水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1

水凝膠的分類、結(jié)構(gòu)

及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究進(jìn)展

水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1內(nèi)容提要水凝膠的分類水凝膠的結(jié)構(gòu)醫(yī)學(xué)應(yīng)用進(jìn)展前景展望水凝膠簡(jiǎn)介水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1水凝膠簡(jiǎn)介

水凝膠（Hydrogel）是一類具有親水基團(tuán)，能被水溶脹但不溶于水的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物。

水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1水凝膠的特點(diǎn)：

1.它在水中能夠吸收大量的水分顯著溶脹，并在顯著脹之后，能夠繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解；

2.良好的生物相容性、優(yōu)良的物理機(jī)械性能和長(zhǎng)期植入的穩(wěn)定性；3.良好的水蒸氣透過率和合適的氣體(如O2

和CO2)通過率,而且,水凝膠不會(huì)和傷口粘連,敷貼及取出極為方便；

4.能夠感知外界刺激的微小變化，如溫度、pH值、離子強(qiáng)度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等，并能夠?qū)Υ碳ぐl(fā)生敏感性的響應(yīng)，常通過體積的溶脹或收縮來(lái)實(shí)現(xiàn)。

水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1水凝膠的分類

按照結(jié)合方式分類：1.物理水凝膠，通過物理作用力結(jié)合起來(lái)，如靜電作用、氫鍵、鏈的纏繞等，是非永久性的。2.化學(xué)水凝膠，通過化學(xué)鍵交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)聚合物，是永久性的。

根據(jù)合成材料分類：1.天然高分子水凝膠2.合成高分子水凝膠3.天然和合成高分子雜化水凝膠水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1

根據(jù)水凝膠大小形狀的不同分類：

1.宏觀凝膠

2.微觀凝膠柱狀球狀膜狀纖維狀多孔海綿狀微米級(jí)納米級(jí)水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1水凝膠的結(jié)構(gòu)水凝膠一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)親水基團(tuán)如羧基、酰胺基、羥基等疏水基團(tuán)如烷基等輕度交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈無(wú)定形的結(jié)構(gòu)水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1水凝膠中的水作用：溶脹劑

控制所有載物或者營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)入凝膠名稱結(jié)合方式與物質(zhì)結(jié)合水以氫鍵的形式與親水基團(tuán)結(jié)合界面水（或第二結(jié)合水）以范德華力與疏水基團(tuán)結(jié)合起來(lái)游離水在滲透壓作用下分布于聚合物鏈間網(wǎng)絡(luò)中水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1影響水凝膠吸水量主要因素:大分子鏈中極性基團(tuán)數(shù)量

在生物相容性方面，水凝膠具有良好的生物相容性主要原因是聚合物網(wǎng)絡(luò)中吸收的大量水分子并且較大程度上被交鏈的大分子鏈，使材料具備了一種流體性質(zhì)水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1水凝膠在生物醫(yī)用方面進(jìn)展1.創(chuàng)傷敷料水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1優(yōu)點(diǎn)：1.維持創(chuàng)面的濕潤(rùn)環(huán)境，有利于傷口愈合2.水凝膠是透明的3.藥物緩釋放，促進(jìn)傷口愈合4.柔軟、彈性好、機(jī)械性能好、透水透氣、無(wú)毒副作用水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1通過納米雜化及多孔技術(shù)，開發(fā)的新型納米銀抗菌水凝膠敷料具有優(yōu)異力學(xué)性能、抗菌性、吸水性、保濕性及透氣性，既能清除壞死組織、控制感染，又能促進(jìn)創(chuàng)面愈合，可廣泛應(yīng)用于外科傷口、燒傷、燙傷、表皮擦傷、褥瘡、下肢潰瘍、感染性潰瘍等領(lǐng)域中。12水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1硅水凝膠隱形眼睛水凝膠隱形眼鏡鏡片的透氧性與其含水量有很大的關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)含水量高的水凝膠產(chǎn)品，透氧性就會(huì)偏高，角膜代謝的通透性高。不過含水量高的鏡片隨著佩戴長(zhǎng)會(huì)容易吸收淚液的水分，引起眼干的問題水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1硅是一種高透氧而不含水的原料，把硅加入水凝膠便可做到不須提高鏡片的含水量，保持鏡片的穩(wěn)定性及堅(jiān)韌度，同時(shí)也可大大提高鏡片的透氧率，使得隱形眼鏡的氧通透性不受鏡片含水量的限制，根本上避免了角膜缺氧導(dǎo)致的紅腫，發(fā)炎等問題，有效的改善角膜健康。水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1普通水凝膠隱形眼鏡硅水凝膠隱形眼鏡佩戴長(zhǎng)時(shí)間容易引起眼干，發(fā)炎等問題，影響角膜健康，價(jià)格便宜。相同條件下使普通隱形眼鏡透氧率提高5倍以上，從根本上避免了角膜缺氧導(dǎo)致的紅腫，發(fā)炎等問題，有效的改善角膜健康。但是目前價(jià)格偏高，有待推廣。水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1藥物釋放載體

