水凝胶作为角膜接触镜材料的应用
水凝胶角膜接触镜材料的研究进展
角膜接触镜 ( 俗称 隐形 眼镜 , 英文 名 cn c n ) 一种精 ot tes 是 a l 致 的眼科 医疗器械 , 归属于高分子生物材 料领域 , 主要用 途是矫 正视力。隐形眼镜 的发 展 主要是 其材料 的发 展 , 关键 在 于改善
Absr c :Th e o a c e u r me t f c n a tl n t ras we e a a y e . Th itr n e e td v lp ta t e p r r n e r q ie n s o o tc e s mae l r n z d f m i l e h so y a d r c n e e o —
隐形眼镜与人的眼角膜接触 , 通过 眼镜 时会发 生折射. 光 这 决定了隐形眼镜必须具备特殊的性能 : 生物相容性 ; 良好的 ① ②
角膜需要 多种 营养物质 以保 证其 正常 的代谢 功能 , 氧气 是 其 中的重要部分 。只有在充分供 氧的状态下角膜 才能保持 稳定 的水合状态 。高透氧是保证镜 片材料 配戴安全性 和有效性 的关 键, 否则 就会 引起角 膜 的水 肿 。接触镜 的透 氧能 力常用 氧气 渗 透 系数 D ( k 透氧 系数是氧气在 角膜接触镜 材料 中的扩散 系数 D 与溶解系数 k的乘积 , 通常 简称 为 D k值 , 与单位重 量的干燥 它 水凝胶在达到溶胀平衡 的时候所能 吸收的水分 的重 量成正 比。 )
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高分子水凝胶综述
高分子水凝胶综述摘要在这篇综述中,笔者以高分子水凝胶为探究的领域,围绕其产生、发展、应用等诸方面,浅层次地加以论述。
论文大体的探讨方式是这样:首先以高分子水凝胶的出现为基点,考察其定义的由来以及与吸水树脂之间的关系;然后以高分子水凝胶潜在应用价值的属性为导向线,对其进行分类,讨论相应的制备方法和水凝胶性能各类表征方法;接着突出强调环境敏感性水凝胶的制备及响应原理;而水凝胶实际应用及缺陷则作为最后系统概括。
关键词:高分子水凝胶应用性能制备产生、定义与比较高分子水凝胶的合成可以追溯到20世纪50年代后期,Wichterle和Lim合成了第一个医用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)水凝胶[1]。
对于高分子水凝胶的定义,各个文献报道的都很接近,即由带有化学或物理交联的亲水性高分子链形成的三维固体网络[2],在水环境下高分子水凝胶能够发生吸水溶胀,甚至有的吸水能超过其自重好多倍(图1)图1凝胶吸水溶胀前与溶胀后的比较(左侧为吸水溶胀后,右侧为吸水溶胀前)同时,笔者发现,高分子水凝胶与吸水树脂之间的关联需要被加以认知。
吸水树脂本身就是一种新型功能高分子材料,具有亲水基团,能吸收大量水分而又能保持水分不外流。
当水分子通过扩散作用及毛细作用进入到树脂中时,形成的树脂即称为高分子水凝胶。
也就是说,吸水树脂是高分子水凝胶的前身,且当树脂经吸水后才成为水凝胶。
此外,对于高分子水凝胶的吸水并且保水的机理也需要加以阐述。
从化学结构上来分析,凝胶是分子中含有亲水性基团和疏水性基团的交联型高分子。
在凝胶的交联网格里,必然存在很多疏水性基团朝外,亲水性基团朝里的结构,在这样的结构下,亲水性基团与水分子以氢键等方式进行结合,疏水性基团在外头形成的屏障可以有效地间隔不同的内亲水网格,起到容纳水分子容器的作用(图2)。
OOH R O H R OO H R O OH RO OH R O OHR OOH R OHH图2 凝胶保持水分子示意图图2中,右下侧的疏水性基团是朝内的,这表明凝胶亲水性网格结构内部也是含有非亲水性基团的;而水分子与亲水链上的氧之间形成了氢键。
硅水凝胶角膜接触镜的临床应用前景
为是硅水凝胶 材料通过高效 的透 氧能力改善 角膜氧供 , 得 中 使
央 区 的角 膜 内 皮 细 胞 产 生 了 一 些 微 妙 的 形 态 学 改 变 。 这 些 改
菌 。所 以人 们 开始 寻找 新 的发 展 方 向 , 水 凝胶 镜 片应 运 硅
而生 。
2 对 泪膜 的影 响
即使镜 片的透氧性 能 良好 , 泪液 循环 不 良, 法及 时排 若 无 出代谢产物使 泪液 酸化 , 角膜 受损 仍然无 法避 免 。因此 , 良好
的泪液循 环也是减 少角 膜病 变的必 要条 件。通常认 为配 戴接 触镜 时由于镜 片含水 量 的变化 , 同时受 泪液蒸发 量 的影 响 , 容 易使泪液量平衡 失调 。多数相 关研 究均证 实… , 角膜 接触镜相 关 的干眼主要与戴人 接触镜 后镜 片 的脱 水 和泪液 蒸发加 剧影 响了泪膜 的稳定性有关 , 其程度取决 于不 同的镜片材 料。镜片 含水量越高 , 吸收 泪液 和细菌沉 淀也 越多 , 角膜 接触 镜对 泪液 蒸发和 泪液 组织 成 分 的影 响 甚 至在 脱 镜 以后 的 2 4 h内依 然 存在 。
中国 眼 耳 鼻 喉 科 杂 志 2 1 0 2年 7月 第 l 第 4期 2卷
25 7
述 ・
硅 水 凝 胶 角 膜 接 触 镜 的 临 床 应 用 前 景
江臻 颖 瞿小妹
【 摘要 】 硅水 凝胶角膜接触镜具备传统水凝胶镜 片所无 法实现 的高透氧 性能 , 目前这 种镜片在 国内的 但 应用仍不 十分广泛 。由于它能够为角膜提供更好 的生理环境 , 是一种理想 的长期 连续配戴的选择 , 在未来很 可
