水凝胶的研究进展
水凝胶贴剂的研究进展及目前存在的问题
水凝胶贴剂的研究进展及存在的问题1. 引言水凝胶贴剂是一种具有优异吸水性能和粘附性的材料，广泛应用于医疗、化妆品、农业等领域。
随着科技的发展和人们对生活品质要求的提高，对水凝胶贴剂的研究也越来越深入。
本报告旨在全面分析水凝胶贴剂的研究进展，并指出目前存在的问题，以期为相关领域的进一步研究提供参考。
2. 研究目标本次研究旨在探索水凝胶贴剂在吸水性能、粘附性能、可持续性等方面的最新研究进展，并分析目前存在的问题，包括材料成本高昂、生物降解性不足等。
3. 方法为了实现研究目标，我们采取了以下方法：3.1 文献综述通过查阅大量文献资料，包括学术论文、专利文件和技术报告等，收集并整理了关于水凝胶贴剂的研究进展、制备方法和应用领域的相关信息。
3.2 实验分析在实验室中，我们对不同制备方法得到的水凝胶贴剂进行了吸水性能测试、粘附性能测试和可持续性评估。
通过对比不同样品的实验结果，分析水凝胶贴剂在各项性能上的差异。
4. 研究发现4.1 吸水性能目前，水凝胶贴剂在吸水性能方面已经取得了显著进展。
研究人员通过改变材料组分、优化制备工艺等手段，使得水凝胶贴剂的吸水速度和吸水量大幅提高。
同时，一些研究还探索了在特定条件下调控水凝胶贴剂的释放速度，以满足不同应用场景的需求。
4.2 粘附性能水凝胶贴剂作为一种粘附材料，在医疗、化妆品等领域有着广泛应用。
近年来，研究人员致力于提高水凝胶贴剂的粘附力，并改善其与不同基材的相容性。
通过引入新的交联剂、调控材料表面性质等方法，已经取得了一定的突破，使得水凝胶贴剂在粘附性能上更加出色。
4.3 可持续性随着人们对环境保护意识的提高，可持续性成为水凝胶贴剂研究的重要方向。
目前，研究人员致力于开发可生物降解的水凝胶贴剂，以减少对环境造成的影响。
一些研究已经成功地利用天然高分子材料制备了具有良好性能的生物降解水凝胶贴剂，并取得了鼓舞人心的结果。
5. 结论通过对水凝胶贴剂研究进展及存在问题进行深入分析，我们得出以下结论：•水凝胶贴剂在吸水性能、粘附性能和可持续性方面已经取得显著进展。
水凝胶的研究进展
水凝胶的研究进展俊机哥哥0913010407(广西师范学院化学与生命科学学院09高分班)摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。
关于水凝胶的制备，我们在文章的介绍了三种方法：单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。
关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学前言水凝胶这个词最早出现于1960年，当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。
它本身是硬的高聚物，但它汲取水分后就变成具有弹性的凝胶，故称水凝胶。
水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物，在水中能够汲取大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶化。
水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。
由于其具有三维网络结构，故相对分子质量很高，其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。
溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内，交联密度越大，三维网络间的空问就越小，水凝胶在溶胀时汲取的水分也就越少。
由于水凝胶外表不易粘附蛋白质和细胞，故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性；其它，水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软，并且类似于生物体组织，故作为人体植入物可以减少不良反响。
因此，水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。
