POLISACÁRIDOS SUPERABSORBENTES ÁCIDOS.
Un proceso para producir un derivado polisacárido superabsorbente,
que comprende las fases de: (a) reticular un polisacárido, por lo menos, que contenga grupos ácidos con un agente reticulador para producir un gel; (b) asegurarse de que el pH del polisacárido está entre 3,5 y 5.5; (c) triturar el gel del polisacárido ácido; y (d) secar el polisacárido triturado a temperatura elevada
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NL1999/000776.
Solicitante: NEDERLANDSE ORGANISATIE VOOR TOEGEPAST-NATUURWETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK TNO.
Nacionalidad solicitante: Países Bajos.
Dirección: SCHOEMAKERSTRAAT 97 2628 VK DELFT PAISES BAJOS.
Inventor/es: THORNTON, JEFFREY, WILSON, VAN BRUSSEL-VERRAEST, DORINE, LISA, BESEMER, ARIE, THIEWES,HARM JAN, SCHRAVEN,BAS, KALENTUIN,PIA, VERWILLIGEN,ANNE-MIEKE YVONNE WILHELMINA, BEMPORAD,LUCA.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 16 de Diciembre de 1999.
Fecha Concesión Europea: 6 de Octubre de 2010.
Clasificación PCT:
- A61L15/28 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61L PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES U OBJECTOS EN GENERAL; DESINFECCION, ESTERILIZACION O DESODORIZACION DEL AIRE; ASPECTOS QUIMICOS DE VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS; MATERIALES PARA VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS (conservación de cuerpos o desinfección caracterizada por los agentes empleados A01N; conservación, p. ej. esterilización de alimentos o productos alimenticios A23; preparaciones de uso medico, dental o para el aseo A61K). › A61L 15/00 Aspectos químicos de vendas, apósitos o compresas absorbentes o utilización de materiales para su fabricación (para vendas líquidas A61L 26/00; apósitos radiactivos A61M 36/14). › Polisacáridos o sus derivados.
- A61L15/60 A61L 15/00 […] › Materiales que se hinchan con los líquidos para formar un gel, p. ej. superabsorbentes.
Clasificación antigua:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Polisacáridos superabsorbentes ácidos.
El presente invento se relaciona con un material superabsorbente basado en polisacáridos que permite mejorar el control del olor y que evita el crecicimiento bacteriano, y con un método de producción de este material.
Los materiales superabsorbentes de distintos tipos son ya conocidos en esta técnica. Ejemplos de ellos son los poliacrilatos reticulados y los polisacáridos injertados con poliacrilatos. Un problema relacionado con el uso de materiales superabsorbentes es el olor motivado por los componentes de la orina, que hacen que los materiales superabsorbentes resulten desagradables mucho antes de que se haya aprovechado al máximo su capacidad absorbente. Además, los materiales absorbentes conocidos se suelen basar en materias primas no renovables y/o no biodegradables. Consecuentemente, se hace necesario disponer de materiales superabsorbentes con los que se pueda controlar el olor y reducir el crecimiento bacteriano cuando entran en contacto con los fluidos del cuerpo y que sean biodegradables.
En WO 98/27117 se describe un derivado polisacárido superabsorbente obtenido por oxidación y reticulación de un polisacárido como el almidón, en el que, por lo menos, se ha oxidado 0,1 de grupo carbinol por unidad monosacárida del derivado polisacárido convirtiéndolo en un grupo carboxilo, siendo de 0,2-3,0 el número total de grupos carboxilo por unidad monosacárida, y el derivado se produce de la reacción con, al menos, 0,001 equivalentes de agente reticulador por unidad monosacárida. Los derivados no están concebidos para el control del olor. La patente norteamericana 5 247 072 describe polisacáridos carboxialquílicos superabsorbentes, especialmente la carboximetilcelulosa, sin control del olor, obtenidos por reticulación como resultado de tratamiento térmico. En EP-A-202127 se describen artículos superabsorbentes para reducir la erupción creada por los pañales, los cuales contienen ácido en distintas zonas para mantener el pH de la piel entre 3,0 y 5,5.