水凝胶的研究进展
水凝胶(Hydrogel)是一类具有亲水基团, 能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结 构的聚合物。是以水为分散介质的凝胶。 具有网状交联结构的水溶性高分子中引入 一部分疏水基团和亲水残基,亲水残基与 水分子结合,将水分子连接在网状内部, 而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。是一 种高分子网络体系,性质柔软,能保持一 定的形状,能吸收大量的水
身体积明显增大的现象,这是弹性凝胶的 重要特性,凝胶的溶胀分为两个阶段:第 一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相 互作用形成溶剂化层,此过程很快,伴有 放热效应和体积收缩现象(指凝胶体积的 增加比吸收的液体体积小)
(二)环境敏感性
环境敏感水凝胶
---------又称智能水凝胶,根据环境变化的 类型不同,环境敏感水凝胶又分为如下几 种类型:温敏水凝胶,PH敏水凝胶,盐敏 水凝胶,光敏水凝胶,电场感应水凝胶, 形状记忆水凝胶,非离子型水凝胶溶胀性 只取决于聚合物的化学成分,而与外界环 境无关。
水凝胶在药用高分子材料进展
⑺阿达帕林凝胶:可抑制人类多形核白细胞的化学 趋化反应,并可通过抑制花生四烯酸经脂氧化反 应转化为炎症媒介物来抑制多形白细胞的代谢, 从而缓解由细胞反应介导的炎性反应。适用于寻 常痤疮的皮肤治疗。
⑻冰带是国内首创新产品,采用国际蓄能高分子 材料蓝冰研制而成的高科技绿色环保产品。蓝冰 在常温状态下呈蓝色柔软透明状胶体,热容量是 水的2-3倍,具有蓄冷降温及蓄热保暖的双重功效, 使用方便,安全。
2.化学水凝胶,通过化学键交联形成 的三维网络聚合物,是永久性的。
根据合成材料分类:
1.天然高分子水凝胶
2.合成高分子水凝胶
3.天然和合成高分子杂化水凝胶
水凝胶的性质
硅水凝胶接触镜 含水量标准
硅水凝胶接触镜含水量标准硅水凝胶接触镜是一种高透氧的软性角膜接触镜,它是由含有硅和氟等材料的聚合物制成的,可以让氧气更容易地通过镜片到达角膜,从而减少角膜缺氧的风险。
硅水凝胶接触镜的含水量并不是越高越好,因为含水量过高的镜片会更容易脱水、破损和吸附沉淀物,导致眼睛干涩和不适。
因此,硅水凝胶接触镜的含水量应该根据镜片的设计、材质和透氧性来确定,以达到最佳的舒适度和健康度。
根据我搜索到的信息,目前市面上的硅水凝胶接触镜的含水量大致分为三个范围:低含水量、中含水量和高含水量。
具体的数值如下:
低含水量:30%~50%
中含水量:51%~60%
高含水量:60%以上
不同含水量的硅水凝胶接触镜有各自的优缺点,例如:低含水量的硅水凝胶接触镜比较坚韧、耐用和抗沉淀物,但是上眼的柔软度和舒适度较低,适合长时间佩戴的用户。
中含水量的硅水凝胶接触镜比较平衡、适中和灵活,既有一定的透氧性和柔软度,又有一定的强度和韧度,适合大多数用户。
高含水量的硅水凝胶接触镜比较软、舒适和亲水,但是容易脱水、变形和吸附污垢,适合短时间佩戴的用户。
水凝胶在生活中的应用
水凝胶在生活中的应用
水凝胶是一种高分子化合物,具有吸水性强、稳定性好、环保性高等优点。
在生活中,水凝胶被广泛应用于以下领域:
1. 农业:水凝胶可以作为土壤保湿剂,提高土壤水分利用效率,增加土壤肥力,改善植物生长环境。
同时,水凝胶还可以用于农作物保鲜和冷藏运输。
2. 环保:水凝胶可以作为土壤修复剂,吸附和分解有害物质,净化土壤和水源。
另外,水凝胶还可以用于油污污染的清洗和处理。
3. 医疗:水凝胶可以用于医疗敷料、凝胶填充物和手术缝合线等方面。
它可以吸收伤口渗出的液体,保持伤口清洁,促进伤口愈合。
此外,水凝胶还可以用于人工眼泪、眼药水和口腔保湿剂等医疗用品。
4. 工业:水凝胶可以作为水凝胶电池的电解质,提高电池的容量和寿命。
同时,水凝胶还可以用于油田开发和石油精制等领域。
总之,水凝胶在生活中的应用非常广泛,未来还有更多可能性等待开发。
- 1 -。
硅水凝胶镜片作为绷带型角膜接触镜的应用前景
【 关键 词 】 硅 水 凝 胶 ; 角膜 接 触 镜 ; 绷 带 镜 片 ; 综 述
Ap l a i n p t n i l o i c n y r g l c n a t l n e s d a a d g p i t o e ta f s io e h d o e o t c e s s u e s a b n a e c o l
【 y w r s Sl oe hdoe; C natlne ; B nae R f w Ke o d 】 icn y rgl i ot ess c adg ; e, 们 通 常 认 为 接 触 镜 是用 来 代 人
替 框架 眼镜 矫 正 屈 光 不 正 的 。 实 上 早 在 二 十 世 纪 七 十 年 代 事