例如，PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。
PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。
PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。
水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。
水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。
其它，水凝胶在日用品，工业用品，农业、土建等领域也有广泛应用。
1 水凝胶的制备1. 1 单体聚合并交联合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了局部单体及交联剂。
表1水凝胶制备中常用的单体和交联剂水凝胶可以由一种或多种单体采纳电离辐射、紫外照耀或化学引发聚合并交联而得。
一般来说,在形成水凝胶过程中需要参加少量的交联剂。
抗菌水凝胶敷料的研究进展
抗菌水凝胶敷料的研究进展一、本文概述抗菌水凝胶敷料作为一种新型的生物医用材料，近年来在医疗领域的应用日益广泛。
其独特的抗菌性能以及良好的生物相容性使得其在伤口愈合、感染控制等方面展现出巨大的潜力。
本文旨在全面综述抗菌水凝胶敷料的研究进展，从抗菌水凝胶敷料的定义、分类、抗菌机制、制备方法以及临床应用等方面进行详细阐述。
本文还将对目前抗菌水凝胶敷料研究中存在的问题和挑战进行探讨，并展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴，推动抗菌水凝胶敷料的研究和发展。
二、抗菌水凝胶敷料的基础理论抗菌水凝胶敷料的研究与应用，根植于材料科学、生物医学、微生物学等多个学科交叉的理论基础。
其核心在于将水凝胶的高吸水、保水性能与抗菌剂的抗菌效果相结合，创造出一种既能提供湿润环境促进伤口愈合，又能有效抑制细菌感染的新型敷料。
水凝胶是一种由亲水性高分子通过化学或物理交联形成的三维网络结构，能够在水中迅速吸收并保留大量水分而不溶解。
这种特性使其成为理想的伤口敷料材料，因为它能够在伤口表面形成一个湿润的环境，有利于上皮细胞的迁移和增殖，促进伤口愈合。
抗菌水凝胶敷料的关键在于其抗菌性能的实现。
这通常通过在水凝胶中添加抗菌剂来实现，抗菌剂可以是无机抗菌剂（如银离子、锌离子等）、有机抗菌剂（如季铵盐、抗生素等）或天然抗菌剂（如壳聚糖、蜂胶等）。
这些抗菌剂通过破坏细菌的细胞壁、抑制细菌的代谢或干扰细菌的DNA复制等方式，达到杀灭或抑制细菌生长的目的。
抗菌水凝胶敷料还需要具备良好的生物相容性和生物降解性。
生物相容性是指材料在与生物体接触时，不会引起生物体的排异反应或毒性反应。
生物降解性则是指材料能够在生物体内或体外环境中逐渐分解，避免对生物体造成长期负担。
抗菌水凝胶敷料的研究进展不仅取决于水凝胶和抗菌剂的性能优化，还需要关注敷料的生物相容性和生物降解性。
未来，随着材料科学和生物医学的不断发展，抗菌水凝胶敷料有望在伤口愈合领域发挥更大的作用。
水凝胶的制备及其应用研究
水凝胶的制备及其应用研究水凝胶是一种水分含量高、吸水性强的高分子物质，常用于水保土、植物栽培、水生动植物的保水等领域。
本文将重点探讨水凝胶的制备以及其应用研究进展。
一、水凝胶的制备1. 原料准备水凝胶的制备原料主要包括聚丙烯酰胺（PAM）、天然植物纤维素等可溶于水的高分子物质。
其中，PAM是常用水凝胶制备原料之一，其在水中溶解后能形成透明的胶体。
天然植物纤维素则具有良好的生物相容性和无毒环保等优点。
2. 制备工艺（1）PAM制备法：首先将PMA与弱碱溶液混合，在加热及搅拌的条件下，发生聚合反应，形成颗粒状的聚合物。
接着，对聚合物进行干燥处理，即可得到水凝胶。
（2）天然植物纤维素制备法：将天然植物纤维素与水混合并搅拌均匀，接着加入交联剂并充分搅拌，最后经过干燥即可形成水凝胶。
二、水凝胶的应用研究进展1. 水保土水凝胶凭借其优异的保水性，被广泛应用于水保土领域。
其在不同环境下能保持不同程度的水分吸附性，不仅有助于降低地表水蒸发量，减少水分流失，还能提高土壤肥力，改善土壤结构。