Se ha visto que se puede elaborar un polímero superabsorbente con mejor control del olor por un proceso que comprende las siguientes fases:
La expresión "polisacárido que contenga grupos ácidos" se entiende que se refiere a polisacáridos con un pK menor que 5, hasta cerca de 1,5. Estos polisacáridos pueden contener grupos carboxílicos, grupos sulfónicos (-(O)-SO2-OH), grupos fosfónicos (-(O)-PO(OH)2), grupos amonio (-NR2H+, en que R representa alquilo o hidrógeno), así como combinaciones de ellos. Los grupos carboxílicos pueden hacerse presentes como resultado de la carboxialquilación, en particular la carboximetilación, o como resultado de la reacción con un anhídrido, como, por ejemplo, el anhídrido maléico o succínico, o como resultado de oxidación, por ejemplo, de un grupo hidroximetilo (-CH2OH, normalmente en el C6 de una unidad monosacárida), o de un grupo bis(hidroximetileno) (-CHOH-CHOH-, normalmente en el C2-C3 de una unidad monosacárida).
Los grupos fosfónicos pueden hacerse presentes como grupos fosfato, resultantes, por ejemplo, de la reacción con agentes fosforilantes (véase, p.ej. WO 97/28298), o como grupos de ácido fosfónico o ácido fosfínico, resultantes, por ejemplo, de la reacción con ácidos halometilfosfónicos. Los ácidos sulfónicos pueden hacerse presentes, por ejemplo, como grupos sulfato o como resultado de la adición de sulfito a aldehídos de polisacáridos (véase, p.ej. WO 99/29354) o a aductos del anhídrido maléico (productos con grupos -O-CO-CH-CH(COOH)-SO3H). Los grupos amonio son también grupos ácidos, y pueden resultar de protonación de grupos amino, como en polisacáridos de tipo quitosano o en polisacáridos aminoalquilados.
Los polisacáridos pueden ser α-glucanos, como el almidón, la amilosa y la amilopectina, β-glucanos, como la celulosa y la quitina y el escleroglucano, galactomananos como la goma guar (guaraná) y la goma de algarrobo, los glucomananos, incluidos, por ejemplo, la goma de xantano, fructanos, (arabino)xilanos, galactanos como los alginatos y pectinas y otros polisacáridos mixtos. El almidón y la celulosa son particularmente preferibles. El almidón puede derivarse de cualquier fuente conveniente, como el maíz, el trigo, la patata o el arroz; puede ser asimismo un producto almidón residual, crudo o de baja calidad conteniendo pequeñas cantidades de otros biopolímeros, como la celulosa, la pectina o proteína. La celulosa puede contener pequeñas cantidades de otros materiales como la hemicelulosa.
Los polisacáridos pueden comprender derivados no iónicos y no carboxilados, como los polisacáridos hidroxialquílicos, pero la presencia de estos derivados no iónicos no suponen ninguna ventaja especial. La longitud de la cadena de los polisacáridos es importante, aunque no hay un mínimo crítico para el peso molecular. En general, son preferibles los polisacáridos de peso molecular superior a 1000. Un peso molecular superior a aproximadamente 25 000 puede tener un efecto positivo sobre las propiedades del producto oxidado.
El polisacárido ácido puede ser un polisacárido carboximetílico sin ninguna otra sustitución, como la carboximetilcelulosa, preferiblemente con un grado de sustitución de 0,3-3,0, y más preferiblemente 0,5-1,5. Para estos polisacáridos carboximetilados, el proceso comprende ventajosamente la operación adicional de poner en contacto el polisacárido reticulado con un disolvente orgánico que, al menos, sea parcialmente miscible en el agua, debiéndolo hacer entre la fase (b) y la fase (c). El disolvente orgánico es, preferiblemente, un alcohol miscible en agua, como metanol, etanol, metoxietanol o isopropanol, un éter miscible en agua, como dioxano, tetrahidrofurano o dimetoxietano, o una cetona miscible en agua, como la acetona. Los más preferidos son el metanol y el etanol. La cantidad de disolvente puede ser, por ejemplo, 2-30 veces la del polisacárido gelificado. El disolvente miscible en agua se evapora antes de la fase (d) o durante ella.
