[发明专利]用于制造结合高弹性模量和吸收性的水凝胶的方法

说明书

本发明提供了当在模拟胃液/水(1:8)及模拟肠液中膨胀时具有高弹性模量和高吸收能力的交联羧甲基纤维素。本发明还提供了制备所述交联羧甲基纤维素的方法、包含所述交联羧甲基纤维素的组合物及使用所述交联羧甲基纤维素例如治疗超重或肥胖或增强血糖控制的方法。

相关申请

本申请要求2015年1月29日提交的美国临时申请号62/109,392的权益。以上申请的完整教导以引用的方式并入本文。

发明背景

聚合物水凝胶是能够吸收并保持大量水的交联亲水性聚合物。某些这些材料能够每克干燥聚合物吸收超过1千克的水。高分子链之间的交联形成一种网络，该网络保证了聚合物-液体系统的结构完整性并防止聚合物完全增溶，同时允许水相保留在分子网格内。具有极大持水能力的聚合物水凝胶称为超强吸收性聚合物水凝胶(SAP)。高的负荷下吸收性(absorbency under load，AUL)也是SAP的一个共同特点，而具有较低持水能力的聚合物水凝胶一般不展示此特点。除压力外，pH和其它环境条件也可以影响聚合物水凝胶，如SAP的持水能力。高吸收性聚合物水凝胶的应用包括在吸收性个人卫生产品领域中作为吸收芯(Masuda,F.,Superabsorbent Polymers,Ed.Japan Polymer Society,KyoritsuShuppann,(1987))，以及作为水和营养物进入干旱土壤中的控制释放装置。

羧基烷基纤维素材料及其它羧基烷基多糖本领域中是已知的。羧基烷基纤维素材料可以通过用羧基烷基化剂(如氯代链烷酸，通常是一氯醋酸)及碱(如氢氧化钠)任选在醇存在下处理纤维素材料而形成。此类羧基烷基纤维素一般是水溶性的。已知使此类水溶性羧基烷基纤维素不溶于水的各种方法。然而，这些方法依赖于一种不包括使用任何交联剂的稳定机制；该过程包括选择适当的温度范围和热处理时间以将水溶性纤维素衍生物转化成非水溶性形式。由此得到的稳定几乎主要由于物理效应而非化学效应。事实上，在某些pH值下，一般在约pH 10及更高pH值下，纤维素衍生物又变成水溶性的。(Flory,J.P.Principles of Polymer Chemistry；Cornell University:Ithaca,NY,1953)。

用于使羧基烷基纤维素材料不溶的其它方法包括在过量羧基烷基化反应物和羧基烷基化反应副产物存在下，热处理羧基烷基纤维素，以提供具有所希望的液体吸收和保持特性和特征的不溶于水的羧基烷基纤维素。在这些情况下，使用加速剂和催化剂促进稳定(即，持久交联)，以及交联度的不均匀分布，产生具有低膨胀能力的不溶性材料(Anbergen U.,W.Opperman,Polymer,31,1854(1990),Nijenhuis,K.te,Advances inPolymer Science,130,(1997))。