2. 植物栽培水凝胶的应用也广泛涉及到植物栽培领域。
通过将水凝胶与土壤混合使用，能够增加土壤中的有效水分量，提高植物的抗旱性能，增加作物收成。
3. 水生动植物的保水在水生动植物的保水领域，水凝胶的应用也具有一定的研究前景。
例如，水凝胶可用于水生植物生长介质中，与化肥掺混使用，能够提高水生植物的营养吸收率，增强抗倒伏能力。
4. 养殖业水凝胶的吸水性能不仅限于土壤领域，还可应用于养殖业。
例如，将水凝胶填充于鱼缸中，可提高水质稳定性，减缓养殖污染，促进鱼儿健康成长。
5. 制药工业水凝胶在制药工业中的应用也日益受到人们的关注。
其常应用于口腔用药基质、人工眼泪等领域，能够增加药物缓释时间、改善药物的生物利用度等，为制药工业注入了新的思路。
综上所述，水凝胶其制备成本低、环保无毒、应用领域广泛等优点，使其应用价值具有巨大的潜力。
越来越多的科研人员瞄准水凝胶这个领域展开了更为深入的研究，未来，水凝胶的研制和应用将会更加广泛化，丰富人们的生活。
水凝胶研究进展综述
水凝胶研究进展综述
以下是关于水凝胶研究的一些综述性的进展：
水凝胶是一类高度吸水性的材料，其网络结构能够保持大量的水分，并且可以在不失去结构稳定性的情况下释放水分。
这使得水凝胶在许多领域，包括生物医学、药物传递、生物传感、柔性电子学、农业等方面都有着广泛的应用。
以下是一些水凝胶研究领域的进展：
1.合成方法：
•不断有新的合成方法被提出，以实现对水凝胶结构和性质的精确控制。
这包括自组装方法、模板法、交联聚合法等。
2.生物医学应用：
•水凝胶在生物医学领域的应用备受关注。
例如，水凝胶可以用于药物传递、组织工程、创伤敷料、生物传感器等方
面。
其生物相容性和可调节的物理化学性质使得其在医学
领域有着广泛的潜力。
3.柔性电子学：
•水凝胶因其柔软、透明、高吸水性等特性，在柔性电子学领域也得到了广泛关注。
例如，可在水凝胶基底上制备柔
性传感器、可穿戴电子设备等。
4.环境应用：
•在环境保护和农业领域，水凝胶也发挥着作用。
其可以用于水资源的调控、土壤保湿、植物生长的改良等。
5.智能响应性：
•研究者们通过引入响应性物质，使得水凝胶可以对外界刺激（如温度、pH、光照等）做出智能响应。
这为一些可控
释放和刺激响应性的应用提供了新的可能性。
这些领域的研究取得了显著的进展，不断有新的水凝胶材料、结构设计和应用方法涌现。
在不同学科领域的交叉合作下，水凝胶将有望在更多领域发挥其优越性能。
需要注意的是，研究进展可能会随着时间的推移而有所更新，因此建议查阅最新的文献和综述以获取最新信息。
温敏性水凝胶的研究进展
温敏性水凝胶的研究进展
温敏性水凝胶是一种特殊的材料，其结构可以随温度的变化而发生改变。
在低温下，温敏性水凝胶具有较高的溶胀度和可逆的水合能力，而在高温下，温敏性水凝胶可以吸收和释放溶液中的物质。
由于其独特的性质和广泛的应用前景，温敏性水凝胶的研究领域得到了广泛的关注和研究。
1.合成方法的研究：研究者们通过改变合成条件、添加不同的功能单体和交联剂等途径，设计和合成出具有特定功能和性能的温敏性水凝胶。
常见的合成方法包括自由基聚合、原子转移自由基聚合、原子转移自由基聚合等。
目前，研究者们已经成功合成出了许多结构和功能上具有特殊性质的温敏性水凝胶。
2.环境响应性能的研究：通过调节温度、pH值、离子浓度等外界环境因素，研究者们可以控制温敏性水凝胶的水合度、溶胀度、释放性能等重要性能参数。
在这方面，研究者们已经开展了大量的实验和理论研究，取得了重要的进展。
3.应用研究：由于温敏性水凝胶具有独特的响应性能和结构特点，其在生物医学、环境保护、智能材料等领域具有广泛的应用前景。
目前，研究者们已经利用温敏性水凝胶开发出了一系列的应用产品，如智能药物递送系统、可控释放材料、智能触觉材料等。
4.纳米技术在温敏性水凝胶上的应用：纳米材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应，可以提供更高的比表面积和更好的生物相容性，从而使温敏性水凝胶的性能进一步得到优化。
近年来，研究者们已经利用纳米技术在温敏性水凝胶上进行了广泛的研究，并取得了很多重要的进展。
总之，温敏性水凝胶的研究是一个非常活跃和富有挑战性的领域。
