指示水分的親水性聚氨酯的制作方法
【專利說(shuō)明】指示水分的親水性聚氨酯 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明至少部分地涉及能夠指示水分的存在的設(shè)備。本發(fā)明的實(shí)施方案涉及提供 在親水性聚氨酯材料中的成色材料的固體分散體。特別地，盡管不是唯一地，本發(fā)明涉及包 括泡沫的設(shè)備，例如親水性聚氨酯泡沫和成色劑。也包括在本發(fā)明的實(shí)施方案中的是包括 所述設(shè)備的使用的方法，以及其他主題。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 親水性聚氨酯（HPU)泡沫被用于一系列應(yīng)用，包括醫(yī)療應(yīng)用。醫(yī)療HPU泡沫通 常由低聚尿燒-醚預(yù)聚物，水和表面活性劑制備（參見(jiàn)Design and Applications of Hydrophilic Polyurethanes, T. Thomson, CRC Press, 2000)。尿燒-釀?lì)A(yù)聚物通?；趦?種異氰酸酯前體之一：亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI)或甲苯二異氰酸酯（TDI)。HPU泡沫 能夠在基于水的液體（包括人類血清）中吸收其自身重量的許多倍，而無(wú)外觀的顯著可視 變化；這可能使得用戶或護(hù)理者難以評(píng)估HPU設(shè)備在使用的位點(diǎn)處有多濕。雖然濕潤(rùn)的傷 口愈合是傷口護(hù)理的當(dāng)前范例，但是濕潤(rùn)或者潮濕的傷口敷料可能孵育細(xì)菌生長(zhǎng)和/或引 起傷口周圍的浸漬，而且這不利于傷口愈合。因此，有必要可視化基于HPU的醫(yī)療設(shè)備中的 水分和液體的位置和程度。這種需要并不限于基于HPU的設(shè)備或者醫(yī)療設(shè)備。
[0004] 成色劑或成色材料是可以以兩種或者兩種以上的著色狀態(tài)存在的化學(xué)物質(zhì)，其中 一種著色狀態(tài)可以是無(wú)色。著色狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換通過(guò)成色劑（CF)的環(huán)境中的變化實(shí)現(xiàn)；這 可以，例如，是壓力，溫度，光強(qiáng)度或溶劑的變化。在上述每種情況下，CF需要與其它賦形劑 的定制制劑以響應(yīng)每種特定環(huán)境變化。通常，需要不同的賦形劑以將不同的環(huán)境刺激轉(zhuǎn)化 成CF的著色狀態(tài)的變化。因此，可以在一系列的顏色指示應(yīng)用中使用相同的CF以用于各 種環(huán)境的變化。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)包括呈現(xiàn)其所暴露于的液體的顏色的材料，參見(jiàn)例如W02011/049522。這 些材料不是成色材料的實(shí)例，而是被著色的吸收材料。
[0006] 已知的熱致變色CF系統(tǒng)通常依賴于高度特定的賦形劑組。White等人在Journal of Materials Science, 2005, 40, 669中調(diào)查和證實(shí)了一個(gè)這種系統(tǒng)的賦形劑特異性。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道了水分指示CF系統(tǒng)，但是出于多種原因它們不能令人滿意，主要 是因?yàn)槊總€(gè)系統(tǒng)的一種或者多種組分是水溶性的；因此指示系統(tǒng)可以從其預(yù)期的位置洗 出。這不適合大多數(shù)醫(yī)療和家庭應(yīng)用。
[0008] 美國(guó)專利第7913640號(hào)公開(kāi)了一種在熱和水分交換（HME)設(shè)備中用于指示水分 (但不是濕度）的存在的系統(tǒng)。該指示系統(tǒng)包括CF和活化劑的均勻混合物，在水分不存在 時(shí)，其是無(wú)色的，但是當(dāng)暴露于水分時(shí)，其變成有色到可以很容易用肉眼觀察到的程度。指 示系統(tǒng)的一個(gè)例子是CF結(jié)晶紫內(nèi)酯和活化劑2-磺基水楊酸的混合物。水分的存在溶解活 化劑并且允許其與CF相互作用，導(dǎo)致顏色形成。
[0009] 美國(guó)專利公開(kāi)第2011/0144603號(hào)公開(kāi)了一種在一系列吸收劑設(shè)備中使用的濕度 指示系統(tǒng)。所描述的系統(tǒng)依賴于四個(gè)組分：無(wú)色染料（CF)，彩色顯影劑（活化劑），隔離物 和包封基質(zhì)。該系統(tǒng)在干燥狀態(tài)下無(wú)色而當(dāng)潮濕時(shí)由于隔離物的溶解而變得強(qiáng)烈著色。再 次，這是直接醫(yī)療使用不希望的。美國(guó)專利公開(kāi)第2011/0144603號(hào)中的實(shí)施例當(dāng)潮濕時(shí)變 得著色并且當(dāng)再干燥時(shí)由于隔離物的洗出而保持著色。
[0010] 在任何上述系統(tǒng)中用于顏色形成的最低要求是CF和活化劑。例如，Ichimura等 在Langmuir, 2008, 24(13)，6470-6479中描述了二氧化娃納米粒子（活化劑）上的結(jié)晶紫 內(nèi)酯（CF)的固態(tài)吸收以生成強(qiáng)烈著色的產(chǎn)物；表明溶劑不是這種相互作用的先決條件。 [0011] 依賴于其可逆的顏色變化性質(zhì)的成色劑結(jié)晶紫內(nèi)酯在一系列顏色指示應(yīng)用中使 用。該化合物以其分離純狀態(tài)、作為灰白色內(nèi)酯存在。在存在選定的分子或適當(dāng)?shù)碾姾苫?結(jié)構(gòu)（活化劑）的表面的情況下，該分子的內(nèi)酯形式轉(zhuǎn)變?yōu)槠鋷щ姾傻?，高度著色的無(wú)色形 式。
[0012] GB2410748和US3635652分別討論了基于聚氨酯的材料可以裝載有治療劑或染 料。這些試劑或者染料中的任何一種都不是成色物質(zhì)。US5399609教導(dǎo)了水溶性的水分指 示顆粒（過(guò)渡金屬鹽）可以與熱塑性聚氨酯樹(shù)脂混合以指示材料中的水分含量。金屬鹽與 聚氨酯樹(shù)脂不混溶并保持顆粒狀。金屬鹽不是成色材料的例子。
