[Zinātnes definīcija]
Hidrogēli ir hidrofilu polimēru ķēžu tīkli, ko sauc par koloidālajiem gēliem, un ūdens ir dispersijas vide. Trīsdimensiju programmatūra ir saistīta ar hidrofīlajām polimēru ķēdēm, kuras savieno kopā ar šķērssaistīšanu. Šķērssaistīšanās dēļ hidrogēla tīkla strukturālo integritāti neizšķīdīs augsta ūdens koncentrācija (doi: 10.1021/acs.jchemed.6b00389). Hidrogēli ir arī ļoti absorbējoši (tie var saturēt vairāk nekā 90% ūdens) dabiskie vai sintētiskie polimēru tīkli. Termins “hidrogels” pirmo reizi literatūrā parādījās 1894. gadā (doi: 10.1007/BF01830147). Sākotnēji pētījumi par hidrogēliem bija vērsti uz šo salīdzinoši vienkāršo ķīmiski savstarpēji saistīto polimēru tīklu, lai izpētītu tā pamatīpašības, piemēram, pietūkuma/pietūkuma kinētiku un līdzsvaru, šķīstošo vielu difūziju, tilpuma fāžu pāreju un bīdāmo berzi, un izpētīt šādus pielietojumus. Piemēram, oftalmoloģija un zāļu piegāde. Nepārtraukti attīstot hidrogēla izpēti, tā uzmanības centrā ir pārvietoti no vienkāršiem tīkliem uz “atbildes” tīkliem. Šajā posmā ir izstrādāti dažādi hidrogēli, kas var reaģēt uz izmaiņām vides apstākļos, piemēram, pH, temperatūrā, kā arī elektriskajos un magnētiskajos laukos. Tiek piedāvāts hidrogela pievads, kas reaģē uz elektrisko un magnētisko lauku. Tomēr tajā laikā hidrogēli parasti bija pārāk mīksti vai pārāk trausli mehāniski, kas ievērojami ierobežoja to potenciālo pielietojumu. Līdz ar jaunās tūkstošgades iestāšanos arī hidrogēli ir iegājuši jaunā laikmetā ar izciliem mehānisko īpašību uzlabojumiem. Šie panākumi ir noveduši pie daudziem starpdisciplināriem hidrogēlu pētījumiem. Mūsdienās var izmantot dažādas ķīmiskas metodes ar enerģiju patērējošām struktūrām, lai iegūtu hidrogēlus, kas ir stiprāki par muskuļiem un skrimšļiem. Turklāt tas sasniedz arī citas funkcijas, piemēram, pašdziedināšanos, vairāku stimulu reakciju, saķeri, lielisku mitrināšanu uc orgāni, reģeneratīvā medicīna u.c. (doi: /10.1021/acs.macromol.0c00238).
【Galvenais mērķis!
1. Sastatnes audu inženierijā (doi: 10.1002/advs.201801664).
2. Ja hidrogēls tiek izmantots kā sastatnes, tas var saturēt cilvēka šūnas audu labošanai. Tie atdarina šūnu 3D mikrovidi (doi: 10.1039/C4RA12215).
3. Šūnu kultivēšanai izmantojiet ar hidrogelu pārklātas iedobes (doi: 10.1126/science.1116995).
4. Videi jutīgi hidrogēli (tos sauc arī par “viedajiem gēliem” vai “viedajiem gēliem”). Šiem hidrogēliem ir spēja uztvert pH, temperatūras vai metabolītu koncentrācijas izmaiņas un atbrīvot šādas izmaiņas (doi: 10.1016/j.jconrel.2015.09.011).
5. Injicējams hidrogels, ko var izmantot kā zāļu nesēju slimību ārstēšanai vai šūnu nesēju reģenerācijas nolūkos vai audu inženierijā (doi: 10.1021/acs.biomac.9b00769).
6. Ilgstošas darbības zāļu piegādes sistēma. Jonu stiprumu, pH un temperatūru var izmantot kā izraisītājus, lai kontrolētu zāļu izdalīšanos (doi: 10.1016/j.cocis.2010.05.016).
7. Nodrošināt nekrotisko un fibrotisko audu uzsūkšanos, attaukošanu un attīrīšanu
8. Hidrogelus, kas reaģē uz specifiskām molekulām (piemēram, glikozi vai antigēniem), var izmantot kā biosensorus vai DDS (doi: 10.1021/cr500116a).
9. Vienreizējās lietošanas autiņi var uzsūkt urīnu vai ielikt higiēniskās salvetes (doi: 10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024).
10. Kontaktlēcas (silikona hidrogēls, poliakrilamīds, silīciju saturošs hidrogēls).
11. EEG un EKG medicīniskie elektrodi, izmantojot hidrogēlus, kas sastāv no savstarpēji saistītiem polimēriem (polietilēna oksīds, polyAMPS un polivinilpirolidons).
12. Hidrogela sprāgstvielas.
13. Taisnās zarnas ievadīšana un diagnostika.
14. Kvantu punktu iepakojums.
15. Krūšu implanti (krūšu palielināšana).
16. Līme.
17. Daļiņas, ko izmanto augsnes mitruma uzturēšanai sausās vietās.
18. Apretūras, lai dziedinātu apdegumus vai citas grūti dziedējamas brūces. Brūču želeja ir ļoti noderīga, veidojot vai uzturot mitru vidi.
19. Zāļu uzglabāšana ārējai lietošanai; jo īpaši jonu zāles, ko piegādā ar jonoforēzi.
20. Materiāls, kas imitē dzīvnieku gļotādas audus, ko izmanto, lai pārbaudītu zāļu ievadīšanas sistēmu gļotādas adhēzijas īpašības (doi: 10.1039/C5CC02428E).
21. Siltumenerģijas ražošana. Kombinācijā ar joniem tas var izkliedēt siltumu no elektroniskajām ierīcēm un baterijām un pārvērst siltuma apmaiņu elektriskā lādiņā.
【Mūsu pašreizējais progress】
Pašlaik mūsu hidrogēla pielietojums galvenokārt tiek izmantots kosmetoloģijā un ārstniecībā, un tas saglabā vadošo pozīciju hidrogēla nozarē gan mājās, gan ārvalstīs tehnoloģiju ziņā, un kvalitātes un kvalitātes kontrole paliek stabila.
Publicēšanas laiks: 2021. augusts