a l c f o y e O i i r e i b e o c o s h s io e h d o e e s a a d g a e n a k o x g n S t s mo e d sr l t h o e t e i c n y r g l ln s a b n a e b s d o a l i ih r o y e e me bl y t hg e x g n p r a i t .Kn wld e a o t t e a p i ai n f sl o e h d o e e s s a a d g s i o e g b u h p l t o i c n y r g l ln e s b n a e c o i ln e n t e t a me t o o e l d s a e f r c r e l r f c ie u g r e s s i h r t n f c r a ie s s at o a er t s r e y,a el a t r l n d u e n e n a v s w l s i oe i r g s d l e , c n e s f l n h d v lp n o p ro aie t ame t r g a t a ic u e h ei r vy a b u eu i t e e eo me t f e s n l d r t n p o r ms h t n l d t e z e b n a e ln s a p in a d g e sa n o t . o
LASIK术后早期应用硅水凝胶角膜接触镜的临床观察
学 意 义 ; 后 1 、 个 月 、 月 两 眼 均 比术前 减 少 (= . ,< .5F 57 ,< .5。 主观 症 状 戴 镜 眼 术 周 1 3个 F 4 4 P 00 ;= . P 0 ) 6 7 0
在 术后 1 d比 未戴 镜 眼 轻 ( = .5 P 00 ) 两 眼 在 术 后 各 时 间 点 均 比 术 前 加 重 ( = . 26 22 、 Z 21 , < . , 5 Z 29 . 2、 6、.8 24 , < .1 5 Z 40 33 、 .8 30 , < .1 5 。两 眼 在 术 后 各 个 时 间 点 均 未 发 现 角膜 瓣 相 关 并 发 . P 00 2 ; = . 6 0、. 28 、 .7 P 0 2 ) 9 0 症 。结 论 L S K术 后 早 期 配戴 硅 水 凝 胶 材 质 的 角膜 接 触 镜 可 以 有效 减 轻 早 期 眼 表 角膜 的损 伤 、 进 A I 促 泪膜 的稳 定 、 解 患 者 的不 适 感 , 并 不 能缩 短 由 于 L SK 手 术 本 身 所 带 来 的 眼 表 泪 液 动 力 学改 变 的 缓 但 A I
持 续 时 间和 症 状 的 持 续 时 间 。
【 键 词 】 角 膜 磨镶 术 , 关 激光 原位 ; 接触 镜 , 硅水 凝 胶 ; 泪膜 ; 临 床观 察
Clnial bs r ton i c o e va i of iion hy o l o a t e s s pple i m e atl a t r a er n st slc e dr ge c nt c ln e a id m di ey fe l s i iu
Z 62 P 00 2 ) l ( = . , < .15 Z 42 ,< .15 都 比术 前 有 所 升 高 戴 镜 眼 在 术 后 1 =. 0,< .15 、 周 Z 32 P 0 2 ;= .6 P 00 2 ) 5 0 d
PVA水凝胶的制备及在生物医学工程中的应用_崔福兴
在 低 温 条 件 下 冷 却 该 溶 液 , 经 过 一 段 时 间 后PVA分子结 晶而形成凝胶,然后用水浸泡,取代凝胶中的DMSO, 得 到 了 具 有 高 伸 张 强 度 、 高 含 水 且 透 明 的PVA水 凝 胶 。 化学交联法的缺点是透明度不好、含水量不高,但保水 性和力学强度有一定提高。辐射交联法制备的水凝胶纯 度高,透明性好,但力学强度不高,抗蠕变性差。 Peppas N A[13,1 等 4] 利用电子束辐照PVA的水溶液 ,再经 过 2次 脱 水 -热 处 理 过 程 制 得 了 不 同 结 晶 度 的 溶 胀 的 PVA水凝胶,其力学性能得到了一定程度的提高。
PVA水凝胶薄膜, 尤其是经过内部分子结构不对称 性改性的PVA水凝胶薄膜在人工细胞微囊化方面具有应 用潜力。
Dai W S[39]等在合成的PVA水凝胶薄膜中发现了不对 称的筛孔,这种不对称性筛孔结构有利于在不改变小分 子透过性的前提下改善膜对周围物质尺寸的选择性渗 透 。他 们 还 开 发 了 具 有 不 对 称 筛 孔 结 构 的PVA水凝胶 -微 渗透复合材料薄膜[40],发现前者在生物杂化人工器官和细 胞微包囊的应用上具有更优良的运输性质。
合水凝胶,可以解决上述问题。 Tao Wang[22]等 在 壳 聚 糖 和 PVA混 合 液 中 加 入 戊 二
醛,制备成半互穿网络水凝胶,提高了凝胶的力学强 度 。 杨 黎 明 [23, 24]等 以PVA和 羧 甲 基 壳 聚 糖 (CMCh)为 原 料 ,利用电子加速器辐照法和60Co-γ射线交联制备具 有 pH响 应 性 的 PVA/CMC水 凝 胶 。 高 永 康 [25]将 CMC与 PVA混合溶液经冷冻-解冻制成物理交联、具有pH响应性 的CMC/PVA复合水凝胶。结果表明,复合水凝胶对于环 境 pH的 敏 感 性 随 CMC含 量 的 增 加 而 增 强 ; 同 时 CMC/PVA复合凝胶可用作水溶性蛋白质药物的载体。
水凝胶做隐形眼镜的原理
水凝胶做隐形眼镜的原理水凝胶隐形眼镜是一种常用的视力矫正工具,其原理涉及到材料的选择、结构设计、生物相容性等方面。
在本文中,我将从这些方面详细介绍水凝胶隐形眼镜的原理。