随着材料科学和生物医学领域的发展，相信温敏性水凝胶将会在更多的领域展现出其巨大的应用潜力。
生物水凝胶的研究进展
生物水凝胶的研究进展生物水凝胶是由水和高分子组成的凝胶，在医学、生物化学、药学等领域拥有广泛应用。
近年来，生物水凝胶在组织工程、药物缓释、细胞培养等方面得到了广泛应用，并有许多新的研究方向和应用途径。
本文将介绍生物水凝胶的研究进展和应用前景。
一、生物水凝胶的研究发展历程生物水凝胶的研究可追溯至上世纪60年代，人们开始研究凝胶的结构、性质和制备方法。
随着科技的发展，以及对生物材料需求不断增加，生物水凝胶的研究也不断深入。
近年来，生物水凝胶不仅在体内应用逐渐升温，而且在应用领域拓展和深化，如组织工程、药物缓释、细胞培养等。
二、生物水凝胶类型1. 蛋白质凝胶蛋白质凝胶通常是来源于天然蛋白质或其衍生物，如明胶、胶原蛋白和丝素等。
这些蛋白质一般都是经过加热或化学修饰以增强其凝胶性能，进一步实现其应用。
2. 多糖凝胶多糖凝胶由多糖基质构成，如海藻酸、甘露聚糖等。
多糖凝胶的优点在于具有良好的生物相容性和生物学功能。
3. 合成高分子凝胶合成高分子凝胶是指人工合成的高分子基质，如聚乙二醇(PEG)和聚丙烯酸(PAA)等。
这些高分子凝胶在生物医学和组织工程方面有广泛的应用。
三、生物水凝胶应用领域1. 组织工程在组织工程中，生物水凝胶作为载体材料，可以为体细胞提供理想的生长环境，从而实现再生、修复和重构组织器官。
蛋白质凝胶和多糖凝胶常用于治疗软组织缺损，如皮肤、软骨和胰岛等。
同时，高分子凝胶也有在该领域的应用。
2. 药物缓释生物水凝胶可以用于药物缓释，这种方法可以改善传统药物的缺点，并增强药效。
凝胶中的药物可以根据需要逐渐释放，减小药物突然释放的风险，减轻患者不适。
3. 细胞培养生物水凝胶可以用于细胞培养，为细胞提供良好的生长环境，其三维结构有助于细胞生长、分化和支持组织工程。
四、生物水凝胶未来发展方向1. 道德评估生物水凝胶作为一种生物医学材料，需要较长时间的评估。
在生物水凝胶应用逐渐加深的过程中, 对其道德评估也应该得到足够的关注。
国内外葡聚糖水凝胶研究发展现状
国内外葡聚糖水凝胶研究发展现状葡聚糖是一种天然高分子多糖，广泛存在于海洋生物、真菌、昆虫等生物体中。
由于其生物相容性、生物可降解性、生物活性等特点，葡聚糖及其衍生物已成为生物医学、食品、化妆品等领域的研究热点。
葡聚糖水凝胶作为一种可逆的生物材料，具有极大的应用前景。
本文将对国内外葡聚糖水凝胶研究发展现状进行综述。
一、水凝胶的制备方法目前，制备葡聚糖水凝胶的方法主要有物理交联法、化学交联法、酶解交联法、离子交联法等。
物理交联法是利用葡聚糖的特殊性质，在温度、pH等条件下形成凝胶；化学交联法则是通过化学反应，将葡聚糖分子交联成凝胶；酶解交联法是利用酶将葡聚糖水解产生的低分子量产物，与葡聚糖分子交联成凝胶；离子交联法是利用阳离子、阴离子等离子体与葡聚糖分子之间的相互作用形成凝胶。
二、水凝胶的应用领域1.生物医学领域葡聚糖水凝胶在生物医学领域的应用主要包括组织工程、药物缓释、伤口愈合、人工角膜等方面。
由于葡聚糖水凝胶具有良好的生物相容性和生物可降解性，且具有三维结构，可以为细胞提供良好的生长环境，因此被广泛应用于组织工程中。
另外，葡聚糖水凝胶还可以作为药物缓释载体，将药物包裹在凝胶中，缓慢释放，提高药物的效果。
在伤口愈合方面，葡聚糖水凝胶可以促进创面愈合，同时还可以预防感染。
人工角膜是一种用于替代人眼角膜的人工材料，葡聚糖水凝胶可以作为人工角膜的材料，具有良好的生物相容性和光学透明性。
2.食品领域葡聚糖水凝胶在食品领域的应用主要包括凝胶剂、稳定剂、增稠剂等方面。
由于葡聚糖水凝胶具有良好的凝胶性能和稳定性，可以用作凝胶剂，制作果冻、布丁等食品。
另外，葡聚糖水凝胶还可以作为稳定剂，防止食品中的颗粒沉淀或分离。
同时，葡聚糖水凝胶还可以作为增稠剂，增加食品的黏度和质感。
3.化妆品领域葡聚糖水凝胶在化妆品领域的应用主要包括保湿剂、增稠剂、乳化剂等方面。
由于葡聚糖水凝胶具有良好的保湿性能和黏度调节作用，可以作为保湿剂和增稠剂，提高化妆品的保湿性能和质感。
