,在利用熔喷法等方法制作创伤覆盖材料的情况下,微球混入量增加。此外,Na向血液或渗出液中的溶出量增加,相对地,Ca的溶出量显著降低。
K2O是通过使玻璃的粘度降低而提高玻璃的熔融性、成形性的成分。K2O的含量优选为0~40%,更优选为5~30%,进一步优选为7~20%,特别优选为7~15%。如果K2O的含量过多,则玻璃的粘度降低,液相粘度显著降低,因此,在利用熔喷法等方法制作创伤覆盖材料的情况下,微球混入量增加。此外,K向血液或渗出液中的溶出量增加,相对地,Ca的溶出量显著降低。
P2O5是其自身发生玻璃化并构成玻璃网络的成分。P2O5的含量优选为0~20%,更优选为0~10%,进一步优选为0~5%。如果P2O5含量过多,则玻璃向血液或渗出液中的溶解速度降低。此外,容易在已溶解的玻璃的表面形成含有P(磷)和Ca的反应层,阻碍玻璃的溶解、或将一部分Ca消耗在反应层的形成中,由此使Ca的溶出量降低。
在本发明的创伤治疗用玻璃组合物中,玻璃的溶解速度随着玻璃组成的Si(硅)与B(硼)的摩尔比(B/Si)的变化而变化。B/Si的值越大,玻璃网络中的B的比例就越大,化学耐久性下降,玻璃的溶解速度变大。由此,为了增加Ca的溶出量,促进细胞增殖,B/Si的值越大越有利。但是,为了增大B/Si的值,必须要增加玻璃的B2O3含量,其结果是,B的溶出量增大,导致过大的杀菌效果。
B/Si的值优选为0.1~20.0,更优选为0.2~10.0,特别优选为0.3~9.0,进一步优选为0.5~5.0,最优选为1.0~3.0。如果B/Si的值过小,则难以获得作为创伤覆盖材料所必需的细胞增殖的效果和杀菌效果。另一方面,如果B/Si的值过大,则会发挥过大的杀菌效果,导致细胞的增殖受到抑制。
另外,可以包含上述成分(SiO2、B2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5)以外的成分。但是,理想的是以上述成分的合计含量为98%以上、特别优选达到99%以上的方式调节组成。其理由是因为,在这些成分的合计量小于98%的情况下,容易发生如下的不良状况,即,由于异种成分意外混入,使玻璃的Ca、B向血液或渗出液中的溶解速度降低,从而降低作为创伤覆盖材料的特性、或使液相粘度显著降低而增加微球混入量、或生物相容性降低等。
作为上述成分以外的成分,例如也可以分别含有至多为0.1%的H2、CO2、CO、H2O、He、Ne、Ar、N2等微量成分。另外,也可以在玻璃中含有至多为500ppm的Pt、Rh、Au等贵金属元素。
此外,为了提高杀菌效果,也可以合计含有至多为2%的Cu、Ag、Zn、Sr、Ba、Fe、F、Mo、Au、Mn、Sn、Ce、Cl、La、W、Nb、Y等。
本发明的创伤治疗用玻璃组合物在将被分级为300~500μm粒度且重量是比重×0.256的玻璃在37度、60ml的模拟体液中浸渍2天、并进行1次/天的搅拌的溶出试验中,优选模拟体液中的B浓度为0.1mM以上,并且Ca浓度为3.8mM以上。在由该溶出试验得到的模拟体液中的B浓度小于0.1mM的情况下、或者在Ca浓度小于3.8mM的情况下,难以获得作为创伤覆盖材料所必需的细胞增殖的效果、杀菌效果。
另外,本发明的创伤治疗用玻璃组合物的液相粘度优选为100.5dPa·s以上、100.8dPa·s以上、101.0dPa·s以上、101.2dPa·s以上,特别优选为101.4dPa·s以上。如果液相粘度过低,则导致在将熔融玻璃纤维化以制作棉状体、无纺布时,混入的玻璃微球的量会变多。