首先,水凝胶材料是隐形眼镜的关键组成部分。
水凝胶是一种高度水合的聚合物材料,具有很高的保水性和弹性。
这种材料在水中可以形成网状结构,使其具有良好的延展性和柔软性,非常适合作为隐形眼镜的材料。
水凝胶隐形眼镜的主要成分是聚合物,如聚氢氯化乙烯(PVC)、硅甲基玻璃酸二乙烯酯(SiMMA)等。
这些聚合物具有良好的生物相容性,可以长时间地与眼球表面接触而不引起不适或刺激。
其次,水凝胶隐形眼镜的结构设计也是其工作原理的关键。
隐形眼镜分为硬性和软性两种,其中水凝胶隐形眼镜属于软性隐形眼镜。
软性隐形眼镜采用了多曲率设计,即眼球的不同部位可以得到不同的矫正力度。
这种设计可以使眼球的不同部位得到适当的压力,保证视力矫正的效果。
此外,水凝胶隐形眼镜还具有高渗透性,可以使眼球得到足够的氧气供应。
这对于眼睛的健康非常重要,可以减少隐形眼镜使用引起的并发症。
另外,水凝胶隐形眼镜还具有一些独特的功能。
一方面,水凝胶隐形眼镜可以调节眼球的湿润度,使之保持在适宜的水分范围内。
这对于维持眼球的正常代谢和功能非常重要。
另一方面,水凝胶隐形眼镜具有一定的吸水性能,可以吸附和清除眼球表面的杂质和代谢产物,保持眼球的清洁和卫生。
这一功能对于预防眼部感染具有重要意义。
最后,水凝胶隐形眼镜的适用性是其原理的重要组成部分。
隐形眼镜需要根据个体的不同情况进行定制,以保证其正常使用和视力矫正效果。
水凝胶隐形眼镜可以根据个体的眼球形态、度数和塑性等因素进行定制,以提供最佳的视力矫正效果和舒适度。
此外,水凝胶隐形眼镜还可以根据个体的需求选择适当的曲率和直径,以提供更好的视野和稳定性。
总结起来,水凝胶隐形眼镜的原理涉及到材料的选择、结构设计、生物相容性和适用性等方面。
这种隐形眼镜利用水凝胶材料的优良性能,通过多曲率设计和高渗透性等特点,实现了良好的视力矫正效果和舒适度。
治疗用绷带镜
治疗⽤绷带镜
“治疗⽤绷带镜”,为⼀种基弧较紧的、透氧性较好的软性隐形眼镜,采⽤新型的硅⽔凝胶材料制作⽽成,⽤于眼表、治疗或辅助治疗某些眼病的⼀种接触镜
临床应⽤
1.⽤于屈光⼿术后。
帮助迅速修复⾓膜上⽪,缩短⾓膜创⾯完整上⽪化的时间,使⾓膜上⽪的形成更为光滑,⼀般戴镜72-96⼩时。
2.⾓膜穿通伤。
⽤于防⽌房⽔外流,促进伤⼝愈合,⼀般戴镜24-48⼩时
3.严重⼲眼症。
减少泪液蒸发,同时减少由于眼睑摩擦产⽣的剧痛,视患者情况选择⽇戴或者夜戴的⽅式
4.眼睑闭合功能不全。
⽤于夜间保护⾓膜,主要是夜戴。
5.化学伤或物理伤。
⽤于防⽌睑结膜与球结膜粘连,延长给药时间,加强药物作⽤,戴镜时间视创⾯愈合情况⽽定。
佩戴原则
1.注意事项:保持环境卫⽣清洁;修剪指甲以免划伤眼睛镜⽚;洗净双⼿并吹⼲;检查镜⽚有⽆破损及正反⾯。
2.佩戴⽅法:将镜⽚置于⾷指指尖(⼿指及镜⽚上的⽔不宜太多),眼睛往下看,让眼睑完全垂下,另⼀⼿的中指按住下眼⽪的边缘轻轻拉起,⾓膜(⿊眼珠)要完全暴露,眼睛往前看,然后戴上镜⽚。
镜⽚戴上后往下看,然后放开拉住眼睑的⼿,再眨眼
近⼗年来,“治疗⽤绷带镜”已经在眼科临床上⼴泛应⽤,治疗或者辅助治疗各种⾓膜病在内的眼表疾病,以及相关⼿术、⾓膜屈光⼿术等等。
瞳领眼科专注眼健康,我们会为您全程指导、跟踪,确保您早⽇康复,如有需要请联系我们,更多健康信息请持续关注瞳领眼科……。
水凝胶软性亲水接触镜临床应用及安全性
2 通 过 视力稳 定 性 、配戴 舒适 度 、泪膜破 裂 时 间等检 查 ,验证 E x t r a . C a e 软 性 亲水接 触镜 在 临床 中是 r 有 效 和安 全 的,并 提高 了配 戴舒 适度 。
四 川省 南 充 市人 ,汉族 ,
Ab s t r a c t BACK GR OUN D: E x t r a - Ca r e s o f t c o n t a c t l e n s e s a r e ma d e o f h y d r o g e l , a n d t h e i r wa t e r c o n t e n t , o x y g e n
修回E l 期 :2 0 1 2 - 0 7 - 3 1
方 法 :将 1 3 5例近 视 眼志愿 者 随机分 入配 戴 E x t a- r C a e 软 性亲 水接触 镜 组( r 试验 组 ) 与配戴 T B软 性 隐形 眼镜组 ( 对照 组) 。所有 受试 者在入 选 当天 、使 用 7 d 、使 用 3 0 d 、使 用 9 0 d时 进行 视力 清晰 程度 、视 力 稳 定性 、配 戴舒 适度 、镜 片 中心 定位 、镜 片覆 盖 、眼部 异物 感 、角 巩膜 缘充 血 和角 膜点 状染 色及 泪膜 破 裂 时 间检查 。 结 果 与结论 :两 组视 力清 晰程度 、视 力稳 定性 、镜 片 中心定 位 、镜片 覆盖 、眼 部异 物感 、角 巩膜 缘充 血 和 角 膜 点 状 染 色 及 泪膜 破 裂 时 间差 异 无 显 著 性 意义 ,但 试验 组舒 适 度 优 于 对 照 组 ( P<0 . 0 5 ) 。表 明 E x t m. C a e 软 性亲 水接 触镜 的 临床应 用是 有 效和 安全 的 ,并提 高 了配戴 舒适 度 。 r
水凝胶角膜接触镜材料及其应用
2、运动光学
2、运动光学
水凝胶角膜接触镜材料在运动光学领域也有着广泛的应用。这种材料能够为 运动员提供更好的视觉效果和更舒适的佩戴体验。在佩戴水凝胶角膜接触镜时, 运动员可以更好地适应不同的光线条件,减少眼部疲劳和眼症状的发生,提高 比赛表现。
