العلم الشعبي البسيط: فهم ما هو الهيدروجيل في دقيقة واحدة؟ فيم تستخدم؟

[تعريف العلوم]

الهلاميات المائية عبارة عن شبكات من سلاسل البوليمر المحبة للماء ، تسمى المواد الهلامية الغروية ، والتي يكون فيها الماء هو وسيط التشتت. يعود السبب في البرنامج ثلاثي الأبعاد إلى سلاسل البوليمر المحبة للماء التي يتم ربطها معًا عن طريق الارتباط المتقاطع. نظرًا للربط المتبادل ، لن يتم إذابة السلامة الهيكلية لشبكة الهيدروجيل بتركيزات عالية من الماء (دوى: 10.1021 / acs.jchemed.6b00389). كما أن الهلاميات المائية عالية الامتصاص (يمكن أن تحتوي على أكثر من 90٪ ماء) شبكات بوليمر طبيعية أو صناعية. ظهر مصطلح "هيدروجيل" لأول مرة في الأدبيات عام 1894 (دوى: 10.1007 / BF01830147). في البداية ، ركز البحث على الهلاميات المائية على شبكة البوليمر البسيطة نسبيًا المتشابكة كيميائيًا لدراسة خصائصها الأساسية ، مثل حركية التورم / التورم والتوازن ، وانتشار المادة المذابة ، وانتقال طور الحجم والاحتكاك المنزلق ، والبحث في مثل هذه التطبيقات. مثل طب العيون وتوصيل الأدوية. مع التطوير المستمر لأبحاث الهيدروجيل ، تحول تركيزها من الشبكات البسيطة إلى شبكات "الاستجابة". في هذه المرحلة ، تم تطوير العديد من الهلاميات المائية التي يمكنها الاستجابة للتغيرات في الظروف البيئية مثل الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة والمجالات الكهربائية والمغناطيسية. يُقترح مشغل هيدروجيل يستجيب للمجالات الكهربائية والمغناطيسية. ومع ذلك ، كانت الهلاميات المائية في ذلك الوقت لينة جدًا أو هشة جدًا ميكانيكيًا ، مما حد بشكل كبير من تطبيقاتها المحتملة. مع حلول الألفية الجديدة ، دخلت الهلاميات المائية أيضًا حقبة جديدة ، مع تحسينات هائلة في خواصها الميكانيكية. أدى هذا النجاح إلى العديد من الدراسات متعددة التخصصات للهيدروجيلس. في الوقت الحاضر ، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الأساليب الكيميائية ذات الهياكل المستهلكة للطاقة لصنع الهلاميات المائية أقوى من العضلات والغضاريف. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يحقق أيضًا وظائف أخرى ، مثل الشفاء الذاتي ، واستجابات التحفيز المتعددة ، والالتصاق ، وقابلية البلل الفائقة ، وما إلى ذلك. وقد أدى التطوير المبتكر للهيدروجيل القوي إلى توسيع التطبيقات المحتملة لهذه المادة في مختلف المجالات ، بما في ذلك الروبوتات اللينة ، والاصطناعية الأعضاء والطب التجديدي وما إلى ذلك (دوى: /10.1021/acs.macromol.0c00238).

【الغرض الرئيسي】

1. سقالة في هندسة الأنسجة (دوى: 10.1002 / advs.201801664).

2. عند استخدامه كسقالة ، قد يحتوي الهيدروجيل على خلايا بشرية لإصلاح الأنسجة. إنها تحاكي البيئة المكروية ثلاثية الأبعاد للخلايا (دوى: 10.1039 / C4RA12215).

3. استخدم الآبار المكسوة بالهيدروجيل لزراعة الخلايا (دوى: 10.1126 / العلوم 1116995).

4. الهلاميات المائية الحساسة بيئيًا (وتسمى أيضًا "المواد الهلامية الذكية" أو "المواد الهلامية الذكية"). تتمتع هذه الهلاميات المائية بالقدرة على الشعور بالتغيرات في درجة الحموضة أو درجة الحرارة أو تركيز المستقلب وإطلاق مثل هذه التغييرات (دوى: 10.1016 / j.jconrel.2015.09.011).

5. هيدروجيل قابل للحقن ، والذي يمكن استخدامه كحامل للأدوية لعلاج الأمراض أو ناقل للخلايا لأغراض التجديد أو هندسة الأنسجة (دوى: 10.1021 / acs.biomac.9b00769).

6. الافراج المستمر عن نظام توصيل الدواء. يمكن استخدام القوة الأيونية ودرجة الحموضة ودرجة الحرارة كمحفزات للتحكم في إطلاق الدواء (دوى: 10.1016 / j.cocis.2010.05.016).

7. توفير امتصاص الأنسجة الميتة والتليفية وإزالة الشحوم والإنضار

8. يمكن استخدام الهلاميات المائية التي تتفاعل مع جزيئات معينة (مثل الجلوكوز أو المستضدات) كمستشعرات حيوية أو DDS (دوى: 10.1021 / cr500116a).

9. يمكن أن تمتص الحفاضات التي تستخدم لمرة واحدة البول أو توضع في فوط صحية (دوى: 10.1016 / j.eurpolymj.2014.11.024).

10. العدسات اللاصقة (هيدروجيل السيليكون ، بولي أكريلاميد ، هيدروجيل المحتوي على السيليكون).

11. الأقطاب الطبية EEG و ECG باستخدام الهلاميات المائية المكونة من بوليمرات متصالبة (بولي إيثيلين أوكسيد ، بولي أمبس وبولي فينيل بيروليدون).

12. متفجرات هيدروجيل.

13. إدارة المستقيم والتشخيص.

14. تغليف النقاط الكمومية.

15. زراعة الثدي (تكبير الثدي).

16. الغراء.

17. الجزيئات المستخدمة للحفاظ على رطوبة التربة في المناطق الجافة.

18. الضمادات للشفاء من الحروق أو غيرها من الجروح التي يصعب التئامها. جل الجروح مفيد جدًا في خلق بيئة رطبة أو الحفاظ عليها.

19. تخزين الأدوية للاستخدام الخارجي. خاصة الأدوية الأيونية التي يتم تسليمها عن طريق الرحلان الشاردي.

20. مادة تحاكي أنسجة الغشاء المخاطي للحيوان ، وتستخدم لاختبار خصائص التصاق الغشاء المخاطي لأنظمة توصيل الدواء (دوى: 10.1039 / C5CC02428E).

21. توليد الطاقة الحرارية. عند دمجها مع الأيونات ، يمكنها تبديد الحرارة من الأجهزة الإلكترونية والبطاريات ، وتحويل التبادل الحراري إلى شحنة كهربائية.

【تقدمنا ​​الحالي】

في الوقت الحاضر ، تُستخدم تطبيقات الهيدروجيل لدينا بشكل أساسي في التجميل والعلاج الطبي ، وتحافظ على المكانة الرائدة في صناعة الهيدروجيل في الداخل والخارج من حيث التكنولوجيا ، وتظل QA \ QC مستقرة.