Hydrożel

Hydrożel to polimer o dużej zawartości wody, a jednocześnie nierozpuszczalny w wodzie. Substancja jako polimer składa się z makrocząsteczek w trójwymiarowej sieci, które pęcznieją w kontakcie z rozpuszczalnikiem, a mimo to zachowują swoją spójność. Hydrożel odgrywa rolę w technologii medycznej opatrunków na rany, soczewek i implantów.

Co to jest hydrożel

Hydrożel jest polimerem zawierającym wodę i jednocześnie nierozpuszczalnym w wodzie. Cząsteczki hydrożelu są połączone chemicznie, tworząc trójwymiarowe sieci, na przykład wiązaniami jonowymi lub kowalencyjnymi. Mogą być również fizycznie połączone w celu utworzenia sieci, na przykład poprzez splątanie łańcuchów polimerowych. W wodzie pęcznieją dzięki wbudowanemu hydrofilowemu składnikowi polimerowemu i dzięki temu uzyskują duży przyrost objętości. Spójność materiału pozostaje niezmieniona.

Hydrożele odgrywają rolę w wielu osiągnięciach biotechnologicznych, na przykład w postaci soczewek kontaktowych. Ze względu na ich biokompatybilność i właściwości mechaniczne podobne do tkanek, są również idealne do podawania składników aktywnych i leczenia ran.

W medycynie termin hydrożele oznacza również opatrunek na rany wykonany z żeli o dużej zawartości wody. Pod wpływem sił mechanicznych wodne żele ulegają upłynnieniu. W rozumieniu opatrunków na rany hydrożele nazywane są również żelami hydrofilowymi. W tym kontekście należy dokonać rozróżnienia między hydrożelem a opatrunkiem hydrokoloidowym, który ma matrycę ze środków spęczniających.

Kształty, typy i typy

Istnieje wiele różnych rodzajów i form wykorzystania hydrożeli.„Inteligentne hydrożele” to na przykład pęczniejące sieci molekularne, które w rozpuszczalnikach zamieniają się w żel i mogą działać mechanicznie dzięki swojej sile pęcznienia. Tego rodzaju inteligentne zachowanie wykazują tylko pewne sieci polimerowe, które mogą reagować wybiórczo na gradient fizycznych zmiennych środowiskowych. Wrażliwość można osiągnąć w odniesieniu do temperatury, wartości pH lub stężenia jonów i substancji.

Inne obszary zastosowania hydrożeli w technice medycznej to miękkie soczewki kontaktowe, soczewki wewnątrzgałkowe i implanty z tworzywa sztucznego. Substancje te odpowiadają układom rozproszonym i składają się z co najmniej dwóch składników. Zwykle jeden ze składników jest ciałem stałym, takim jak środek żelujący lub zagęszczający. Drugi składnik zwykle odpowiada wodzie, która jest używana jako środek dyspergujący.

Struktura i funkcjonalność

Hydrożel to zżelowana ciecz, tj. Żel, który jest wytwarzany w kontakcie z odpowiednim środkiem spęczniającym, takim jak pochodna celulozy. W przeciwieństwie do oleożeli, wszystkie hydrożele mają wysoką zawartość wody. Zwykle całkowita zawartość wody wynosi od 80 do 90 procent.

Hydrożel jest zwykle beztłuszczowy i ma właściwości nierozpuszczalne w wodzie. Jest to polimer, czyli substancja chemiczna zbudowana z makrocząsteczek. Te makrocząsteczki składają się z pewnej liczby jednostek strukturalnych, które są również określane jako powtarzające się jednostki konstytucyjne.

Przymiotnik „polimer” dosłownie oznacza „złożony z równych części”. Cząsteczki polimeru nie muszą być identyczne. W fizjologii jest też polimer. Są to substancje, które są syntetyzowane wewnątrzkomórkowo i służą jako magazyny energii w postaci białek, kwasów nukleinowych lub podobnych substancji. Spełniają funkcje strukturalne komórki, a także są aktywne w metabolizmie, rozpoznają stany i mogą powodować zmiany.

Jako biopolimery, polimery są niezbędne do życia. Jednak ten typ polimeru należy odróżnić od sztucznie syntetyzowanego hydrożelu. W hydrożelu makrocząsteczki są połączone wiązaniami jonowymi lub kowalencyjnymi w trójwymiarowej sieci. Z fizycznego punktu widzenia przeplatają się, tworząc sieć łańcuchów polimerowych. Ze względu na zawarte w nich składniki polimerowe o właściwościach hydrofilowych, zwykle pęcznieją w obecności wody do znacznego zwiększenia objętości bez utraty spójności w sieci.

Hydrożele stosowane w technologii medycznej są biokompatybilne i wykazują właściwości mechaniczne, które przypominają właściwości tkanki.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Korzyści medyczne i zdrowotne

Hydrożele są używane do podawania miejscowo stosowanych składników aktywnych, są odpowiednie dla technologii implantacji i są stosowane w leczeniu suchych ran lub zmian reumatycznych. Jako opatrunki na rany hydrożele mają działanie chłodzące. Dodatkowo dzięki parowaniu wody wykazują krótkotrwałe działanie nawilżające i jednocześnie długotrwale wysuszają.

Opatrunki hydrożelowe nie uzupełniają lipidów. Mogą zawierać substancję czynną i są stosowane w tej postaci do podawania niektórych leków do miejscowego leczenia chorób. Chłodzenie i odwodnienie są pożądane, na przykład w kontekście ukąszeń owadów, oparzeń słonecznych, kontuzji sportowych, reumatyzmu i nocnych skurczów łydek. Hydrożele znajdują również zastosowanie w leczeniu różnych chorób skóry.

Z kolei hydrożele niezawierające substancji czynnych są używane do pielęgnacji wilgotnych ran, a przede wszystkim w celu utrzymania ich wilgoci. Takie zatrzymywanie wilgoci ma miejsce w kontekście suchej martwicy, ale może również wspomagać gojenie prostych ran w fazie ziarninowania lub epitelializacji. Żel można nakładać samodzielnie lub zamknąć pod opatrunkiem na ranę.

Znaczenie hydrożeli w medycynie dotyczy nie tylko leczenia ran. Hydrożele umożliwiły wynalezienie miękkich soczewek kontaktowych i soczewek wewnątrzgałkowych, ponieważ są one używane od ubiegłego wieku. Ponadto wspierali postęp w technologii implantów. Implanty plastikowe są stosowane w chirurgii plastycznej jako zamiennik uszkodzonych lub całkowicie zniszczonych części ciała, a także mogą służyć do powiększania istniejących części ciała, np. Jako implanty piersi do powiększania piersi.