1、佩戴步骤
1、佩戴步骤
在佩戴水凝胶角膜接触镜之前,需要彻底清洁双手,并将镜片从镜盒中取出。 然后,将镜片放在食指尖上,滴入适量润眼液,用另一只手指将镜片轻轻推入眼 内。在佩戴好镜片后,可以轻眨几下眼睛,确保镜片位置正确且舒适。
研究结果
研究结果
通过对比实验发现,采用辐射交联法制备的水凝胶具有更佳的物理性能和化 学稳定性,其药物释放速率和生物相容性也得到显著改善。此外,我们发现添加 离子交换膜能够提高水凝胶的药物离子化程度,从而更好地透过角膜屏障,提高 药物的利用效率。
结论
结论
本研究通过对基于角膜接触镜的眼药缓释水凝胶材料的制备方法和性能评估 进行详细研究,发现辐射交联法制备的水凝胶具有更佳的性能。同时,我们发现 添加离子交换膜能够提高水凝胶的药物利用效率。然而,本研究仍存在一定的不 足之处,例如未对不同药物在不同制备条件下的释放效果进行深入研究,未来我 们将继续针对该领域进行深入研究,为眼药缓释水凝胶材料的制备和应用提供更 多理论依据。
研究现状
研究现状
目前,基于角膜接触镜的眼药缓释水凝胶材料主要包括聚合物水凝胶、纳米 水凝胶和离子交换膜等。其中,聚合物水凝胶是最常用的材料之一,其具有良好 的生物相容性和化学稳定性,能够缓慢释放药物并保护角膜。制备聚合物水凝胶 的方法包括物理交联法、化学交联法和辐射交联法等。而纳米水凝胶作为一种新 型材料,具有更高的药物负载能力和更佳的生物相容性。
水凝胶的制备及其在医学上的运用
3 水 凝胶 的制备 方法
以下的优点 ; ① 反应 过程 中不需要添加 引发剂 、交联剂等
水凝 胶可以通过化学交联 、物理 交联 、辐射交联等多 产物Байду номын сангаас 度高 。② 操作较 方便 ,辐射 反应一般在 常温或低
种方法制备 『 8 】 。
温下 发生 ; ③ 反应过程 中通过调节 给予的辐射 能量及强 度 ,控 制聚合物基 材的形状 和结构容 易。④ 能 在预定 的
缓 释及 组 织 工 程 。
皮肤 是人体 的重要 器官 ,由表皮 和真皮 两部分组成 。
林友文等使用化学交联法开发 出一种 P H敏感性 羟 甲 皮 肤是维持机体 内环境稳定 和阻止微生物入侵 的屏障 。烧 基壳聚糖水凝胶 ,在碱性介质 中的溶胀度增大 ,而在酸性 伤是战时和平时比较 常见 的皮 肤创 伤。烧伤后发生 的许多 介质中的溶胀度减小 ㈣。载药后 ,在 胃的酸性环境 中,药 局部和全身问题与丧失皮 肤屏障功能有关 ,良好 的创面覆 敷料等 ) 可暂 时起 到皮肤屏 障的部分作用 ,提供一 物释放度较小 ,到达肠道 的弱碱性环境后 ,水凝胶吸水溶 盖物 ( 胀 ,释药加快 。该水凝胶 的研制对于 口服结肠定位给药的 个有利于创面愈合 的环境 ,等待创面上皮化或过渡到重建 开发具有重要 的意义。 永久性皮肤屏障。
2 0 0 5,3 9 ( 3 ) :3 3 1 - 3 3 4。
对胰 蛋白酶进行 了固定化研究 ,并 比较了 固定化胰蛋 白酶 [ 1 1 ]殷 争 艳 、牛洪 等 。 物理 交 联 型 生物 医用 聚氨 酯 水 与游离胰蛋 白酶的理化特性 l 2 4 】 。胰蛋 白酶经固定化后 ,酶 的活性回收率 高,耐热性和操作半衰期都有了明显的改善 , 其应用价值得到很大提 高。
硅水凝胶角膜接触镜在LASIK术后早期的应用
用[ J ] .辽宁医学院学报 , 2 0 0 7, 2 8 ( 2 ): 3 8—3 9 . [ 6 ] M a r i e t t e C , T i r b o u l e t J P .W h a t h n e w i n e s o p h a g e a l c nc a e r t r e a t — m e n t [ 1 4]尹春 晖,霍诗然 .大蒜 素抗癌作用及其 机制研 究进展 [ J ] .食 品科 [ J ] .P r e s s e Me d , 2 0 0 7, 3 6 ( 3 P t 2 ) : 4 9 6—5 0 0 . 学, 2 0 0 9 , 3 0 ( 7 ) , 2 7 0—2 7 2 . [ 7 ] 杨 加胜 . 大蒜素抑制人 消化道肿瘤的研究 [ J ] .求 医问药 , 2 0 1 2 , 1 0
【 摘 要】 目的
效性 。方法
北京
1 0 0 0 5 0 )
评价硅水凝胶 角膜接 触镜在 准分子激光 原位 角膜磨 镶术 ( L A S I K ) 后 早期 应 用的临床 安全性 和有
影响及其作用机制 的研究 [ J ] .四川 大学学报 ( 医学版 ) , 2 0 0 6, 3 7
( 4 ): 6 5 0— 6 5 2 .
[ 4 ] C r o s s A J ,F e r r u c c i L M,R i s c h A,e t 1. a A l a r g e p r o s p e c t i v e s t u d y o f
[ 5 ] Mi l l e r AB ,L i n s e i s e n J .A c h i e v e m e n t s nd a f u t u r e o f n u t r i t i o n a l c a n c e r e p i d e m i o l o g y [ J ] .I n t J C a n c e r , 2 0 1 0 , 1 2 6 ( 7 ) : 1 5 3 1 — 1 5 3 7 .
