技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種退熱貼專用親水性高分子凝膠材料。
背景技術(shù)：
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小兒發(fā)燒是常見多發(fā)病，如不及時處理，會影響小兒的身體健康，現(xiàn)有的降溫及解熱退燒藥副作用大，且大多為口服藥，不利于小兒使用。退熱貼是外貼劑，屬于物理降溫方式，主要是通過凝膠中的水分吸取人體熱量汽化，達到降溫且零副作用的效果。退熱貼是以一種水溶性高分子材料為基質(zhì)制成的水凝膠，具有含水量大、透氣性好、降溫效果明顯，與皮膚的生物相容性好、無刺激、不殘留等特點。退熱貼用水凝膠是一種三維網(wǎng)絡(luò)、親水但不溶于水的功能高分子材料，能夠在水中溶脹，且保持大量水分而不溶解。目前，退熱貼的應用僅限于低燒，高燒時使用見效甚微，并且6-8h就得更換一片。
針對上述情況，我們開發(fā)出一種退熱貼專用親水性高分子凝膠材料，以羽毛角蛋白為主要原料，通過對其進行軟化和親水改性，并協(xié)以親水性輔料制得，降溫退熱效果顯著，并且作用時間長。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種降溫退熱效果顯著且作用時間長的退熱貼專用親水性高分子凝膠材料。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種退熱貼專用親水性高分子凝膠材料，其制備方法包括如下步驟：
(1)羽毛預處理：將羽毛水洗除去泥沙和雜質(zhì)，干燥后粉碎成羽毛粉末，并經(jīng)乙醇處理得到脫脂羽毛，再利用鹽酸溶液處理，經(jīng)水洗、干燥后得到供羽毛角蛋白提取的羽毛粉末；
(2)高純度羽毛角蛋白的提?。合蛏鲜鼋?jīng)預處理后的羽毛粉末中加入蒸餾水、泊洛沙姆、聚乙二醇4000和檸檬酸鈉，通氮氣保護，于35-40℃下振蕩24h，過濾，所得濾液用稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值至3-4，靜置1h，再次過濾，所得濾渣送入冷凍干燥機中，干燥所得固體經(jīng)研磨形成粉末，即得羽毛角蛋白粉末；
(3)羽毛角蛋白的改性：向水中加入上述所制羽毛角蛋白粉末，充分分散后靜置30min，再加入陰離子聚丙烯酰胺和水解聚馬來酸酐，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和聚天門冬氨酸，繼續(xù)回流保溫混合30min，所得混合液送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉，即得改性羽毛角蛋白粉末；
(4)親水性輔料的制備：向n-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物中加入聚丙烯酸鈉、羥丙基甲基纖維素和海藻酸鈉，充分混合后于5-10℃環(huán)境中靜置15min，并以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合30min，然后自然冷卻至室溫，即得親水性輔料；
(5)凝膠材料的制備：向上述所制改性羽毛角蛋白粉末中加入親水性輔料，充分混合，并在攪拌下緩慢加入45-50℃水，加完后于45-50℃保溫靜置30min，最后自然冷卻至室溫，即得凝膠材料。
所述步驟(1)中乙醇處理時乙醇與羽毛粉末的質(zhì)量比為100-150:25-30，處理溫度35-40℃，處理時間2-3h。
所述步驟(1)中鹽酸溶液處理時鹽酸溶液濃度為5-10wt％，鹽酸溶液與脫脂羽毛的質(zhì)量比為35-45:25-30，處理溫度35-40℃，處理時間2-3h。
所述步驟(2)中羽毛粉末、蒸餾水、泊洛沙姆、聚乙二醇4000和檸檬酸鈉的質(zhì)量比為40-50:200-300:3-5:1-2:0.5-1。
所述步驟(3)中水、羽毛角蛋白粉末、陰離子聚丙烯酰胺、水解聚馬來酸酐、聚乙烯吡咯烷酮和聚天門冬氨酸的質(zhì)量比為150-200:25-30:3-5:0.5-1:2-3:0.3-0.5。
所述步驟(4)中n-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物、聚丙烯酸鈉、羥丙基甲基纖維素和海藻酸鈉的質(zhì)量比為10-15:3-5:2-3:0.5-1。
所述步驟(5)中改性羽毛角蛋白粉末、親水性輔料和水的質(zhì)量比為3-5:0.5-1:10-20。