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水凝胶的研究进展俊机哥哥07(广西师范学院化学与生命科学学院09高分班)摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。
关于水凝胶的制备，我们在文章的介绍了三种方法：单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。
关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学前言水凝胶这个词最早出现于1960年，当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。
它本身是硬的高聚物，但它吸收水分后就变成具有弹性的凝胶，故称水凝胶。
水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物，在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。
由于其具有三维网络结构，故相对分子质量很高，其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。
溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内，交联密度越大，三维网络间的空问就越小，水凝胶在溶胀时吸收的水分也就越少。
由于水凝胶表面不易粘附蛋白质和细胞，故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性；另外，水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软，并且类似于生物体组织，故作为人体植入物可以减少不良反应。
因此，水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。
例如，PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。
PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。
PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。
水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。
水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。
另外，水凝胶在日用品，工业用品，农业、土建等领域也有广泛应用。
1 水凝胶的制备1. 1 单体聚合并交联合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了部分单体及交联剂。
表1 水凝胶制备中常用的单体和交联剂水凝胶可以由一种或多种单体采用电离辐射、紫外照射或化学引发聚合并交联而得。
一般来说,在形成水凝胶过程中需要加入少量的交联剂。
Nogaoka[12 ]及本文作者[13 ]等在不使用交联剂的情况下通过辐射引发使单体在水溶液中交联合成聚N2异丙基丙烯酰胺(polyNI2PAAm) 水凝胶,这种方法操作简单,交联度可通过改变单体浓度及辐射条件来控制,无任何添加成分,不会污染产品,可以一步完成产品的制备及消毒。
与传统方法相比,合成的凝胶更均匀,更有利于其性质的研究及生产更方便。
此外,为了特定的应用,可以使用不同种类的单体以使水凝胶具有特殊的物理和化学性质。
1. 2 聚合物交联从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交联两种。
物理交联通过物理作用力如静电作用、离子相互作用、氢键、链的缠绕等形成。
化学交联是在聚合物水溶液中添加交联剂,如在PVA 水溶液中加入戊二醛可发生醇醛缩合反应从而使PVA 交联成网络聚合物水凝胶。
从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交联法,所谓辐射交联是指辐照聚合物使主链线性分子之间通过化学键相连接。