水凝胶的种类结构和医用进展-1(应用材料)
3.良好的水蒸气透过率和合适的气体(如O 2 和C O 2) 通过率,而且, 水凝胶不会和伤口粘连, 敷贴及取出极为方 便;
4.能够感知外界刺激的微小变化,如温度、pH值、 离子强度、电场、磁场等,并能够对刺激发生敏感性的响 应,常通过体积的溶胀或收缩来实现。
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普通水凝胶隐形眼镜 硅水凝胶隐形眼镜
佩戴长时间容易引起 眼干,发炎等问题, 影响角膜健康,价格 便宜。
相同条件下使普通隐 形眼镜透氧率提高5倍 以上,从根本上避免 了角膜缺氧导致的红 肿,发炎等问题,有 效的改善角膜健康。
但是目前价格偏高, 有待推广。
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药物释放载体
全球释药系统市场(单位:亿美元)
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应用实例-天然高分子水凝胶
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用实例-丰胸填充物:硅胶
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分析和医学诊断方面应用
根据水凝胶的环境敏感性,可将它与生物传感器物 理元件相连,然后将生物分子固定在水凝胶表面或 内部,便可得到生物传感器,用于诊断疾病及做日 常监测。例如,利用水凝胶固定抗原,可用于免疫 检测。
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水凝胶在生物医用方面进展
1.创伤敷料
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优点:
1.维持创面的湿润环境,有利于伤口愈合 2.水凝胶是透明的 3.药物缓释放,促进伤口愈合 4.柔软、弹性好、机械性能好、透水透气、 无毒副作用
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通过纳米杂化及多孔技术,开发的新型纳米银 抗菌水凝胶敷料具有优异力学性能、抗菌性、 吸水性、保湿性及透气性,既能清除坏死组织、 控制感染,又能促进创面愈合,可广泛应用于 外科伤口、烧伤、烫伤、表皮擦伤、褥疮、下 肢溃疡、感染性溃疡等领域中。
水凝胶的研究与应用
水凝胶的研究与应用水凝胶是一种高分子材料,由于其优异的吸水性和保水性,被广泛应用于医药、农业、生物工程等领域。
随着科技的不断发展,人们对水凝胶的研究与应用也越来越深入。
本文将从水凝胶的基本概念、结构特点以及应用领域等多个方面进行探讨。
一、水凝胶的基本概念水凝胶,也称为亲水性凝胶,是一种能够吸收大量水分而不溶于水的高分子化合物。
水凝胶可以被视为一种“干海绵”,其内部是由许多无规共聚物纤维构成的空间网络结构。
这种空间网络结构可以形成一种大孔径、多孔、柔软而具有弹性的多孔材料。
二、水凝胶的结构特点水凝胶的结构特点主要表现在以下几个方面:1.网络结构致密而有序水凝胶的网络结构非常致密而有序,可以形成多种不同的形态,如球形、条形、颗粒形等。
这种结构的影响因素包括高分子材料的种类、含水量、聚合温度、聚合时间等。
2.高水分吸收能力水凝胶的最大特点就是其高水分吸收能力,可以吸收自身质量的数倍甚至数百倍的水分,吸水后可以形成一种糊状物质。
这种特性非常适合用于保湿、通风和缓释等方面。
3.控制释放的高效性水凝胶可以通过改变其内部孔隙结构和纤维构成来控制分子的释放。
它可以分为两种类型:一种是可以通过水分交换来释放化合物的可逆性水凝胶;另一种是能够永久性地释放出化合物的不可逆性水凝胶。
三、水凝胶的应用领域水凝胶的应用领域很广泛,具体包括以下几个方面:1.医药领域水凝胶可以应用于医药领域,如人工血管、人工骨、人工角膜等。
这些产品具有高度的生物相容性和组织相容性,无毒无害,不会引起身体的排斥反应。
2.农业领域水凝胶可以用作水分控制剂、保湿剂、增塑剂等农业用处。
农业发展中具有重要意义,能够改善土壤质量和营养,提高作物的生长效率和产量。
3.生物工程领域水凝胶可以用于细胞培养、酶反应等生物工程用途。
在细胞培养中,水凝胶能够增加细胞生长和分化的表面积,并且能够保持细胞的形态和功能。
四、水凝胶的发展前景随着高科技的发展和人们对新材料的需求不断增加,水凝胶的应用前景也越来越广阔。
可注射水凝胶治疗眼科疾病的研究进展
4、玻璃体疾病治疗
玻璃体是眼球内的一个重要结构,许多眼底疾病都涉及到玻璃体的变化。可注 射水凝胶可以作为药物载体,将药物准确地传递到玻璃体,提高治疗效果。例 如,含有抗新生血管生成药物的水凝胶可以抑制眼底新生血管的形成和发展, 对糖尿病视网膜病变等疾病具有积极的治疗作用。
5、细胞移植领域
细胞移植是一种新兴的眼科治疗方法,可以促进角膜愈合、恢复视力。可注射 水凝胶可以作为细胞的载体,保护细胞在体内存活和增殖。例如,含有角膜上 皮细胞的水凝胶可以促进角膜伤口的愈合和视力的恢复;含有视网膜色素上皮 细胞的水凝胶可以改善视网膜色素上皮的代谢功能,提高视力和减少并发症的 发生。
3、白内障治疗
白内障是眼科疾病中的一种常见致盲因素。可注射水凝胶作为药物载体,可以 有效地将药物传递到晶状体,提高药物的利用度和疗效。例如,含有抗白内障 药物的水凝胶可以持续释放药物成分,抑制晶状体蛋白质的变性,延缓白内障 的发展。同时,水凝胶还可以作为人工晶状体的粘弹剂和植入物,提高手术效 果。
应用研究
1、眼科手术应用
可注射水凝胶在眼科手术中主要作为粘弹剂和填充剂,可以保护角膜内皮细胞, 减少手术创伤和术后并发症。例如,在白内障手术中,可注射水凝胶可以作为 人工晶状体的植入物,起到支撑和保护作用,同时减少术后炎症和并发症的发 生率。在视网膜脱离手术中,可注射水凝胶可以作为填充剂,有效封闭视网膜 裂孔,提高手术效果。
2、眼表疾病治疗
眼表疾病是眼科疾病的常见类型,如干眼症、角膜溃疡等。可注射水凝胶可以 通过药物控制释放治疗眼表疾病。例如,含有抗生素的水凝胶可以作为眼表的 长期药物载体,缓慢释放药物成分,提高局部药物浓度,有效杀灭病菌,促进 角膜愈合。含有生长因子的水凝胶可以促进角膜上皮细胞的再生,改善干眼症 状。
高分子材料水凝胶在医药领域的主要应用
水凝胶在医药领域的主要应用李熊(云南大学化学科学与工程·药学院,制药工程)摘要:水凝胶是一类具有亲水基团,能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结构的聚合物。
