hydrogeeli

hydrogeeli on polymeeri, jolla on korkea vesipitoisuus ja joka samalla ei ole vesiliukoinen. Polymeerinä aine koostuu kolmiulotteisessa verkossa olevista makromolekyyleistä, jotka turpoavat kosketuksessa liuottimen kanssa ja säilyttävät kuitenkin koheesionsa. Hydrogeelillä on merkitystä haavasidosten, linssien ja implanttien lääketieteellisessä tekniikassa.

Mikä on hydrogeeli

Hydrogeeli on vesipitoinen ja samalla veteen liukenematon polymeeri. Hydrogeelimolekyylit on kemiallisesti kytketty muodostamaan kolmiulotteisia verkkoja, esimerkiksi ionisilla tai kovalenttisilla sidoksilla. Ne voidaan myös fyysisesti liittää verkkoon, esimerkiksi takertumalla polymeeriketjut. Vedessä ne turpoavat sisäänrakennetun ja hydrofiilisen polymeerikomponentin takia ja saavat siten suuren tilavuuden nousun. Aineellinen yhteenkuuluvuus pysyy ennallaan.

Hydrogeeleillä on merkitys huomattavassa määrässä bioteknologian kehitystä, esimerkiksi piilolinssien muodossa. Biologisen yhteensopivuutensa ja kudosmaisten mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta ne ovat myös ihanteellisia aktiivisten aineosien antamiseen ja haavojen hoitoon.

Lääketieteessä termi hydrogeelit tarkoittaa myös haavasidettä, joka on valmistettu geeleistä, joilla on korkea vesipitoisuus. Vesipitoiset geelit nesteytyvät mekaanisten voimien vaikutuksesta. Haavasidosten tarkoituksissa hydrogeelejä kutsutaan myös hydrofiilisiksi geeleiksi. Tässä yhteydessä on tehtävä ero hydrogeelin ja hydrokolloidisidoksen välillä, jossa on turvotusaineiden matriisi.

Muodot, tyypit ja tyypit

Hydrogeelien käyttöä on monia erityyppisiä ja muotoisia."Älykkäät hydrogeelit" ovat esimerkiksi turpoavia molekyyliverkostoja, jotka muuttuvat geeliksi liuottimissa ja voivat tehdä mekaanista työtä turpoamisvoimansa kautta. Tällaista älykästä käyttäytymistä osoittavat vain tietyt polymeeriverkot, jotka voivat reagoida selektiivisesti fyysisten ympäristömuuttujien gradientiin. Herkkyys voidaan saavuttaa suhteessa lämpötilaan, pH-arvoon tai ioni- ja ainepitoisuuteen.

Muita hydrogeelien sovellusalueita lääketieteellisessä tekniikassa ovat pehmeät piilolinssit, silmänsisäiset linssit ja muovi-implantit. Nämä aineet vastaavat dispersiojärjestelmiä ja koostuvat vähintään kahdesta komponentista. Yleensä yksi komponenteista on kiinteää ainetta, kuten hyytelöintiainetta tai sakeutusainetta. Toinen komponentti vastaa yleensä vettä, jota käytetään dispergointiaineena.

Rakenne ja toiminnallisuus

Hydrogeeli on geeliytynyt neste, ts. Geeli, joka tuotetaan kosketuksessa sopivan turpoavan aineen, kuten selluloosajohdannaisen kanssa. Toisin kuin oleogeelit, kaikilla hydrogeeleillä on korkea vesipitoisuus. Yleensä kokonaisvesipitoisuus on välillä 80–90 prosenttia.

Hydrogeeli on yleensä rasvaton ja sillä on veteen liukenemattomia ominaisuuksia. Se on polymeeri, ts. Kemikaali, joka koostuu makromolekyyleistä. Nämä makromolekyylit koostuvat tietystä määrästä rakenneyksiköitä, joita kutsutaan myös perustuslaillisiksi toistoyksiköiksi.