全球醫(yī)藥市場(chǎng)全球釋藥市場(chǎng)銷售額全球釋藥市場(chǎng)份額2002年400040210%2005年7200104314%全球釋藥系統(tǒng)市場(chǎng)（單位：億美元）水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1醫(yī)藥控制釋放材料目的：使藥物在需要時(shí)間和時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)需要?jiǎng)┝酷尫胖了璨课?，防止藥物失活作用過程：當(dāng)水凝膠被移植或注射到生物體后，水凝膠能夠維持或向體液控制釋放包埋在水凝膠中的藥物。水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1原因：水凝膠對(duì)低分子溶質(zhì)具有較好的透過性，有優(yōu)良的生物相容性及較好的重現(xiàn)性，具有緩控釋性能，很容易合成。調(diào)節(jié)不同性能的材料與藥物用量間的比例可以得到不同釋藥速率的制劑。水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1組織填充材料

不吸收、不脫落、不碎裂，在彌散的環(huán)境下能很好保持水分，有較好的粘度，彈性和柔軟度，適合人體組織結(jié)構(gòu)。水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1應(yīng)用實(shí)例-天然高分子水凝膠水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1應(yīng)用實(shí)例-豐胸填充物：硅膠水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1分析和醫(yī)學(xué)診斷方面應(yīng)用

根據(jù)水凝膠的環(huán)境敏感性，可將它與生物傳感器物理元件相連，然后將生物分子固定在水凝膠表面或內(nèi)部，便可得到生物傳感器，用于診斷疾病及做日常監(jiān)測(cè)。例如，利用水凝膠固定抗原，可用于免疫檢測(cè)。水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1其它方面應(yīng)用

美容材料水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1

人工玻璃體水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1發(fā)展概況國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況凝膠劑在國(guó)外起步早，發(fā)展快我國(guó)正處在水凝膠劑發(fā)展、提高階段水凝膠是一種迅速發(fā)展的新型功能高分子材料。對(duì)其環(huán)境敏感性行為的研究、發(fā)展和應(yīng)用具有不可估量的前途水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-11.計(jì)算機(jī)模擬凝膠結(jié)構(gòu)、行為等，進(jìn)而預(yù)測(cè)產(chǎn)品性質(zhì)2.研制開發(fā)組織穩(wěn)定、性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、抗原性弱新型水凝膠3.智能化水凝膠水凝膠發(fā)展方向水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1參考文獻(xiàn)[1]王萃萃，楊偉平，許戈文.水凝膠的應(yīng)用與研究進(jìn)展[J]，POLYURETHANE,2010,98:60-63.[2]楊連力，梁國(guó)正.水凝膠在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究及應(yīng)用[J]，材料導(dǎo)報(bào)，2007,21（2）：112-115.[3]王篤政，孫祥冰，徐宴君，張紅富.智能水凝膠的研究現(xiàn)狀[J],化工中間體，2011,12:34-37.[4]李進(jìn)進(jìn)，朱南康，陳國(guó)強(qiáng).醫(yī)用水凝膠的研究進(jìn)展[J].國(guó)外絲綢,2009,3:26-28.[5]魏亞超,劉皈陽(yáng).溫敏水凝膠在藥物緩控釋技術(shù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新藥雜志，2011,20（9）：791-794.[6]陳向標(biāo).水凝膠醫(yī)用敷料的研究概況[J].輕紡工業(yè)技術(shù)，2011,40（1）：66-68.水凝膠的種類結(jié)構(gòu)和醫(yī)用進(jìn)展-1[7]RosiakJM,UlanskiP,RzeznickiA.HydrogelsforbiomedicalpurposesNuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchB,1995,105:335-339.[8]ADDISOND,SILCOCKDW.Hydrogelwounddressings：EP,1333788[P].2003,8(13)．[9]MilenaIgnatova,NevenaManolova,NadyaMarkov,etal.Electrospunnon-wovenNanofibroushyoridmatsbasedonchitosanandPLAforwound-dressingapplications[J].Macromolecular，Bioscienee，2009,9(1)：102-111.[10]廖列文，龔濤，周靜，周新華，崔英德.DMAEMA系列智能水