另外,本发明的创伤治疗用玻璃组合物的与101.0dPa·s的粘度相对应的温度(纺丝温度)优选为1500℃以下、1400℃以下、1300℃以下,特别优选为1200℃以下。如果纺丝温度过高,则需要在高温下进行纺丝,因此,贵金属制的纺丝装置的损伤变得剧烈,更换频率升高,从而使生产成本升高。
本发明的创伤覆盖材料包含具有上述的组成、特性的创伤治疗玻璃组合物。更具体而言,是具有上述的组成、特性的、多个玻璃纤维不规则地缠在一起的无定形的棉状体、无纺布。需要说明的是,棉状体由于存在于纤维间的空隙而能够三维地压缩。
对于构成创伤覆盖材料的玻璃纤维,其纤维直径可以不均匀,然而优选其平均纤维直径处于100nm~10μm的范围,特别优选处于500~5μm的范围。如果平均纤维直径过小,则玻璃纤维的机械强度降低。此外,在以棉状体的形态使用的情况下,由于棉状体容易被压缩,因此血液或渗出液的保持量降低,难以维持湿润环境。如果平均纤维直径过大,则棉状体、无纺布的比表面积变小,因此,玻璃的溶解速度降低,难以充分地向血液或渗出液提供Ca、B,作为创伤覆盖材料的特性降低。
在构成创伤覆盖材料的棉状体、无纺布中混入玻璃微球也没问题。该情况下,玻璃微球在棉状体、无纺布中所占的比例以质量%计优选为50%以下、40%以下,特别优选为30%以下。如果玻璃微球的比例过多,则棉状体、无纺布的比表面积变小,因此,玻璃的溶解速度降低,难以充分地向血液或渗出液提供Ca、B,作为创伤覆盖材料的特性降低。另外,玻璃微球会刺激表皮,有可能引起表皮的炎症或瘢痕形成。此外,在埋入创面时,会伴随着患者的疼痛。
玻璃微球的平均直径优选为500μm以下,特别优选为100μm以下。如果玻璃微球的平均直径过大,则棉状体、无纺布的比表面积变小,因此,玻璃的溶解速度降低,难以充分地向血液或渗出液提供Ca、B,作为创伤覆盖材料的特性降低。另外,玻璃微球会刺激表皮,有可能引起表皮的炎症或瘢痕形成。此外,在埋入创面时,会伴随着患者的疼痛。
需要说明的是,除了玻璃纤维、玻璃微球以外,本发明的创伤覆盖材料也可以包含粉末状、片状等各种形状的玻璃体。另外,也可以预先使各种药剂添加、浸渗到棉状体、无纺布内。
下面,以熔喷法为例,对制造本发明的创伤覆盖材料的方法进行说明。需要说明的是,本发明的创伤覆盖材料也可以利用熔喷法以外的方法制作。例如也可以采用以下方法:所谓的静电纺丝法,在玻璃喷吐嘴与被配置为与该喷嘴部件对置的靶电极之间施加高电压,将从所述喷吐嘴吐出的已带电的所述熔融玻璃向所述电极部件侧拉近,同时成形为纤维状;所谓的离心法,即,使熔融玻璃从前炉流下,并导入纺纱机(spinner)中,使该纺纱机高速旋转,继而从设于纺纱机侧壁部的排出孔吐出纤维状玻璃。
首先,以成为上述组成的玻璃的方式调合玻璃原料。需要说明的是,对于玻璃原料的一部分或全部,也可以使用碎玻璃。对于玻璃组成、其特性等,如前所述,此处省略说明。
然后,将调合后的玻璃原料母料投入玻璃熔融炉中,进行玻璃化,使之熔融、均匀化。熔融温度适合为1200~1600℃左右。
接下来,对熔融玻璃进行纺丝,成形为玻璃纤维。更具体而言,向具备吐出熔融玻璃的喷吐嘴的贵金属制的喷嘴部件供给熔融玻璃。已供给到喷嘴部件的熔融玻璃从设于喷嘴部件的底面的1个以上的玻璃喷吐嘴流下。对如此流下的熔融玻璃,从喷吐嘴的侧面、两面或全周喷吹高速空气,并拉伸、成形为纤维状,由此能够得到由棉状的玻璃纤维构成的创伤覆盖材料。进一步地,对如此制作的棉状体进行压缩,制成无纺布。例如可以利用如下的方法等,即,在具有金属制网的传送带上以达到均匀厚度的方式连续地堆积,并使用辊筒进行压缩。需要说明的是,对于玻璃喷吐嘴的内径,优选直径为2mm以下,更优选为1.5mm以下,进一步优选为1.0mm以下。所述高速空气的温度优选为500℃以上,更优选为800℃以上,进一步优选为900℃以上。另外,对于创伤覆盖材料的特征,如前所述,此处省略说明。