许多水溶性聚合物可通过辐射法制备水凝胶[14 ] ,如PVA、polyNI2PAAm、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP) 、聚丙烯酸( PAAc) 、聚丙烯酰胺( PAAm) 、聚氧乙烯( PEO) 、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA) 等。
采用辐射法合成水凝胶无须添加引发剂, 产物更纯净。
1. 3 载体的接枝共聚水凝胶的机械强度一般较差, 为了改善水凝胶的机械强度, 可以把水凝胶接枝到具有一定强度的载体上。
在载体表面产生自由基是最为有效的制备接枝水凝胶的技术,单体可以共价地连接到载体上。
通常在载体表面产生自由基的方法有电离辐射、紫外线照射、等离子体激化原子或化学催化游离基等[15 ] ,其中电离辐射技术是最常采用的产生载体表面自由基的一种技术[14 ]2 水凝胶的性质水凝胶可定义为在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物。
亲水的小分子能够在水凝胶中扩散。
水凝胶的网络结构如图1 所示。
水凝胶具有良好的生物相容性,自20世纪40 年代以来,有关水凝胶的合成、理化性质以及在生物化学、医学等领域中的应用研究十分活跃[1 ] 。
水凝胶有各种分类方法,根据水凝胶网络键合的不同,可分为物理凝胶和化学凝胶。
物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的,这种凝胶是非永久性的,通过加热凝胶可转变为溶液,所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。
许多天然高分子在常温下呈稳定的凝胶态,如k2型角叉菜胶、琼脂等[2 ] ;在合成聚合物中,聚乙烯醇(PVA) 是一典型的例子,经过冰冻2融化处理,可得到在60 ℃以下稳定的水凝胶[3 ] 。
化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物,是永久性的,又称为真凝胶。
根据水凝胶大小形状的不同,有宏观凝胶与微观凝胶(微球) 之分,根据形状的不同宏观凝胶又可分为柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等,目前制备的微球有微米级及纳米级之分。
根据水凝胶对外界刺激的响应情况可分为传统的水凝胶和环境敏感的水凝胶两大类。
传统的水凝胶对环境的变化如温度或pH 等的变化不敏感,而环境敏感的水凝胶[4 ,5 ]是指自身能感知外界环境(如温度、pH、光、电、压力等) 微小的变化或刺激,并能产生相应的物理结构和化学性质变化甚至突变的一类高分子凝胶。
此类凝胶的突出特点是在对环境的响应过程中其溶胀行为有显着的变化,利用这种刺激响应特性可将其用做传感器、控释开关等,这是1985 年以来研究者最感兴趣的课题之一。
根据合成材料的不同,水凝胶又分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。
天然高分子由于具有更好的生物相容性、对环境的敏感性以及丰富的来源、低廉的价格,因而正在引起越来越多学者的重视。
但是天然高分子材料稳定性较差,易降解,近几年不少学者开始了天然高分子与合成高分子共混合成水凝胶的研究工作[6 ,7 ] ,这将是今后的一大重要课题。
此外,人们对具有以下性质的水凝胶特别感兴趣: (1) 能够在体内环境被分解的水凝胶,如在体内的弱碱性条件下可被融蚀的水凝胶[8 ] ,能够被酶分解的水凝胶[9 ] ; (2) 能以离子交换形式释放蛋白质的水凝胶[10 ] ; (3) 具有“记忆”的水凝胶[11 ]等。
3 水凝胶的应用3. 1 日用品水凝胶作为一种高吸水性材料,广泛地应用于妇女卫生巾、尿布、生理卫生用品、香料载体以及纸巾等方面,用量不大,价格能为消费者接受,目前用在该领域的材料主要是交联的聚丙烯酸盐及淀粉2丙烯酸接枝聚合物。
3. 2 工业用品水凝胶可用于油水分离、废水处理、空气过滤、电线包裹材料、防静电、密封材料、蓄冷剂、溶剂脱水、金属离子浓集、包装材料等诸多方面。
