Պարզ ժողովրդական գիտություն. Հասկացեք, թե ինչ է հիդրոգելը 1 րոպեում: Ինչի՞ համար է այն օգտագործվում:

[Գիտության սահմանում]

Հիդրոգելները հիդրոֆիլ պոլիմերային շղթաների ցանցեր են, որոնք կոչվում են կոլոիդային գելեր, որոնցում ջուրը ցրման միջավայրն է: Եռաչափ ծրագրակազմը պայմանավորված է հիդրոֆիլ պոլիմերային շղթաներով, որոնք միավորված են խաչաձեւ կապով: Խաչաձև կապի պատճառով հիդրոգելի ցանցի կառուցվածքային ամբողջականությունը չի լուծարվի ջրի բարձր կոնցենտրացիաներով (doi: 10.1021/acs.jchemed.6b00389): Հիդրոգելները նաև բարձր ներծծող են (դրանք կարող են պարունակել ավելի քան 90% ջուր) բնական կամ սինթետիկ պոլիմերային ցանցեր: «Հիդրոգել» տերմինը գրականության մեջ առաջին անգամ հայտնվել է 1894 թվականին (doi: 10.1007/BF01830147): Սկզբում հիդրոգելների վերաբերյալ հետազոտությունը կենտրոնացած էր այս համեմատաբար պարզ քիմիապես խաչաձև պոլիմերային ցանցի վրա `ուսումնասիրելու նրա հիմնական բնութագրերը, ինչպիսիք են այտուցվածություն/այտուցվածություն կինետիկան և հավասարակշռությունը, լուծված դիֆուզիոն, ծավալային փուլի անցում և լոգարիթմական շփում և նման ծրագրերի հետազոտություն: Ինչպիսիք են ակնաբուժությունը և դեղերի առաքումը: Հիդրոգելի հետազոտության շարունակական զարգացման հետ մեկտեղ նրա ուշադրությունը պարզ ցանցերից տեղափոխվել է «արձագանքման» ցանցերի: Այս փուլում մշակվել են տարբեր հիդրոգելներ, որոնք կարող են արձագանքել շրջակա միջավայրի պայմանների փոփոխություններին, ինչպիսիք են pH- ը, ջերմաստիճանը և էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը: Առաջարկվում է հիդրոգելի շարժիչ, որն արձագանքում է էլեկտրական և մագնիսական դաշտերին: Այնուամենայնիվ, այն ժամանակ հիդրոգելները սովորաբար չափազանց փափուկ էին կամ մեխանիկորեն չափազանց փխրուն, ինչը մեծապես սահմանափակում էր նրանց պոտենցիալ կիրառումը: Նոր հազարամյակի գալուստով հիդրոգելները նույնպես մտել են նոր դարաշրջան ՝ իրենց մեխանիկական հատկությունների բեկումնային բարելավումներով: Այս հաջողությունը հանգեցրեց հիդրոգելների բազմաթիվ միջառարկայական ուսումնասիրությունների: Մեր օրերում էներգիա սպառող կառուցվածք ունեցող քիմիական տարբեր մեթոդներ կարող են օգտագործվել մկաններից և աճառներից ավելի ուժեղ հիդրոգելներ պատրաստելու համար: Բացի այդ, այն նաև կատարում է այլ գործառույթներ, ինչպիսիք են ՝ ինքնաբուժումը, բազմաթիվ խթանիչ արձագանքները, կպչունությունը, գերխոնավությունը և այլն: օրգաններ, վերականգնողական բժշկություն և այլն (doi: /10.1021/acs.macromol.0c00238):

【Հիմնական նպատակը

1. Լաստակ հյուսվածքների ճարտարագիտության մեջ (doi: 10.1002/advs.201801664):

2. Երբ օգտագործվում է որպես փայտամած, հիդրոգելը կարող է պարունակել մարդկային բջիջներ `հյուսվածքները վերանորոգելու համար: Նրանք ընդօրինակում են բջիջների 3D միկրոմիջավայրը (doi: 10.1039/C4RA12215):