需要说明的是,本发明的创伤治疗用玻璃组合物并不限于作为如上所述的创伤覆盖材料的利用。例如,也可以成形为粉末状、带状、片状、中空球状等形状,用于各种用途。例如,也可以成形为粉末状,与凡士林等软膏或乳霜、洗剂等混合,使用于创面。
实施例
以下,基于实施例,对本发明进行详细说明。
表1~5示出本发明的实施例(试样No.1~17、21~25)及比较例(试样No.18~20)。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
表中的各试样如下所示地制备。
首先,以形成各表中的玻璃组成的方式,称量天然原料、化学合成原料等各种玻璃原料并混合,制作出玻璃母料。然后,将该玻璃母料投入到铂铑合金制坩埚中,然后,在间接加热电炉内在1200~1550℃加热4小时,得到熔融玻璃。需要说明的是,为了得到均匀的熔融玻璃,在加热时,使用耐热性搅拌棒,多次搅拌熔融玻璃。接下来,将所得的熔融玻璃浇到耐火性铸模内,在空气中放冷,得到块状的玻璃试样。对所得的各试样进行溶出试验,测出模拟体液中的B、Ca浓度。另外,测出纺丝温度、液相温度。
进一步地,将所述块状的玻璃试样投入到具备玻璃喷吐嘴的贵金属制的罐中,利用通电加热使所述玻璃试样再熔化。其后,对从所述喷吐嘴流下的玻璃喷吹高速空气,对所述熔融玻璃进行拉伸以纤维化,得到棉状体。测定出构成如此得到的棉状体的玻璃纤维的平均纤维直径。
如下所示地测定溶出试验。首先,将块状的玻璃试样粉碎,精确称量重量为比重×0.256的直径300~500μm粒度的玻璃,接下来,向容量100ml的聚丙烯容器(PP容器)中加入模拟体液60ml,浸渍玻璃试样,以37℃、2天的条件进行溶出试验。此时,进行了1次/天的搅拌。搅拌是通过用手振荡所述PP容器数次而进行。在溶出试验后,过滤试验溶液,使用ICP-OES对溶出液中的B、Ca浓度进行定量。
需要说明的是,如下所示地制作出模拟体液。首先,将加入了100ml的蒸馏水的烧杯放置于搅拌机上。然后,称量各试剂(7.995g/L的NaCl、0.353g/L的NaHCO3、0.224g/L的KCl、0.174g/L的K2HPO4、0.305g/L的MgCl2·6H2O、0.368g/L的CaCl2·2H2O、0.071g/L的Na2SO4),在各个试剂完全溶解后,依次将下一个试剂加入蒸馏水中溶解,制成溶液。需要说明的是,对于粘在称量纸上的试剂浇上蒸馏水,溶于溶液中。然后,向10ml的35%盐酸中加入蒸馏水90ml,制作稀释盐酸,将其一点点地加入溶液中,直至混浊消失。然后,将溶液转移至2L的烧杯中,加入825ml的蒸馏水,并使用加热搅拌器搅拌。然后,准备pH计,用玻璃吸管缓慢加入稀释盐酸,并溶解,使pH为2。接下来,将6.057(g/L)的三羟甲基氨基甲烷(Tris缓冲液)加入到溶液中并溶解,使pH为8,然后,在用加热搅拌器进行加热的同时,缓慢加入稀释盐酸,最终制成在液温37℃时pH为7.25的溶液。将该溶液转移至有塞量筒中,加入蒸馏水至1L,充分地振荡搅拌,以使溶液混合。将如此得到的溶液转移到塑料瓶中后,在冰箱内保管1天以上,得到实验中所用的模拟体液。
需要说明的是,模拟体液中的无机离子浓度的理论值是,Na+为142.0,K+为5.0,Mg2 +为1.5,Ca2+为2.5,Cl-为148.8,HPO4-为1.0。(单位均为mM)。
如下所示地进行纺丝温度的测定。首先,将块状的玻璃试样破碎为恰当的尺寸,尽可能不带入气泡地投入氧化铝制坩埚中。接下来,加热氧化铝坩埚,使试样成为熔液状态,利用铂球提拉法求出多个温度下的玻璃的粘度。之后,根据所得的多个测量值制成粘度曲线,利用其内插,算出达到101.0dPa·s的温度。
如下所示地进行液相温度的测定。首先,将块状的玻璃试样粉碎,在粒度已调整为300~500μm范围的状态下,以具有合适的体积密度的状态填充到耐火性的容器中。接下来,将该耐火性容器放入间接加热型的温度梯度炉内静置,在大气气氛中进行16小时加热操作。之后,从温度梯度炉中,将每个耐火性容器中的试验体取出,冷却到室温后,利用光学显微镜判定晶体析出部位,使用预先制成的温度梯度炉内的温度分布,求出晶体析出温度(液相温度),利用该方法确定液相温度。
如下所示地测定平均纤维直径。首先,使用扫描型电子显微镜(HITACHI s-3400NtypeII)拍摄玻璃纤维的二次电子像或反射电子像。使用所述扫描型电子显微镜的长度测量功能,测定50根玻璃纤维的直径,将其平均值作为平均纤维直径。
Claims (12)
1.一种创伤治疗用玻璃组合物,其特征在于,
以氧化物换算的质量%计,所述创伤治疗用玻璃组合物含有SiO2 5~70%、Al2O3 0~10%、B2O3 5~40.0%、CaO 1~50%。
2.根据权利要求1所述的创伤治疗用玻璃组合物,其特征在于,
以氧化物换算的质量%计,所述创伤治疗用玻璃组合物还含有MgO 0~20%、Na2O 0~20%、K2O 0~40%、P2O5 0~20%。
3.根据权利要求1或2所述的创伤治疗用玻璃组合物,其特征在于,
以氧化物换算的质量%计,Na2O+K2O为5~40%。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的创伤治疗用玻璃组合物,其特征在于,
在溶出试验中,模拟体液中的B浓度为0.1mM以上,并且Ca浓度为3.8mM以上,所述溶出试验是将被分级为300~500μm粒度且重量为比重×0.256的玻璃在37℃、60ml的模拟体液中浸渍2天,并进行了1次/天的搅拌。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的创伤治疗用玻璃组合物,其特征在于,
液相粘度为100.5dPa·s以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的创伤治疗用玻璃组合物,其特征在于,
与101.0dPa·s的粘度相对应的温度为1500℃以下。
7.一种创伤覆盖材料,其特征在于,
是包含权利要求1~6中任一项所述的玻璃组合物的棉状体或无纺布。
8.根据权利要求7所述的创伤覆盖材料,其特征在于,
构成棉状体或无纺布的玻璃纤维的平均纤维直径为100nm~10μm。
9.根据权利要求7或8所述的创伤覆盖材料,其特征在于,
在棉状体或无纺布中混入有玻璃微球,所述玻璃微球的混入量以质量%标准计,为棉状体整体的50%以下。
10.根据权利要求9所述的创伤覆盖材料,其特征在于,
玻璃微球的平均直径为500μm以下。
11.一种创伤覆盖材料的制造方法,其特征在于,
将已调合成权利要求1~6中任一项所述的玻璃组合物的原料母料在玻璃熔融炉中熔融,并使熔融玻璃从玻璃喷吐嘴中连续地流出,同时,向所述玻璃喷吐嘴周围喷射空气,将玻璃成形为棉状。
12.根据权利要求11所述的创伤覆盖材料的制造方法,其特征在于,
对已成形为棉状的玻璃进行压缩,以成形为无纺布。
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