El polisacárido carboximetilado puede también ser un polisacárido carboximetílico conteniendo más grupos carboxilo producidos por oxidación de los grupos carbinol de sacáridos. Estos grupos carboxilo pueden ser grupos 2-carboxilo y/o 3-carboxilo obtenidos por oxidación de anillos de anhidroglucosa del polisacárido utilizando hipoclorito o peryodato/clorito, pero, preferiblemente, son grupos 6-carboxilo obtenidos por oxidación del grupo 6-hidroximetilo, por ejemplo, con un compuesto nitroxilo (TEMPO) como catalizador. En tal polisacárido carboxi-carboximetílico como, por ejemplo, el almidón 6-carboxi-carboximetílico o la 6-carboxi-carboximetilcelulosa, el grado de sustitución para grupos carboximetilo es preferiblemente 0,2-0,8, en especial 0,3-0,6, y el de sustitución para grupos 6-carboxilo es preferiblemente 0,1-0,5, y aún mejor 0,15-0,4.
En WO 98/27117 se describen métodos apropiados de oxidación y se citan referencias. La oxidación con TEMPO puede realizarse con hipoclorito con o sin bromuro como catalizador, o con perácido y bromuro u otro oxidante. Se pueden emplear el TEMPO no sustituido o el 4-hidroxi- o 4-acetamido-TEMPO o mezclas de ellos. Cuando la oxidación produce sales, las sales pueden eliminarse después de la reacción de oxidación.
Análogamente, el polisacárido ácido puede contener otros grupos ácidos obtenidos por sustitución, y grupos carboxilo obtenidos por oxidación. Estos otros grupos ácidos obtenidos por oxidación son, por ejemplo, los grupos fosfónicos obtenidos por fosforilación del polisacárido, los grupos sulfonilo y carboxialquilcarbonilo obtenidos por reacción con un anhídrido dicarboxílico. La sustitución y oxidación puede realizarse en el orden que se desee, por ejemplo, primero la fosforilación y después la oxidación, o al revés, primero la oxidación y después la fosforilación. También son apropiadas las combinaciones de diferentes sustituyentes ácidos,...
Reivindicaciones:
1. Un proceso para producir un derivado polisacárido superabsorbente, que comprende las fases de:
2. Un proceso según la reivindicación 1, en el que el polisacárido conteniendo grupos ácidos comprende carboximetilcelulosa, incluida además la fase de poner en contacto al polisacárido reticulado con un disolvente orgánico que es, por lo menos, miscible parcialmente en agua, entre la fase (b) y la fase (c).
3. Un proceso según la reivindicación 2, en el que el disolvente orgánico citado es un alcohol inferior, una cetona miscible en agua o un éter miscible en agua, especialmente metanol o etanol.
4. Un proceso según la reivindicación 1, en el que el polisacárido conteniendo grupos ácidos es un polisacárido carboximetílico, que contiene además grupos carboxílicos que resultan de la oxidación de grupos hidroximetilo o hidroximetileno sacarídicos, o grupos ácido fosfónico o sulfónico.
5. Un proceso según la reivindicación 1, en el que el polisacárido conteniendo grupos ácidos comprende un polisacárido 6-carboxílico, especialmente almidón 6-carboxílico, mezclado, de modo opcional, con un polisacárido carboxialquilado.
6. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el polisacárido conteniendo grupos ácidos contiene 0,3-3,0 grupos carboxílicos por unidad monosacárida.
7. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el agente reticulador citado es un compuesto bis-epoxílico, y se acidifica el polisacárido antes de la fase (a).
8. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que la fase de reticulación citada se efectúa a una temperatura de 100ºC, como mínimo, de preferencia entre 120 y 180ºC y/o a una concentración del polisacárido de entre 25 y 75% en peso.
9. Un proceso según la reivindicación 8, en el que un plastificante como la glicerina se usa durante la fase de reticulación citada.
10. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fase de secado citada (d) se efectúa usando un lecho fluidificado, a una temperatura de entre 50 y 130ºC.
11. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fase de secado citada (d) es seguida de un tratamiento térmico a una temperatura de entre 80 y 150ºC.
12. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se efectúa una fase de reticulación adicional superficial después de la fase (c) o después de la fase (d).
13. Derivado polisacárido superabsorbente que se obtiene mediante el proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y que tiene un pH inferior a 5.
14. Polisacárido superabsorbente según la reivindicación 13, que también comprende un ácido seleccionado a partir de ácidos di- y policarboxílicos orgánicos, ácidos hidroxicarboxílicos y ácidos benzoicos.
15. Artículo absorbente que consta de un polisacárido superabsorbente según la reivindicación 13 o 14.
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