由于水凝胶具备高亲水性、渗透性、生物相容性和低摩擦系数,因此水凝胶在医药领域具有广泛的应用前景。
本文介绍了水凝胶在医药领域的一些主要应用及前景。
关键词:水凝胶、医药、应用、制备一、前言水凝胶是以水为分散介质的凝胶。
具有交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团而形成能遇水膨胀的交联聚合物,是一种轻度交联的三维空间高分子网络体系,性质柔软,能保持一定的形状,吸收大量的水而不溶于水。
凡是水溶性或亲水性的高分子,通过一定的化学交联或物理交联,都可以形成水凝胶。
水凝胶除了具备上述优良的应用特性外水凝胶还具备其特殊的环境响应性。
近年来,许多研究表明,水凝胶在一些环境因素,如离子、电场、介质、温度、pH值、光、应力、磁场等变化时,水凝胶的形状、光学、渗透速率等理化性质会随环境因素的变化发生突跃型可逆性的响应。
这一特性,特别是水凝胶在温度及PH影响下发生的响应性变化,已然成为医药领域功能性高分子的一大研究热点。
二、水凝胶在医药领域主要应用2.1药物控释领域水凝胶具备传递药物分子的孔道,并且在不同的生理环境会有不同的响应,适合作为水溶性药物及不抗胃肠道蛋白酶分解药物的载体。
温度敏感型水凝胶是一种随环境温度变化而发生可逆性收缩-膨胀的智能水凝胶,当温度比温度敏感型水凝胶的体积相变温度高或者低时,水凝胶处于收缩或者膨胀状态,在低温时将浸入药物溶液中,水凝胶吸收药物溶液膨胀,在高温时,水凝胶收缩向外挤出药物溶液,使得药物得以定点释放。
为避免药物服用后通过水凝胶的孔道扩散,并且在升温后药物释放速度极快,Hoffman等[1]在水凝胶原料聚合物链上引入疏水基团,温度高于水凝胶的体积相变温度的时候,水凝胶表面收缩形成一层薄而致密的疏水层阻止药物向外释放,当温度低于体积相变温度时,水凝胶膨胀,疏水层也随水凝胶的体积膨胀而消失,药物从而以自由扩散的形式向外恒速释放。
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本科课程论文题目 : 水凝胶作为角膜接触镜材料的应用(Hydrogels as contact lens materials applications)院(系)化学学院专业化学(师范)课程材料化学二○一三年一月水凝胶作为角膜接触镜材料的应用摘要水凝胶是一种能在水中溶胀并保持大量水分而又不被溶解的交联聚合物。
这类材料吸水后柔软而富有弹性,不容易造成组织损伤, 目前被广泛地应用在生物医学领域中。
软性亲水的水凝胶材料配戴舒适,又能被赋予一定的光学性能,能很好地满足人们矫正视力和自然视觉的要求,因此成为制造角膜接触镜的一类主导材料。
本文章介绍了用作角膜接触镜的水凝胶材料;分析了材料的性能要求;综述了角膜接触镜材料的研究进展。
关键词:角膜接触镜;水凝胶;亲水性;透氧性;Hydrogels as contact lens materials applicationsAbstract The hydrogel is a swell in water and maintain large amounts of water without being dissolved in a crosslinked polymer. Such material after absorbing water is soft and elastic, not easy to cause tissue damage, and is now widely applied in the biomedical field. Comfortable to wear soft hydrophilic hydrogel material, and can be given to certain optical properties, can well meet the requirements of people corrected visual acuity and natural visual, and therefore become the dominant material of a class manufacturing contact lenses. This article describes the hydrogel material used as a contact lens; analysis of the performance requirements of the material; contact lens materials.Keywords contact lenses; the hydrogel; hydrophilic; oxygen permeability;引言隐形眼镜又称角膜接触镜,已经被广泛应用于矫正视力、眼睛美容、视力防护、眼科手术辅助治疗、治疗眼外伤、矫正红绿色盲、眼药控制释放等领域。
我国需要戴眼镜的潜在人数应占总人数的50%, 国内眼镜市场发展潜力极大。
制造角膜接触镜的材料可以分为硬性不透气材料、硬性透气性材料、软性非亲水性材料(又称为弹性材料)和软性亲水性材料(又称为水凝胶材料)。
其中,采用硬性不透气材料和硬性透气性材料制造的角膜接触镜具有较高的硬度,人眼难以适应,配戴舒适度不高,应用不广泛。
采用软性非亲水性材料制造的角膜接触镜与人眼的相容性差,一般需要进行表面改性,这种表面改性容易降低角膜接触镜的透氧性, 应用亦不广泛。
而采用水凝胶材料制造的角膜接触镜与人眼的相容性好,配戴舒适,具有较高的透氧性能,是当前角膜接触镜制造材料的发展方向。
本文就水凝胶角膜接触镜的制造材料、成型方法及其应用进行简要述评。
1 水凝胶角膜接触镜材料的设计要求作为一类特殊的生物材料,角膜接触镜材料必须在具有良好光学性能的同时保证与眼环境的相容性。
因此,除了需要具有各向同性的结构以保证透光性的要求外,亲水性和透氧性是为了保证配戴过程舒适健康需要考虑的2个关键因素。
1. 1 材料的亲水性水凝胶角膜接触镜材料的亲水性一方面表现在材料与水结合的能力即材料的含水量上,另一方面则表现在材料表面的可湿润性上。
水凝胶的平衡含水量由式(1)表示。
EWC(%)=(Me-M)/ M*100% (1)式中:EWC为平衡含水量;Me为水凝胶吸水平衡后质量;M为水凝胶干重。
平衡含水量越高,镜片柔软性越好。
同时,对于传统型角膜接触镜来说,含水量越高,透氧性、离子渗透性能越好,配戴也更为舒适。
1. 2 材料的透氧性角膜需要多种营养物质以保证其正常的代谢功能,氧气是其中的重要部分。
角膜只有在充分供氧的状态下才能保持稳定的水合状态, 这是保证镜片材料配戴安全性和有效性的关键,否则就会引起角膜的水肿。