3. Բջջային մշակույթի համար օգտագործեք հիդրոգելով պատված հորեր (doi: 10.1126/science.1116995):

4. Էկոլոգիապես զգայուն հիդրոգելներ (որոնք կոչվում են նաև «խելացի գելեր» կամ «խելացի գելեր»): Այս հիդրոգելներն ունեն pH- ի, ջերմաստիճանի կամ մետաբոլիտի կոնցենտրացիայի փոփոխությունները զգալու և նման փոփոխություններ արձակելու ունակություն (doi: 10.1016/j.jconrel.2015.09.011):

5. Ներարկվող հիդրոգել, որը կարող է օգտագործվել որպես հիվանդությունների բուժման դեղամիջոց կամ բջիջների կրիչ ՝ վերածննդի նպատակով կամ հյուսվածքների ճարտարագիտության համար (doi: 10.1021/acs.biomac.9b00769):

6. Կայուն ազատման դեղերի առաքման համակարգ: Իոնային ուժը, pH- ն և ջերմաստիճանը կարող են օգտագործվել որպես դեղամիջոցների թողարկումը վերահսկելու հրահրիչներ (doi: 10.1016/j.cocis.2010.05.016):

7. Ապահովել նեկրոտիկ և ֆիբրոզային հյուսվածքների կլանում, յուղազերծում և քայքայում

8. Հիդրոգելները, որոնք արձագանքում են որոշակի մոլեկուլների (օրինակ ՝ գլյուկոզայի կամ անտիգենների) կարող են օգտագործվել որպես կենսասենսորներ կամ DDS (doi: 10.1021/cr500116a):

9. Մեկանգամյա օգտագործման տակդիրները կարող են ներծծել մեզի կամ դնել սանիտարական անձեռոցիկներ (doi: 10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024):

10. Կոնտակտային ոսպնյակներ (սիլիկոնային հիդրոգել, պոլիակրիլամիդ, սիլիցիում պարունակող հիդրոգել):

11. EEG և ԷՍԳ բժշկական էլեկտրոդներ, որոնք օգտագործում են հիդրոգելներ `կազմված խաչաձև պոլիմերներից (պոլիէթիլենային օքսիդ, polyAMPS և պոլիվինիլպիրոլիդոն):

12. Հիդրոգելի պայթուցիկ նյութեր:

13. Հետանցքային ընդունում և ախտորոշում:

14. Քվանտային կետերի փաթեթավորում:

15. Կրծքագեղձի իմպլանտներ (կրծքի մեծացում):

16. Սոսինձ:

17. Չորացած տարածքներում հողի խոնավությունը պահպանելու համար օգտագործվող մասնիկներ:

18. Այրվածքներ կամ այլ դժվար բուժելի վերքեր բուժելու վիրակապ: Վերքի գելը շատ օգտակար է խոնավ միջավայր ստեղծելու կամ պահպանելու համար:

19. Արտաքին օգտագործման համար դեղերի պահեստավորում; հատկապես իոնային դեղամիջոցներ, որոնք մատուցվում են իոնտոֆորեզով:

20. Նյութ, որը նմանակում է կենդանիների լորձաթաղանթի հյուսվածքները, որն օգտագործվում է դեղերի առաքման համակարգերի լորձաթաղանթի կպչունության հատկությունները ստուգելու համար (doi: 10.1039/C5CC02428E):

21. powerերմային էներգիայի արտադրություն: Իոնների հետ զուգակցվելիս այն կարող է ցրել էլեկտրոնային սարքերից և մարտկոցներից ջերմությունը և փոխանակումը վերածել էլեկտրական լիցքի:

【Մեր ընթացիկ առաջընթացը

Ներկայումս մեր հիդրոգելի կիրառությունները հիմնականում օգտագործվում են կոսմետոլոգիայի և բժշկական բուժման մեջ և պահպանում են առաջատարի դիրքը հիդրոգելի արդյունաբերության մեջ `ներսում և արտերկրում` տեխնոլոգիայի առումով, իսկ ՈԱՀ -ն մնում է կայուն: