Hydrogel

Hydrogel là một polyme có hàm lượng nước cao và đồng thời không tan trong nước. Là một polyme, chất này bao gồm các đại phân tử trong một mạng lưới ba chiều, phồng lên khi tiếp xúc với dung môi nhưng vẫn giữ được liên kết của chúng. Hydrogel đóng một vai trò trong công nghệ y tế để băng vết thương, thấu kính và cấy ghép.

Hydrogel là gì

Hydrogel là một loại polymer có chứa nước và đồng thời không tan trong nước. Các phân tử hydrogel được liên kết hóa học để tạo thành mạng ba chiều, ví dụ bằng liên kết ion hoặc cộng hóa trị. Chúng cũng có thể được liên kết vật lý để tạo thành một mạng lưới, ví dụ bằng cách quấn vào các chuỗi polyme. Trong nước, chúng nở ra do một thành phần polyme có sẵn và ưa nước và do đó thể tích tăng cao. Sự gắn kết vật chất vẫn không thay đổi.

Hydrogel đóng một vai trò quan trọng trong các phát triển công nghệ sinh học, ví dụ như ở dạng kính áp tròng. Do tính tương hợp sinh học và các đặc tính cơ học giống như mô, chúng cũng rất lý tưởng để sử dụng các thành phần hoạt tính và điều trị vết thương.

Trong y học, thuật ngữ hydrogel cũng là viết tắt của một loại băng vết thương được làm bằng gel có hàm lượng nước cao. Dung dịch nước sẽ hóa lỏng dưới tác dụng của lực cơ học. Trong ý nghĩa của băng vết thương, hydrogel còn được gọi là gel ưa nước. Trong bối cảnh này, cần phải phân biệt giữa băng hydrogel và hydrocolloid, vốn có một ma trận các chất làm sưng.

Hình dạng, loại & loại

Có nhiều dạng và hình thức sử dụng hydrogel khác nhau.Ví dụ, "hydrogel thông minh" là mạng lưới phân tử trương nở biến thành dạng gel trong dung môi và có thể thực hiện công việc cơ học thông qua sức trương nở của chúng. Hành vi thông minh kiểu này chỉ được thể hiện bởi một số mạng polyme nhất định có thể phản ứng có chọn lọc với một gradient của các biến môi trường vật lý. Độ nhạy có thể đạt được đối với nhiệt độ, giá trị pH hoặc nồng độ ion và chất.

Các lĩnh vực ứng dụng khác của hydrogel trong công nghệ y tế là kính áp tròng mềm, kính nội nhãn và cấy ghép nhựa. Các chất này tương ứng với các hệ phân tán và bao gồm ít nhất hai thành phần. Thông thường một trong các thành phần là chất rắn như chất tạo keo hoặc chất làm đặc. Thành phần thứ hai thường tương ứng với nước, được sử dụng làm chất phân tán.

Cấu trúc & chức năng

Hydrogel là một chất lỏng dạng gel, tức là gel được tạo ra khi tiếp xúc với chất trương nở thích hợp, chẳng hạn như dẫn xuất cellulose. Không giống như oleogel, tất cả các hydrogel đều có hàm lượng nước cao. Thông thường, tổng hàm lượng nước là từ 80 đến 90 phần trăm.

Hydrogel thường không có chất béo và có đặc tính không tan trong nước. Nó là một polyme, tức là một chất hóa học được tạo thành từ các đại phân tử. Các đại phân tử này được tạo thành từ một số đơn vị cấu trúc nhất định, chúng còn được gọi là các đơn vị lặp lại cấu thành.

Tính từ "polymer" theo nghĩa đen có nghĩa là "được tạo thành từ các phần bằng nhau". Các phân tử của polyme không nhất thiết phải giống nhau. Ngoài ra còn có polyme trong sinh lý học. Đây là những chất được tổng hợp nội bào và đóng vai trò dự trữ năng lượng dưới dạng protein, axit nucleic hoặc các chất tương tự. Chúng thực hiện các chức năng của tế bào cấu trúc và cũng tích cực trong quá trình trao đổi chất, nhận biết các điều kiện và có thể gây ra những thay đổi.

Là chất tạo màng sinh học, polyme rất cần thiết cho sự sống. Tuy nhiên, phải phân biệt loại polyme này với hydrogel được tổng hợp nhân tạo. Trong hydrogel, các đại phân tử được liên kết bằng liên kết ion hoặc liên kết cộng hóa trị trong một mạng lưới ba chiều. Từ quan điểm vật lý, chúng liên kết với nhau để tạo thành một mạng lưới các chuỗi polyme. Do các thành phần polyme mà chúng chứa có đặc tính ưa nước, chúng thường trương nở khi có nước đến mức tăng thể tích đáng kể mà không làm mất tính liên kết của chúng trong mạng.

Các hydrogel được sử dụng trong công nghệ y tế tương thích sinh học và thể hiện các đặc tính cơ học gợi nhớ đến các đặc tính của mô.

Bạn có thể tìm thấy thuốc của mình tại đây

Lợi ích y tế & sức khỏe

Hydrogel được sử dụng để sử dụng các thành phần hoạt tính tại chỗ, có liên quan đến công nghệ cấy ghép và được sử dụng để điều trị vết thương khô hoặc tổn thương thấp khớp. Như băng vết thương, hydrogel có tác dụng làm mát. Ngoài ra, do sự bay hơi của nước, chúng có tác dụng ngậm nước trong thời gian ngắn, đồng thời có tác dụng làm khô trong thời gian dài.

Băng vết thương hydrogel không bổ sung lipid. Chúng có thể chứa một thành phần hoạt tính và được sử dụng ở dạng này để sử dụng một số loại thuốc để điều trị bệnh tại chỗ. Làm mát và mất nước là mong muốn, ví dụ, trong trường hợp bị côn trùng cắn, cháy nắng, chấn thương thể thao, bệnh thấp khớp và chuột rút ở bắp chân về đêm. Hydrogel cũng được sử dụng trong điều trị các bệnh ngoài da.

Đổi lại, hydrogel không chứa thành phần hoạt tính được sử dụng để chăm sóc vết thương ẩm và chủ yếu được sử dụng trong bối cảnh này để giữ ẩm cho chúng. Việc giữ ẩm như vậy diễn ra trong bối cảnh hoại tử khô, nhưng cũng có thể hỗ trợ việc chữa lành các vết thương đơn giản trong giai đoạn tạo hạt hoặc biểu mô hóa. Gel có thể được áp dụng riêng hoặc đóng dưới băng vết thương.

Tầm quan trọng của hydrogel trong y học không chỉ liên quan đến việc chăm sóc vết thương. Hydrogel đã làm cho việc phát minh ra kính áp tròng mềm và kính nội nhãn trở nên khả thi, vì chúng đã được sử dụng từ thế kỷ trước. Ngoài ra, họ đã hỗ trợ những tiến bộ trong công nghệ cấy ghép. Mô cấy tạo hình được sử dụng trong phẫu thuật thẩm mỹ để thay thế các bộ phận cơ thể bị hư hỏng hoặc bị phá hủy hoàn toàn và cũng có thể dùng để phóng to các bộ phận cơ thể hiện có, ví dụ như mô cấy ngực để làm nở ngực.