角膜接触镜的透氧能力常用氧气渗透系Dk和氧气传导系数Dk/ t(单位厚度材料的透氧性能)来表示。
医学研究指出,要满足无角膜水肿的日戴要求,Dk/t值必须大于24banrrers/mm;而过夜配戴和延长配戴时要求Dk/t值分别大于87banrrers/mm和125banrrers/mm才无因缺氧引起的相关症状。
基于接触镜材料的这些特殊要求,在设计此类材料时,一方面要选择合适的单体来赋予材料亲水性、透氧性等特殊性能,另一方面还要有合理的成分组建形式来保证材料透明性的要求。
2 用于制造角膜接触镜的水凝胶材料2.1含甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的水凝胶甲基丙烯酸羟乙酯聚合物(Poly-HEMA)水凝胶是第一种用于制造角膜接触镜的水凝胶材料,是HEMA单体聚合形成的有交联侧联的聚合物,含水量为38%。
这种材料比较柔软,力学强度也比较高,具有一定的透氧性和弹性。
但是,目前,含HEMA的水凝胶角膜接触镜材料的缺点主要是抗蛋白质和类酯物质沉积性能差。
且Poly-HEMA水凝胶材料的透氧性能不很理想,因此,人们设法在该聚合物中引进其他单体, 借以改善其性能。
一些含有HEMA成分的水凝胶角膜接触镜材料如下表所示。
2.2 含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的水凝胶聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种水溶性高分子化合物,具有良好的生物相容性,可以用于制备多种水凝胶。
PVP单体与其他亲水性或者非亲水性单体共聚所得到的水凝胶,具有较好的透光性和生物相容性, 含水量比较高,透氧性也比较好,适合制造角膜接触镜。
但是,含PVP 的水凝胶角膜接触镜材料,强度均不高。
一些含有PVP的水凝胶角膜接触镜如表2所示。
2.3 聚乙烯醇(PVA)的水凝胶聚乙烯醇(PVA)水凝胶与人体组织具有高度的相容性,无毒、无副作用、无降解现象,化学性质稳定,具有良好的弹性,含水量高,容易成型加工,可以用于制造角膜接触镜。
Kita等用PVA溶液在水和甘油、乙烯乙二醇、二甲亚砜等混合溶剂混合,冷却PVA溶液,得到一种透明的PVA水凝胶,在50~ 60e下浇铸成直径14mm、曲率8mm、厚度为0117mm 的接触镜,含水量达80%。
这种接触镜具有良好的透光性能,在白兔眼配戴实验中未发现角膜异常和镜片污染情况。
2.4 壳聚糖类水凝胶壳聚糖是甲壳素脱乙酰化后的产物,化学名称为聚(1,4)-2-氨基- 2-脱氧-D-葡萄糖。
壳聚糖具有成膜性、生物活性以及吸湿、保湿性,可以用于制造软接触镜。
采用壳聚糖制造的软接触镜,具有较好的染色性、透氧性和促进伤口愈合的特性,可以作为美容镜以及用于眼科手术辅助治疗。
2.5 硅氧烷水凝胶采用硅氧烷材料制备的软性非亲水性角膜接触镜具有很高的透氧性,但由于不具有亲水性,配戴舒适度不高。
为了结合硅氧烷材料高透氧性优点,以及水凝胶材料配戴舒适性优点,一些研究人员将含有甲基丙烯酸酯或者乙烯基团的聚二甲基硅氧烷与亲水性单体共聚, 制备硅氧烷水凝胶。
硅氧烷水凝胶可以形成具有不同含水量和透氧性能的一系列结构,其透氧机理与一般水凝胶不同。
硅氧烷水凝胶的透氧性能主要由硅氧烷部分决定,而水凝胶部分只赋予这种材料具有良好的配戴舒适性。
因此,硅氧烷水凝胶材料的透氧性能随含水量的升高而下降。
2.6 仿生材料水凝胶Yong G等发明一种添加有磷酸胆碱衍生物的仿生材料OmafilconA,这种材料含有两性离子基团,含水量达58%,透氧系数Dk 值达到33。
采用这种材料制造的角膜接触镜,具有较好的保湿性,能够抗泪液中的蛋白质沉淀,不需要使用蛋白酶片消毒。
展望尽管采用水凝胶材料制造的角膜接触镜具有诸多优点,但目前也存在以下缺陷:(1)水凝胶材料的透氧性能与其含水量成线性关系,为了提高角膜接触镜的透氧性,必须提高其含水量。
但是,提高含水量导致水凝胶的强度下降,需要增大角膜接触镜的厚度,又导致透氧性下降。
(2)水凝胶含水量的提高,容易导致泪液中的蛋白质和类脂在角膜接触镜上沉积,不仅对角膜接触镜造成污染,还会影响其透光均匀性,导致细菌滋生。
(3)带有电荷的水凝胶角膜接触镜材料,容易被微生物附着,引起眼部感染。
(4)含水量高的水凝胶材料,也容易在配戴过程中脱水。
脱水之后,角膜接触镜的透光率和透光均匀性下降,并夺取眼角膜上的水分。
因此,水凝胶类角膜接触镜材料的研究方向,在于保证角膜接触镜材料具有较高含水量和透氧能力的同时,提高其强度和保湿性,增强抵御蛋白质和类脂物质沉积的能力。
随着人们对水凝胶角膜接触镜更清晰、更方便、更舒适的追求以及医学领域对眼生理的更深入理解, 对适合于不同配戴方式的水凝胶角膜接触镜也提出了更新更高的要求。
得到具有优异表面特性和适合的本体组分,既不疏水也不亲脂,并能最大程度地减轻配戴角膜接触镜所带来的副作用的材料,是水凝胶接触镜材料未来的研究发展趋势。
甚至可以通过引入抗菌成分和开发具有模拟泪膜结构的镜片表面(即仿生材料)来增加配戴的健康。
参考文献1 HouY, Matthews AR, et al. Thermoresponsive nanocom-posite hydrogels with cel-l releasing behavior [J].Biomate-rials,2008, 29(22) :31752 Sahoo S, Chung C, et al. Hydrolytically degradable hyalu-ronic acid hydrogels with controlled temporal structures[J] . Biomacromolecules, 2008,9( 4) :10883 Clapper J D, Pearce ME, et al. Biotinylatedbiodegradable nanotemplatedhydrogel networksfor cell interactive applica-tions[ J]. Biomacromolecules,2008,9(4): 11884 Iwata J, et al. Silicone hydrogel contact lens: US, 0063852-A1[P]. 2006-03-235 鲁红, 崔英德,黎新明等.丙烯酰胺在水凝胶角膜接触镜材料制备中的应用研究[ J]. 化学推进剂与高分子材料,2007, 5( 3) :33-36.6 蔡立彬.有机硅改性水凝胶接触镜的研究[D].西安:西北工业大学,2006.。