所述步驟(4)中n-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物是由n-羥甲基丙烯酰胺和萜烯樹脂經(jīng)共聚后再經(jīng)親水改性制成，其具體制備方法為：將萜烯樹脂和引發(fā)劑充分混合后以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合5min，再加入n-羥甲基丙烯酰胺和雙丙酮丙烯酰胺，繼續(xù)在120-125℃保溫混合30min，待自然冷卻降溫至50-55℃后加入沸水，充分混合后靜置30min，然后加入預糊化淀粉、氫化蓖麻油、雙三氟甲烷磺酰亞胺和二茂鐵，再以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，所得混合物送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉。
所述萜烯樹脂、引發(fā)劑、n-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、沸水、預糊化淀粉、氫化蓖麻油、雙三氟甲烷磺酰亞胺和二茂鐵的質(zhì)量比為20-25:0.5-1:15-20:5-10:50-100:3-5:0.5-1:0.05-0.1:0.05-0.1。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)利用泊洛沙姆、聚乙二醇4000和檸檬酸鈉作為助提劑，顯著提高羽毛角蛋白的提取率，使提取率達到95％以上；
(2)通過陰離子聚丙烯酰胺、水解聚馬來酸酐、聚乙烯吡咯烷酮和聚天門冬氨酸對羽毛角蛋白的改性處理，不僅能夠軟化羽毛角蛋白，增強其柔軟性，還能賦予羽毛角蛋白優(yōu)異的親水性，且所制改性羽毛角蛋白不溶于水，以便作為凝膠材料的制備主料；
(3)通過親水性輔料與改性羽毛角蛋白的協(xié)同使用，使所制高分子凝膠材料親水但不溶于水，保持大量水分而不溶解，從而發(fā)揮顯著的降溫退熱效果，并且作用時間長，一次使用時間可達12h；
(4)所制親水性高分子凝膠材料對皮膚無刺激，使用后不會出現(xiàn)任何副作用，僅通過物理方式對人體進行快速降溫。
具體實施方式：
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
實施例1
(1)羽毛預處理：將羽毛水洗除去泥沙和雜質(zhì)，干燥后粉碎成羽毛粉末，并經(jīng)乙醇處理得到脫脂羽毛，每25g羽毛粉末使用100g乙醇處理，處理溫度35-40℃，處理時間3h，再利用鹽酸溶液處理，鹽酸溶液濃度為5wt％，每25g脫脂羽毛使用鹽酸溶液40g，處理溫度35-40℃，處理時間2h，經(jīng)水洗、干燥后得到供羽毛角蛋白提取的羽毛粉末；
(2)高純度羽毛角蛋白的提?。合蛏鲜鼋?jīng)預處理后的40g羽毛粉末中加入300g蒸餾水、3g泊洛沙姆、1g聚乙二醇4000和0.5g檸檬酸鈉，通氮氣保護，于35-40℃下振蕩24h，過濾，所得濾液用稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值至3-4，靜置1h，再次過濾，所得濾渣送入冷凍干燥機中，干燥所得固體經(jīng)研磨形成粉末，即得羽毛角蛋白粉末；
(3)羽毛角蛋白的改性：向200g水中加入上述所制25g羽毛角蛋白粉末，充分分散后靜置30min，再加入3g陰離子聚丙烯酰胺和0.5g水解聚馬來酸酐，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，然后加入2g聚乙烯吡咯烷酮和0.3g聚天門冬氨酸，繼續(xù)回流保溫混合30min，所得混合液送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉，即得改性羽毛角蛋白粉末；
(4)親水性輔料的制備：向10gn-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物中加入3g聚丙烯酸鈉、2g羥丙基甲基纖維素和0.5g海藻酸鈉，充分混合后于5-10℃環(huán)境中靜置15min，并以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合30min，然后自然冷卻至室溫，即得親水性輔料；
(5)凝膠材料的制備：向上述所制12g改性羽毛角蛋白粉末中加入2g親水性輔料，充分混合，并在攪拌下緩慢加入80g45-50℃水，加完后于45-50℃保溫靜置30min，最后自然冷卻至室溫，即得凝膠材料。
n-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物的制備：將5g萜烯樹脂和0.1g引發(fā)劑充分混合后以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合5min，再加入3gn-羥甲基丙烯酰胺和1g雙丙酮丙烯酰胺，繼續(xù)在120-125℃保溫混合30min，待自然冷卻降溫至50-55℃后加入20g沸水，充分混合后靜置30min，然后加入0.6g預糊化淀粉、0.1g氫化蓖麻油、0.01g雙三氟甲烷磺酰亞胺和0.01g二茂鐵，再以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，所得混合物送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉。
