[Definicja nauki]
Hydrożele to sieci hydrofilowych łańcuchów polimerowych, zwanych żelami koloidalnymi, w których medium dyspersyjnym jest woda. Oprogramowanie trójwymiarowe jest tworzone dzięki hydrofilowym łańcuchom polimerowym utrzymywanym razem przez sieciowanie. Ze względu na sieciowanie integralność strukturalna sieci hydrożelowej nie zostanie rozpuszczona przez wysokie stężenia wody (doi:10.1021/acs.jchemed.6b00389). Hydrożele są również bardzo chłonne (mogą zawierać ponad 90% wody) naturalnych lub syntetycznych sieci polimerowych. Termin „hydrożel” po raz pierwszy pojawił się w literaturze w 1894 r. (doi:10.1007/BF01830147). Początkowo badania nad hydrożelami koncentrowały się na tej stosunkowo prostej, chemicznie usieciowanej sieci polimerowej, aby zbadać jej podstawowe właściwości, takie jak kinetyka i równowaga pęcznienia/pęcznienia, dyfuzja substancji rozpuszczonej, przemiana objętościowa i tarcie ślizgowe, a także badać takie zastosowania. Takich jak okulistyka i dostarczanie leków. Wraz z ciągłym rozwojem badań hydrożelowych, ich nacisk przesunął się z prostych sieci na sieci „odpowiedzi”. Na tym etapie opracowano różne hydrożele, które mogą reagować na zmiany warunków środowiskowych, takich jak pH, temperatura oraz pola elektryczne i magnetyczne. Zaproponowano hydrożelowy siłownik reagujący na pola elektryczne i magnetyczne. Jednak ówczesne hydrożele były zwykle zbyt miękkie lub zbyt kruche mechanicznie, co znacznie ograniczało ich potencjalne zastosowania. Wraz z nadejściem nowego tysiąclecia hydrożele weszły również w nową erę, z przełomowymi ulepszeniami swoich właściwości mechanicznych. Ten sukces doprowadził do wielu interdyscyplinarnych badań hydrożeli. Obecnie do wytwarzania hydrożeli silniejszych niż mięśnie i chrząstki można stosować różne metody chemiczne o strukturach energochłonnych. Ponadto osiąga również inne funkcje, takie jak samoleczenie, wielokrotne reakcje bodźcowe, adhezja, super zwilżalność itp. Innowacyjny rozwój mocnego hydrożelu znacznie rozszerzył potencjalne zastosowania tego materiału w różnych dziedzinach, w tym w miękkich robotach, sztucznych narządy, medycyna regeneracyjna itp. (doi:/10.1021/acs.macromol.0c00238).
【Główny cel】
1. Rusztowanie w inżynierii tkankowej (doi:10.1002/advs.201801664).
2. Hydrożel stosowany jako rusztowanie może zawierać ludzkie komórki do naprawy tkanek. Naśladują mikrośrodowisko 3D komórek (doi:10.1039/C4RA12215).
3. Do hodowli komórkowej stosować studzienki pokryte hydrożelem (doi:10.1126/science.1116995).
4. Hydrożele wrażliwe na środowisko (zwane również „smart gels” lub „smart gels”). Hydrożele te mają zdolność wyczuwania zmian pH, temperatury lub stężenia metabolitów i uwalniania takich zmian (doi:10.1016/j.jconrel.2015.09.011).
5. Hydrożel do wstrzykiwania, który może być stosowany jako nośnik leków do leczenia chorób lub nośnik komórek do celów regeneracji lub inżynierii tkankowej (doi: 10.1021/acs.biomac.9b00769).
6. System dostarczania leków o przedłużonym uwalnianiu. Siła jonowa, pH i temperatura mogą być wykorzystywane jako czynniki wyzwalające do kontrolowania uwalniania leku (doi:10.1016/j.cocis.2010.05.016).
7. Zapewnij wchłanianie tkanek martwiczych i zwłóknionych, odtłuszczanie i oczyszczanie
8. Hydrożele reagujące na określone cząsteczki (takie jak glukoza czy antygeny) mogą być stosowane jako biosensory lub DDS (doi: 10.1021/cr500116a).
9. Jednorazowe pieluchy mogą wchłaniać mocz lub wkładać do podpasek higienicznych (doi:10.1016/j.eurpolimj.2014.11.024).
10. Soczewki kontaktowe (hydrożel silikonowy, poliakrylamid, hydrożel zawierający silikon).
11. Elektrody medyczne EEG i EKG wykorzystujące hydrożele składające się z usieciowanych polimerów (tlenek polietylenu, poliAMPS i poliwinylopirolidon).
12. Materiały wybuchowe hydrożelowe.
13. Podawanie doodbytnicze i diagnostyka.
14. Pakowanie kropek kwantowych.
15. Implanty piersiowe (powiększenie piersi).
16. Klej.
17. Cząsteczki stosowane do utrzymania wilgotności gleby na terenach suchych.
18. Opatrunki do leczenia oparzeń lub innych trudno gojących się ran. Żel na rany jest bardzo pomocny w tworzeniu lub utrzymywaniu wilgotnego środowiska.
19. Przechowywanie leków do użytku zewnętrznego; zwłaszcza leki jonowe dostarczane przez jonoforezę.
20. Materiał symulujący tkanki błony śluzowej zwierząt, stosowany do badania właściwości adhezji do błony śluzowej systemów dostarczania leków (doi:10.1039/C5CC02428E).
21. Wytwarzanie energii cieplnej. W połączeniu z jonami może rozpraszać ciepło z urządzeń elektronicznych i baterii oraz przekształcać wymianę ciepła w ładunek elektryczny.
【Nasz obecny postęp】
Obecnie nasze aplikacje hydrożelowe są wykorzystywane głównie w kosmetologii i lecznictwie, i utrzymują wiodącą pozycję w branży hydrożelowej w kraju i za granicą pod względem technologii, a QA\QC pozostają stabilne.
Czas publikacji: 11 sierpnia-2021