Hydrogel er en polymer som har et høyt innhold av Vann og er samtidig ikke løselig i vann. Som en polymer består stoffet av makromolekyler i et tredimensjonalt nettverk som hovner opp i kontakt med et løsningsmiddel og samtidig opprettholder sammenheng. Hydrogel spiller en rolle i medisinsk teknologi for sårforbindinger, linser og implantater.
Hva er hydrogel?
På grunn av deres biokompatibilitet og vevslignende mekaniske egenskaper, er hydrogeler ideelle for medikamentlevering og sårpleie. Hydrogel er en polymer som inneholder Vann og er også vannuoppløselig. Hydrogel molekyler er kjemisk bundet til å danne tredimensjonale nettverk, for eksempel ved ioniske eller kovalente bindinger. De kan også være fysisk koblet for å danne et nettverk, for eksempel ved vikling av polymerkjeder. I Vann, svulmer de på grunn av en innlemmet og hydrofil polymerkomponent og oppnår dermed en høy økning i volum. Den materielle kohesjonen forblir uendret. Hydrogel spiller en rolle i et betydelig antall bioteknologiske utviklinger, for eksempel i form av kontaktlinser. Deres biokompatibilitet og vevslignende mekaniske egenskaper gjør dem også ideelle for medikamentlevering og sårpleie. I medisin refererer for eksempel begrepet hydrogeler også til et sårbandasje laget av geler som har høyt vanninnhold. Den vandige geler flytende under påvirkning av mekaniske krefter. I betydningen sårforbindelser kalles hydrogeler også hydrofile geler. I denne sammenheng skal hydrogel skilles fra hydrokolloid dressing, som har en matrise av hevelsesmidler.
Skjemaer, typer og slag
Det finnes mange forskjellige typer og bruksområder av hydrogeler. "Smarte hydrogeler" er for eksempel svulmende molekylære nettverk som blir en gel i løsemiddel og kan utføre mekanisk arbeid gjennom sin hevelse. Smart oppførsel av denne typen vises bare av visse polymernettverk som kan reagere selektivt på en gradient av fysiske miljøvariabler. Følsomheter kan oppnås for temperatur, pH eller ion og substans konsentrasjon. Andre anvendelser av hydrogeler innen medisinsk teknologi inkluderer myke kontaktlinser, intraokulære linser og plast implantater. Disse stoffene tilsvarer spredningssystemer og består av minst to komponenter. Vanligvis er en av komponentene en fast substans som geleringsmidler eller fortykningsmidler. Den andre komponenten tilsvarer vanligvis vann, som brukes som et dispergeringsmiddel.
Struktur og driftsmåte
Hydrogelen er en gelert væske, dvs. en gel produsert i kontakt med et egnet hevemiddel, slik som cellulosederivat. I motsetning til oleogeler har alle hydrogeler et høyt vanninnhold. Som regel er det totale vanninnholdet mellom 80 og 90 prosent. Hydrogel er vanligvis fettfri og har vannuoppløselige egenskaper. Det er en polymer, dvs. et kjemisk stoff som består av makromolekyler. Disse makromolekylene består av et visst antall strukturelle enheter, også kjent som konstitusjonelle repeterende enheter. Adjektivet "polymer" betyr bokstavelig talt "bygget opp fra like deler." De molekyler av en polymer trenger ikke å være identisk. Polymer eksisterer også i fysiologi. Dette er intracellulært syntetiserte stoffer som fungerer som energilagre i form av proteiner, nukleinsyrer eller lignende stoffer. De oppfyller strukturelle cellefunksjoner og er også aktive i stoffskiftet, gjenkjenner tilstander og kan medføre endringer. Som biopolymerer er polymerer avgjørende for selve livet. Imidlertid må denne typen polymer skilles fra den kunstig syntetiserte hydrogelen. I hydrogelet er makromolekylene bundet av ioniske eller kovalente bindinger til et tredimensjonalt nettverk. Fysisk er de viklet inn til å danne et nettverk av polymerkjeder. På grunn av polymerkomponentene med hydrofile egenskaper de inneholder, hovner de vanligvis opp i nærvær av vann til en betydelig økning i volum uten å miste samholdet i nettverket. Hydrogeler av medisinsk kvalitet er biokompatible og har mekaniske egenskaper som minner om vev.
Medisinske og helsemessige fordeler
Hydrogeler brukes til å administrere lokalt påførte midler, er relevante for implantasjonsteknikker og brukes til å behandle tørr sår eller revmatiske lesjoner. Som sårforbindinger har hydrogeler en avkjølende effekt. I tillegg, på grunn av fordampning av vann, viser de hydratiserende effekter i kort tid og har samtidig en tørkeeffekt på lang sikt. Hydrogel-sårforbindelser smøres ikke på nytt. De kan inneholde en aktiv ingrediens og brukes i denne formen til å administrere visse medisiner for å behandle sykdommer lokalt. Kjøling og tørking er ønskelig, for eksempel i sammenheng med insektbitt, solbrenthet, sportsskader, revmatisme, og nattkalv kramper. Hydrogel brukes nå også til behandling av forskjellige hud sykdommer. I sin tur brukes hydrogeler uten aktive ingredienser til fuktighet sårpleie og brukes i denne sammenheng primært til å beholde sår fuktig. Slik fuktighet foregår i sammenheng med tørre nekroser, men kan også støtte helbredelsen av enkle sår innenfor granulerings- eller epiteliseringsfasen. Gelen kan enten påføres alene eller plasseres ferdig under en sårforbinding. Imidlertid er betydningen av hydrogeler innen medisin ikke bare relevant for sårpleie. Hydrogeler har muliggjort oppfinnelsen av myk kontaktlinser og intraokulære linser, som har vært i bruk siden forrige århundre. De har også støttet fremskritt innen implantasjonsteknologi. Plast implantater brukes av plastikkirurger for å erstatte skadede eller fullstendig ødelagte kroppsdeler og kan også tjene til å forsterke eksisterende kroppsdeler, for eksempel brystimplantater forum brystforstørrelse.
