ハイドロゲル

ハイドロゲル 高い含水率を持つポリマーであり、同時に水溶性ではありません。ポリマーとして、この物質は3次元ネットワークの高分子で構成され、溶媒と接触すると膨潤しますが、その凝集力は保持されます。ハイドロゲルは、創傷被覆材、レンズ、インプラントの医療技術で役割を果たしています。

ハイドロゲルとは

ヒドロゲルは、水を含むと同時に水に不溶のポリマーです。ヒドロゲル分子は、例えばイオン結合または共有結合により、化学的に結合して三次元ネットワークを形成します。それらはまた、例えば、ポリマー鎖を絡ませることにより、物理的に連結してネットワークを形成することもできる。 水中では、組み込みの親水性ポリマー成分により膨潤し、体積が大幅に増加します。材料の凝集力は変わりません。

ハイドロゲルは、たとえばコンタクトレンズの形で、かなりの数のバイオテクノロジー開発において役割を果たしています。生体適合性と組織のような機械的特性により、有効成分の投与や創傷の治療にも最適です。

医学では、ヒドロゲルという用語は、含水率の高いゲルでできた創傷被覆材も意味します。水性ゲルは、機械的な力の作用下で液化します。創傷包帯の意味では、ヒドロゲルは親水性ゲルとも呼ばれる。これに関連して、膨潤剤のマトリックスを有するヒドロゲル包帯とヒドロコロイド包帯とを区別しなければならない。

形状、タイプ、タイプ

ヒドロゲルの使用には多くの異なるタイプと形態があります。「スマートヒドロゲル」は、例えば、溶媒中でゲルに変わり、それらの膨潤力を通じて機械的作業を行うことができる膨潤分子ネットワークです。この種のスマートな動作は、物理的な環境変数の勾配に選択的に反応できる特定のポリマーネットワークによってのみ示されます。感度は、温度、pH値、またはイオンと物質の濃度に関して達成できます。

医療技術におけるヒドロゲルのその他の応用分野は、ソフトコンタクトレンズ、眼内レンズ、プラスチックインプラントです。これらの物質は分散システムに対応し、少なくとも2つの成分で構成されます。通常、成分の1つは、ゲル化剤や増粘剤などの固体です。 2番目の成分は通常、分散剤として使用される水に対応します。

構造と機能

ヒドロゲルは、ゲル化した液体、すなわち、セルロース誘導体などの適切な膨潤剤と接触して生成されるゲルである。オレオゲルとは異なり、すべてのヒドロゲルは水分を多く含みます。通常、総水分量は80〜90％です。

ハイドロゲルは通常、脂肪を含まず、水に溶けない性質を持っています。それは高分子、すなわち高分子からなる化学物質です。これらの高分子は、構成的な繰り返し単位とも呼ばれる特定の数の構造単位で構成されています。

「ポリマー」という形容詞は、文字通り「同等の部分で構成されている」という意味です。ポリマーの分子は同一である必要はありません。生理学にもポリマーがあります。これらは細胞内で合成される物質であり、タンパク質、核酸、または類似の物質の形でエネルギー貯蔵庫として機能します。それらは構造的な細胞機能を果たし、また代謝において活発であり、状態を認識し、変化を引き起こす可能性があります。

生体高分子として、高分子は生命そのものに不可欠です。ただし、このタイプのポリマーは、人工的に合成されたヒドロゲルと区別する必要があります。ヒドロゲルでは、高分子は3次元ネットワークでイオン結合または共有結合によってリンクされます。物理的な観点から、それらは絡み合ってポリマー鎖のネットワークを形成します。それらが親水性の特性で含有するポリマー成分により、それらは通常、水の存在下で膨潤して、ネットワークにおけるそれらの凝集力を失うことなく、体積をかなり増加させる。

医療技術で使用されるハイドロゲルは生体適合性があり、組織の特性を連想させる機械的特性を示します。

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医療と健康上のメリット

ハイドロゲルは、局所的に塗布された有効成分を投与するために使用され、埋め込み技術に関連しており、乾燥した傷やリウマチ性病変の治療に使用されます。創傷包帯として、ヒドロゲルには冷却効果があります。さらに、水分の蒸発により、短期間の水和効果と長期的な乾燥効果があります。

ハイドロゲル創傷包帯は脂質補給ではありません。それらは有効成分を含むことができ、局所的に疾患を治療するための特定の薬物の投与のためにこの形で使用されます。例えば、虫刺され、日焼け、スポーツ外傷、リウマチ、および夜間の子のけいれんの状況では、冷却および脱水が望ましい。ヒドロゲルは、さまざまな皮膚疾患の治療にも使用されます。

次に、有効成分を含まないヒドロゲルは湿った創傷ケアに使用され、主にこの状況でそれらを湿った状態に保つために使用されます。そのような水分保持は、乾性壊死の状況で起こりますが、肉芽化または上皮化段階内の単純な創傷の治癒もサポートできます。ゲルは、それ自体で適用することも、創傷パッドの下で閉じることもできます。

医学におけるヒドロゲルの重要性は、創傷治療だけに関連しているわけではありません。ヒドロゲルは、前世紀から使用されてきたソフトコンタクトレンズや眼内レンズの発明を可能にしました。さらに、彼らはインプラント技術の進歩を支えてきました。プラスチック製インプラントは、損傷または完全に破壊された身体部分の代替品として形成外科で使用され、既存の身体部分を拡大するのにも役立ちます。