[0013] US2012/0143160討論了包括多個(gè)組分的成色系統(tǒng)，這些組分中的至少一些是水溶 性的，可以通過(guò)在水不溶性但是水可滲透的基質(zhì)中的截留而呈現(xiàn)較少的水溶性。
[0014] 此外，發(fā)明人不知道公開(kāi)或預(yù)期了用于指示濕度的親水性聚氨酯中的成色劑的分 子分散體或者部分分子分散體的現(xiàn)有技術(shù)。
[0015] 本發(fā)明的一個(gè)目的是至少部分地減輕與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問(wèn)題。
[0016] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是創(chuàng)建適于在局部或穿透醫(yī)療設(shè)備或其他非 醫(yī)療設(shè)備中使用的水分指示系統(tǒng)。
[0017] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是提供用于指示濕度（例如水分）的親水性聚 氨酯中的成色材料的固體分散體。
[0018] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，其中當(dāng)水分被吸收時(shí)相互作 用的物質(zhì)（例如預(yù)著色劑，活化劑，溶劑或分離物）都不溶解，從而消除了任何這些物質(zhì)釋 放進(jìn)入設(shè)備的局部環(huán)境內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0019] 某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是提供成色材料在親水性聚氨酯中的分子分散體或者 部分分子分散體。
[0020] 而且，本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是產(chǎn)生水分指示系統(tǒng)，該水分指示系統(tǒng) 以成比例的顏色強(qiáng)度方式響應(yīng)于水分含量。與此相反，現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生逐步變化的顏色響應(yīng)。
[0021] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是產(chǎn)生水分指示系統(tǒng)，其能夠可逆的水分指 不0
[0022] 而且，本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是產(chǎn)生水分指示系統(tǒng)，該系統(tǒng)在潮濕和 濕潤(rùn)的環(huán)境中在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)基本上是顏色穩(wěn)定的。
[0023] 而且，本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是產(chǎn)生在滅菌之后基本上穩(wěn)定的水分指 示系統(tǒng)。
[0024] 而且，本發(fā)明的某些實(shí)施方案的一個(gè)目的是產(chǎn)生基本上光穩(wěn)定的水分指示系統(tǒng)。
[0025] 發(fā)明的某些實(shí)施方案的概要
[0026] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案是基于提供包括成色材料在親水性聚氨酯中的固體分散 體的材料。
[0027] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案涉及包括成色材料在親水性聚氨酯中的分子分散體或者 部分分子分散體的材料。
[0028] 恰當(dāng)?shù)?，該分散體用于指示濕度或水分。在一個(gè)實(shí)施方案中，親水性聚氨酯是連續(xù) 相。在一個(gè)實(shí)施方案中，成色物質(zhì)是分散相。成色物質(zhì)可以是完全分散相或部分分散相。
[0029] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案涉及用于指示水分或濕度水平的、包括成色材料在親水性 聚氨酯中的固體分散體的設(shè)備。
[0030] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案涉及用于指示水分或濕度水平的、包括成色材料在親水性 聚氨酯中的分子分散體或者部分分子分散體的設(shè)備。
[0031] 本發(fā)明的某些實(shí)施方案至少部分地涉及以成比例的顏色強(qiáng)度方式響應(yīng)于吸收的 水分的、包括成色染料和親水性聚氨酯（HPU)泡沫的設(shè)備。恰當(dāng)?shù)兀撓到y(tǒng)不需要附加的賦 形劑而順利發(fā)揮作用。不被理論所束縛，但據(jù)信，在其水合狀態(tài)時(shí)，HPU泡沫充當(dāng)成色染料 的活化劑，而在其干燥狀態(tài)下，它不充當(dāng)。HPU泡沫和合適的成色染料都不顯著溶于水性介 質(zhì)中，因此在使用時(shí)呈現(xiàn)低安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0032] 此外，不被理論所約束，但據(jù)信，HPU泡沫的吸收水性和有機(jī)液體的能力能夠?qū)崿F(xiàn) 本發(fā)明的某些實(shí)施方案的材料的制備。據(jù)認(rèn)為，在不被可以溶解成色劑的有機(jī)溶劑溶劑化 的材料內(nèi)，成色物質(zhì)可能不被制備成固體分散體。
[0033] 恰當(dāng)?shù)?，制品是可逆的水分指示劑，即，隨著位于所述制品處或者鄰近所述制品的 目標(biāo)位置的水分含量下降，所述成色劑恢復(fù)到其原來(lái)的顏色。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中， 所述制品可能能夠從原始顏色狀態(tài)重復(fù)變化到第二顏色狀態(tài)并隨著水分含量改變回到原 來(lái)的顏色狀態(tài)。
[0034] 恰當(dāng)?shù)?，所述制品可以用于以成比例的方式量化位于所述制品處或者鄰近所述?品的目標(biāo)位置的水分含量。
[0035] 在本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種用于指示水分