實施例2
(1)羽毛預處理：將羽毛水洗除去泥沙和雜質(zhì)，干燥后粉碎成羽毛粉末，并經(jīng)乙醇處理得到脫脂羽毛，每30g羽毛粉末使用150g乙醇處理，處理溫度35-40℃，處理時間3h，再利用鹽酸溶液處理，鹽酸溶液濃度為5wt％，每30g脫脂羽毛使用鹽酸溶液45g，處理溫度35-40℃，處理時間2h，經(jīng)水洗、干燥后得到供羽毛角蛋白提取的羽毛粉末；
(2)高純度羽毛角蛋白的提?。合蛏鲜鼋?jīng)預處理后的50g羽毛粉末中加入300g蒸餾水、5g泊洛沙姆、1g聚乙二醇4000和0.5g檸檬酸鈉，通氮氣保護，于35-40℃下振蕩24h，過濾，所得濾液用稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值至3-4，靜置1h，再次過濾，所得濾渣送入冷凍干燥機中，干燥所得固體經(jīng)研磨形成粉末，即得羽毛角蛋白粉末；
(3)羽毛角蛋白的改性：向200g水中加入上述所制30g羽毛角蛋白粉末，充分分散后靜置30min，再加入5g陰離子聚丙烯酰胺和0.5g水解聚馬來酸酐，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，然后加入3g聚乙烯吡咯烷酮和0.3g聚天門冬氨酸，繼續(xù)回流保溫混合30min，所得混合液送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉，即得改性羽毛角蛋白粉末；
(4)親水性輔料的制備：向15gn-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物中加入5g聚丙烯酸鈉、2g羥丙基甲基纖維素和0.5g海藻酸鈉，充分混合后于5-10℃環(huán)境中靜置15min，并以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合30min，然后自然冷卻至室溫，即得親水性輔料；
(5)凝膠材料的制備：向上述所制20g改性羽毛角蛋白粉末中加入4g親水性輔料，充分混合，并在攪拌下緩慢加入80g45-50℃水，加完后于45-50℃保溫靜置30min，最后自然冷卻至室溫，即得凝膠材料。
n-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物的制備：將5g萜烯樹脂和0.1g引發(fā)劑充分混合后以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合5min，再加入4gn-羥甲基丙烯酰胺和1g雙丙酮丙烯酰胺，繼續(xù)在120-125℃保溫混合30min，待自然冷卻降溫至50-55℃后加入20g沸水，充分混合后靜置30min，然后加入1g預糊化淀粉、0.15g氫化蓖麻油、0.02g雙三氟甲烷磺酰亞胺和0.01g二茂鐵，再以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，所得混合物送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉。
對照例1
(1)羽毛預處理：將羽毛水洗除去泥沙和雜質(zhì)，干燥后粉碎成羽毛粉末，并經(jīng)乙醇處理得到脫脂羽毛，每30g羽毛粉末使用150g乙醇處理，處理溫度35-40℃，處理時間3h，再利用鹽酸溶液處理，鹽酸溶液濃度為5wt％，每30g脫脂羽毛使用鹽酸溶液45g，處理溫度35-40℃，處理時間2h，經(jīng)水洗、干燥后得到供羽毛角蛋白提取的羽毛粉末；
(2)高純度羽毛角蛋白的提?。合蛏鲜鼋?jīng)預處理后的50g羽毛粉末中加入300g蒸餾水，通氮氣保護，于35-40℃下振蕩24h，過濾，所得濾液用稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值至3-4，靜置1h，再次過濾，所得濾渣送入冷凍干燥機中，干燥所得固體經(jīng)研磨形成粉末，即得羽毛角蛋白粉末；
(3)羽毛角蛋白的改性：向200g水中加入上述所制30g羽毛角蛋白粉末，充分分散后靜置30min，再加入5g陰離子聚丙烯酰胺和0.5g水解聚馬來酸酐，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，然后加入3g聚乙烯吡咯烷酮和0.3g聚天門冬氨酸，繼續(xù)回流保溫混合30min，所得混合液送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉，即得改性羽毛角蛋白粉末；