比如,用做包装材料,当运输和贮存可能会受潮和本身可能会溢流的货物时,可用含高吸水性水凝胶的复合材料包装,以保证货物安全。
高吸水性凝胶与无纺布和薄膜组合,可加工成不同结构吸液衬里材料,用以包装肉类食品,使商品能保持清洁外观,取食时包装袋中不存液体。
25? 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 3 农业、土建水凝胶材料可用在农用薄膜、农业园艺用保水材料、污泥固化、泥水添加剂、墙壁顶棚材料等方面。
绿化沙漠是高吸水性水凝胶材料极有潜力的用途之一,可通过制成保水剂的方式实施。
以高吸水性凝胶为主要成分,加入粘土和水制成保水剂,再和农用的土掺在一起就可很好保存土壤中的水分,埃及正在推进一项利用该技术绿化沙漠的宏大工程。
3. 4 生物医学领域3. 4. 1 烧伤涂敷物(Hydrogel Dressing)水凝胶材料直接用于与人体组织接触,可防止体外微生物的感染,抑制体液的损失,传输氧到伤口,一般说来能促进伤口的愈合。
在中欧,注册商标为HDR 或AQUA2GEL 的水凝胶烧伤涂敷物,销售前景看好,这种产品是通过辐射法制备的[24 ] 。
这种涂敷物也可制成喷雾液、乳液或膏状,一些消炎药物也可包埋其中,透过凝胶缓慢地释到受伤部位,加速伤口的愈合。
3. 4. 2 药物传输体系(DDS)当水凝胶被移植或注射到生物体后,水凝胶能够维持或向体液控制释放包埋在水凝胶中的药物,一般说来,有两种类型的控制释放,一种是像凝胶涂敷物一样释放小分子,另一种情况是含有药物的聚合物基材逐渐分解,在这种情况下,药物扩散进入周围环境,由材料的生物降解速率控制。
有时水凝胶作为胶束装载药物,药物释放的速率由通过调整交联度和水凝胶的化学组成实现,特别是智能型水凝胶问世以来,水凝胶在该领域的应用研究更为深入。
3. 4. 3 补齿材料有一些两组分或多组分的补齿材料含有HEMA 或其他亲水型聚合物,这些材料被放在颚槽或牙根部的孔内聚合或交联,在大多数情况下,这些反应由UV 引发。
Dybek 等[25 ]通过辐射手段将PVA 和明胶交联制备了补齿材料。
3. 4. 4 移植(implant s)PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。
水凝胶已被用做移植乳房、鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。
水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。
3. 4. 5 隐型眼镜隐型眼镜以PHEMA 为基材,加入PVP、PVA、PMAAc、壳聚糖等, 用以提高PHEMA 的力学性能和增大氧的渗透,由辐射法制备的隐型眼镜已经在中国上市[26 ] 。
此外,当前治疗白内障用的眼晶(JOL) 是由PMMA 或PVA 制成的。
3. 4. 6 生物分子、细胞的固定化[15 ]水凝胶固定化的生物分子和细胞在分析、医学诊断等方面有着广泛的应用。
生物分子和细胞可以固定在水凝胶小球的表面或其内部,然后装填柱子,这样的柱子可以用于分离混合物中的特殊生物分子。
生物传感器是表面固定了生物分子或细胞的电化学传感器,生物分子一般固定在与生物传感器物理元件相连的水凝胶表面或其内部。
水凝胶膜是连接生物分子和物理元件的枢纽,因此很重要。
4水凝胶研究展望回顾水凝胶50 多年的发展历程,我们知道水凝胶是一种迅速发展的新型功能高分子材料，水凝胶已经被广泛地应用到医学、生物技术和工农业等诸多方面。
对其环境敏感性行为的研究，发展和应用有不可估量的前途。
从近年高分子水凝胶发展趋势来看，水凝胶在生物，医药领域的应用呈上升趋势。
当前水凝胶的研究热有以下几个方面：（1）接支及互穿网络型高分子凝胶的研究（2）光响应高分子水凝胶的开发研究（3）PH敏感性水凝胶在给药系统的研究（4）以PNIPAM为代表的一类智能水凝胶性能研究（5）提高智能型水凝胶的响应性制备快速响应性智能水凝胶（6）P. J . Flory凝胶溶胀理论为基础发展起来的智能型高分子凝胶材料研究（7）天然高分子凝胶材料以及天然高分子与合成高分子共混型凝胶的研究结束语目前，由于相关法律的限制，水凝胶在医学领域中的应用实例大多处于理论阶段或动物试验阶段，而真正用于临床的并不多见。