[Mokslo apibrėžimas]
Hidrogeliai yra hidrofilinių polimerų grandinių tinklai, vadinami koloidiniais geliais, kuriuose dispersinė terpė yra vanduo. Trimatė programinė įranga atsiranda dėl hidrofilinių polimerų grandinių, sujungtų kryžminiu ryšiu. Dėl kryžminio susiejimo hidrogelio tinklo struktūrinis vientisumas nebus ištirpintas didelės vandens koncentracijos (doi: 10.1021/acs.jchemed.6b00389). Hidrogeliai taip pat yra labai sugeriantys (juose gali būti daugiau nei 90% vandens) natūralių arba sintetinių polimerų tinklai. Terminas „hidrogelis“ pirmą kartą pasirodė literatūroje 1894 m. (Doi: 10.1007/BF01830147). Iš pradžių hidrogelių tyrimai buvo sutelkti į šį palyginti paprastą chemiškai susietą polimerų tinklą, siekiant ištirti jo pagrindines charakteristikas, tokias kaip patinimo/patinimo kinetika ir pusiausvyra, tirpių medžiagų difuzija, tūrio fazės perėjimas ir slydimo trintis, ir tokių programų tyrimas. Tokios kaip oftalmologija ir vaistų pristatymas. Nuolat plėtojant hidrogelio tyrimus, jo dėmesys buvo perkeltas iš paprastų tinklų į „atsako“ tinklus. Šiame etape buvo sukurti įvairūs hidrogeliai, galintys reaguoti į aplinkos sąlygų pokyčius, tokius kaip pH, temperatūra, elektriniai ir magnetiniai laukai. Siūloma hidrogelio pavara, reaguojanti į elektrinius ir magnetinius laukus. Tačiau tuo metu hidrogeliai paprastai buvo per minkšti arba per trapūs mechaniškai, o tai labai apribojo jų panaudojimo galimybes. Prasidėjus naujam tūkstantmečiui, hidrogeliai taip pat įžengė į naują erą, o jų mechaninės savybės proveržiu pagerėjo. Ši sėkmė paskatino daugelį tarpdisciplininių hidrogelių tyrimų. Šiais laikais gali būti naudojami įvairūs cheminiai metodai su energiją vartojančiomis struktūromis, kad būtų pagaminti hidrogeliai, kurie yra stipresni už raumenis ir kremzles. Be to, jis taip pat pasiekia kitas funkcijas, tokias kaip savaiminis gijimas, kelių stimulų atsakas, sukibimas, ypatingas drėkinimas ir tt Naujoviškas stipraus hidrogelio kūrimas labai išplėtė šios medžiagos panaudojimo galimybes įvairiose srityse, įskaitant minkštus robotus, dirbtinius organai, regeneracinė medicina ir kt. (doi: /10.1021/acs.macromol.0c00238).
【Pagrindinis tikslas】
1. Pastoliai audinių inžinerijoje (doi: 10.1002/advs.201801664).
2. Naudojant kaip pastolius, hidrogelyje gali būti žmogaus ląstelių audiniams taisyti. Jie imituoja ląstelių 3D mikroaplinką (doi: 10.1039/C4RA12215).
3. Ląstelių kultivavimui naudokite hidrogeliu dengtus šulinius (doi: 10.1126/science.1116995).
4. Aplinkai jautrūs hidrogeliai (dar vadinami „protingais geliais“ arba „išmaniaisiais gelais“). Šie hidrogeliai turi galimybę pajusti pH, temperatūros ar metabolito koncentracijos pokyčius ir išlaisvinti tokius pokyčius (doi: 10.1016/j.jconrel.2015.09.011).
5. Injekcinis hidrogelis, kuris gali būti naudojamas kaip vaistų nešiklis ligoms gydyti arba ląstelių nešiklis regeneracijos ar audinių inžinerijos tikslais (doi: 10.1021/acs.biomac.9b00769).
6. Ilgalaikio atpalaidavimo vaistų tiekimo sistema. Jonų stiprumas, pH ir temperatūra gali būti naudojami kaip veiksniai, kontroliuojantys vaistų išsiskyrimą (doi: 10.1016/j.cocis.2010.05.016).
7. Užtikrinti nekrozinių ir fibrozinių audinių absorbciją, riebalų šalinimą ir valymą
8. Hidrogeliai, reaguojantys į specifines molekules (pvz., Gliukozę ar antigenus), gali būti naudojami kaip biosensoriai arba DDS (doi: 10.1021/cr500116a).
9. Vienkartinės sauskelnės gali sugerti šlapimą arba įdėti į higienines servetėles (doi: 10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024).
10. Kontaktiniai lęšiai (silikono hidrogelis, poliakrilamidas, silicio turintis hidrogelis).
11. EEG ir EKG medicininiai elektrodai, naudojant hidrogelius, sudarytus iš susietų polimerų (polietileno oksido, polyAMPS ir polivinilpirolidono).
12. Hidrogelio sprogmenys.
13. Tiesiosios žarnos administravimas ir diagnozė.
14. Kvantinių taškų pakavimas.
15. Krūtų implantai (krūtų didinimas).
16. Klijai.
17. Dalelės, naudojamos palaikyti dirvožemio drėgmę sausringose vietose.
18. Tvarsčiai, skirti gydyti nudegimus ar kitas sunkiai gyjančias žaizdas. Žaizdų gelis labai padeda sukurti ar išlaikyti drėgną aplinką.
19. Vaistų laikymas išoriniam naudojimui; ypač joniniai vaistai, tiekiami jonoforezės būdu.
20. Medžiaga, imituojanti gyvūnų gleivinės audinius, naudojama vaistų tiekimo sistemų gleivinės sukibimo savybėms patikrinti (doi: 10.1039/C5CC02428E).
21. Šiluminės energijos gamyba. Kartu su jonais jis gali išsklaidyti šilumą iš elektroninių prietaisų ir baterijų ir paversti šilumos mainus į elektros krūvį.
【Mūsų dabartinė pažanga】
Šiuo metu mūsų hidrogelio programos daugiausia naudojamos kosmetologijoje ir medicininiame gydyme, ir technologijos požiūriu išlaiko lyderio pozicijas hidrogelio pramonėje namuose ir užsienyje, o kokybės ir kokybės užtikrinimas išlieka stabilus.
Paskelbimo laikas: 2021 m. Rugpjūčio 11 d