(4)親水性輔料的制備：向15gn-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物中加入5g聚丙烯酸鈉、2g羥丙基甲基纖維素和0.5g海藻酸鈉，充分混合后于5-10℃環(huán)境中靜置15min，并以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合30min，然后自然冷卻至室溫，即得親水性輔料；
(5)凝膠材料的制備：向上述所制20g改性羽毛角蛋白粉末中加入4g親水性輔料，充分混合，并在攪拌下緩慢加入80g45-50℃水，加完后于45-50℃保溫靜置30min，最后自然冷卻至室溫，即得凝膠材料。
n-羥甲基丙烯酰胺/萜烯樹脂共聚物的制備：將5g萜烯樹脂和0.1g引發(fā)劑充分混合后以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合5min，再加入4gn-羥甲基丙烯酰胺和1g雙丙酮丙烯酰胺，繼續(xù)在120-125℃保溫混合30min，待自然冷卻降溫至50-55℃后加入20g沸水，充分混合后靜置30min，然后加入1g預糊化淀粉、0.15g氫化蓖麻油、0.02g雙三氟甲烷磺酰亞胺和0.01g二茂鐵，再以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，所得混合物送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉。
對照例2
(1)羽毛預處理：將羽毛水洗除去泥沙和雜質(zhì)，干燥后粉碎成羽毛粉末，并經(jīng)乙醇處理得到脫脂羽毛，每30g羽毛粉末使用150g乙醇處理，處理溫度35-40℃，處理時間3h，再利用鹽酸溶液處理，鹽酸溶液濃度為5wt％，每30g脫脂羽毛使用鹽酸溶液45g，處理溫度35-40℃，處理時間2h，經(jīng)水洗、干燥后得到供羽毛角蛋白提取的羽毛粉末；
(2)高純度羽毛角蛋白的提取：向上述經(jīng)預處理后的50g羽毛粉末中加入300g蒸餾水、5g泊洛沙姆、1g聚乙二醇4000和0.5g檸檬酸鈉，通氮氣保護，于35-40℃下振蕩24h，過濾，所得濾液用稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值至3-4，靜置1h，再次過濾，所得濾渣送入冷凍干燥機中，干燥所得固體經(jīng)研磨形成粉末，即得羽毛角蛋白粉末；
(3)羽毛角蛋白的改性：向200g水中加入上述所制30g羽毛角蛋白粉末，充分分散后靜置30min，再加入5g陰離子聚丙烯酰胺和0.5g水解聚馬來酸酐，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合30min，然后加入3g聚乙烯吡咯烷酮和0.3g聚天門冬氨酸，繼續(xù)回流保溫混合30min，所得混合液送入噴霧干燥機中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機制成微粉，即得改性羽毛角蛋白粉末；
(4)凝膠材料的制備：向上述所制20g改性羽毛角蛋白粉末中加入80g45-50℃水，加完后于45-50℃保溫靜置30min，最后自然冷卻至室溫，即得凝膠材料。
實施例3
分別利用實施例1、實施例2、對照例1和對照例2所述方法制備親水性凝膠材料，測定羽毛角蛋白的提取率，結(jié)果如表1所示，并測定所制親水性凝膠材料的皮膚刺激性和退熱降溫效果，
表1羽毛角蛋白的提取率
凝膠材料安全性測定試驗：選取100只體重在150-200g的小白鼠，剃掉腋窩毛發(fā)，隨機選取其中90只作為試驗組，其余作為對照組，對試驗組腋窩敷所制凝膠，72h后去除凝膠，觀察試驗組小白鼠皮膚狀態(tài)，并在未來72h內(nèi)實時觀察試驗組小白鼠精神狀態(tài)和攝食情況。
安全性測定試驗結(jié)果顯示，試驗組小白鼠沒有出現(xiàn)一例皮膚過敏反應和其他副反應，并且攝食情況正常。
凝膠材料退熱降溫效果測定試驗：選取90只體重在150-200g的小白鼠，隨機選取其中80只作為試驗組，其余作為空白組，再將試驗組每10只分為一小組，依次標記為第1組、第2組、第3組、第4組、第5組、第6組、第7組和第8組，對試驗組注射革蘭陰性細菌內(nèi)毒構(gòu)建發(fā)熱模型，每日測定試驗組肛溫2次，連續(xù)2日，取每日肛溫平均值。單次肛溫超過38℃或2次肛溫差超過0.5℃的小白鼠剔除，然后對試驗組小白鼠腋窩敷凝膠，其中第1組和第2組使用實施例1所制凝膠，第3組和第4組使用實施例2所制凝膠，第5組和第6組使用對照例1所制凝膠，第7組和第8組使用對照例2所制凝膠，使用48h內(nèi)每隔4h測定一次肛溫，每隔12h更換一次凝膠，肛溫平均值測定數(shù)據(jù)如表2所示。
表2小白鼠肛溫平均值
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。