Adjektiivi "polymeeri" tarkoittaa kirjaimellisesti "koostuen tasaisista osista". Polymeerin molekyylien ei tarvitse olla identtisiä. Fysiologiassa on myös polymeeriä. Nämä ovat aineita, jotka syntetisoidaan solunsisäisesti ja toimivat energiavarastoina proteiinien, nukleiinihappojen tai vastaavien muodossa. Ne täyttävät solujen rakenteelliset toiminnot ja ovat myös aktiivisia aineenvaihdunnassa, tunnistavat olosuhteet ja voivat aiheuttaa muutoksia.

Biopolymeereinä polymeerit ovat välttämättömiä itse elämälle. Tämäntyyppinen polymeeri on kuitenkin erotettava keinotekoisesti syntetisoidusta hydrogeelistä. Hydrogeelissä makromolekyylit on kytketty ionisilla tai kovalenttisilla sidoksilla kolmiulotteiseen verkkoon. Fysikaaliselta kannalta ne ovat kietoutuneet muodostamaan polymeeriketjujen verkoston. Niiden polymeerikomponenttien takia, joilla on hydrofiilisiä ominaisuuksia, ne turpoavat yleensä veden läsnä ollessa huomattavaan tilavuuden kasvuun menettämättä koheesiotaan verkossa.

Lääketieteellisessä tekniikassa käytetyt hydrogeelit ovat bioyhteensopivia ja niillä on mekaanisia ominaisuuksia, jotka muistuttavat kudoksen ominaisuuksia.

Löydät lääkkeesi täältä

Lääketieteelliset ja terveyshyödyt

Hydrogeelejä käytetään paikallisesti annettavien aktiivisten aineosien antamiseen, ne ovat implantointitekniikan kannalta merkityksellisiä ja niitä käytetään kuivien haavojen tai reumaalisten leesioiden hoitoon. Haavasidoksina hydrogeeleillä on jäähdytysvaikutus. Lisäksi veden haihtumisesta johtuen niillä on lyhytaikainen kosteuttava vaikutus ja samalla kuivausvaikutus pitkällä tähtäimellä.

Hydrogeelihaavasidokset eivät ole lipidien täydentäviä. Ne voivat sisältää aktiivista aineosaa, ja niitä käytetään tässä muodossa tiettyjen lääkkeiden antamiseen sairauksien hoitamiseksi paikallisesti. Jäähdytys ja kuivuminen ovat toivottavia, esimerkiksi hyönteisten puremien, auringonpolttamisen, urheiluvammojen, reuman ja öisten vasikkakramppien yhteydessä. Hydrogeelejä käytetään myös erilaisten ihosairauksien hoidossa.

Vaikuttamattomista hydrogeeleistä puolestaan ​​käytetään kostean haavan hoitoon, ja niitä käytetään tässä yhteydessä ensisijaisesti pitämään ne kosteina. Tällainen kosteuden pidättäminen tapahtuu kuivan nekroosin yhteydessä, mutta se voi myös tukea yksinkertaisten haavojen paranemista rakeistus- tai epiteelisointivaiheessa. Geeli voidaan levittää joko yksinään tai sulkea haavatyynyn alle.

Hydrogeelien merkitys lääketieteessä ei ole merkityksellinen vain haavojen hoidossa. Hydrogeelit tekivät mahdolliseksi pehmeiden piilolinssien ja silmänsisäisten linssien keksimisen, koska ne ovat olleet käytössä viime vuosisadalta lähtien. Lisäksi he ovat tukeneet implanttitekniikan kehitystä. Muovi-implantteja käytetään plastiikkakirurgiassa korvaamaan vaurioituneet tai kokonaan tuhoutuneet ruumiinosat, ja niitä voidaan käyttää myös olemassa olevien kehon osien suurentamiseen, esimerkiksi rintojen implantteina rintojen suurentamiseksi.