水凝胶眼贴PPT课件
合集下载
水凝胶的合成及应用ppt课件
17
2. 药物缓释水凝胶
靶向定位——千军万马夺上将首级 水凝胶包覆——事了拂衣去，深藏功与名
18
3. 水凝胶3D打印
美剧《西部世界》片头
19
3. 水凝胶3D打印
水凝胶3D打印示意
20
4. 水凝胶隐形眼镜
加拿大多伦多大学研究人员开发出 一种新型水凝胶生物材料，有助于保 持细胞活性，也能使它们更好地结合 成组织。试验显示，运用这一材料能 在一定程度上改善视力，甚至逆转失 明。
Ag+@PVA/CS 室温下反应3小 时，洗涤，真 空干燥
PVA/CS/Ag薄膜
15
1. 水凝胶面膜
水凝胶面膜
肤若凝脂 温泉水滑洗凝脂
水凝胶面膜的优点 1.柔软，和面部契合度高 2.无刺激，生物相容性好 3.锁水，保持皮肤水嫩光滑
16
2. 药物缓释水凝胶
水凝胶药物缓释的优点 1.无毒 2.生物相容性好 3.优异的药物负载能力，化学 结构稳定 4.快速的溶胀和去溶胀速率，刺 激响应性好 5.可在人体里溶解，从而被排出
3.Ahmed Enas M, Aggor Fatma S, Awad Ahmed M, ElAref Ahmed T. An innovative method for preparation of nanometal hydroxide superabsorbent h ydrogel. Carbohydr Polym 2013;91:693–8.
6
三、主要合成思路
31
物理交联
32
化学交联
7
1. 物理交联
1
通过氢键发生交联
2
从两亲性接枝和嵌段聚合物
3
通过结晶发生交联
2. 药物缓释水凝胶
靶向定位——千军万马夺上将首级 水凝胶包覆——事了拂衣去，深藏功与名
18
3. 水凝胶3D打印
美剧《西部世界》片头
19
3. 水凝胶3D打印
水凝胶3D打印示意
20
4. 水凝胶隐形眼镜
加拿大多伦多大学研究人员开发出 一种新型水凝胶生物材料，有助于保 持细胞活性，也能使它们更好地结合 成组织。试验显示，运用这一材料能 在一定程度上改善视力，甚至逆转失 明。
Ag+@PVA/CS 室温下反应3小 时，洗涤，真 空干燥
PVA/CS/Ag薄膜
15
1. 水凝胶面膜
水凝胶面膜
肤若凝脂 温泉水滑洗凝脂
水凝胶面膜的优点 1.柔软，和面部契合度高 2.无刺激，生物相容性好 3.锁水，保持皮肤水嫩光滑
16
2. 药物缓释水凝胶
水凝胶药物缓释的优点 1.无毒 2.生物相容性好 3.优异的药物负载能力，化学 结构稳定 4.快速的溶胀和去溶胀速率，刺 激响应性好 5.可在人体里溶解，从而被排出
3.Ahmed Enas M, Aggor Fatma S, Awad Ahmed M, ElAref Ahmed T. An innovative method for preparation of nanometal hydroxide superabsorbent h ydrogel. Carbohydr Polym 2013;91:693–8.
6
三、主要合成思路
31
物理交联
32
化学交联
7
1. 物理交联
1
通过氢键发生交联
2
从两亲性接枝和嵌段聚合物
3
通过结晶发生交联
水凝胶PPT-周晶艳
•
2.作为组织充填材料
• 作为充填材料医用聚丙烯酰胺水凝胶已广 泛用于人体各部位。 • 材料特点：它是一类具有亲水基团能被水 溶胀但不溶于水的聚合物，水凝胶中的水 可使溶于其中的低分子量物质从其间渗透 扩散，具有膜的特性，类似于含大量水分 的人体组织，具有较好的生物相溶性。此 外，聚丙烯酰胺水凝胶为大分子物质，不 吸收、不脱落、不碎裂，在弥散的环境下 能很好保持水分，有较好的粘度，弹性和 柔软度，适合人体组织结构。
4.人工软骨
人 造 软 骨
• 人工软骨材料--聚乙烯醇水凝胶的研制，用 反复冷冻及真空脱水处理方法获得的PVA水 凝胶材料，其弹性模量和人关节软骨相近， 有希望成为理想的人工软骨材料。PVA水凝 胶的高含水性及其特殊的表面结构与天然 软骨组织非常相似，具有良好的的生物相 容性和摩擦学特性，同时该水凝胶具有类 似于天然软骨的多微孔组织，内含大量的 水，是一种可渗透材料。
• 水溶胀性，交联聚合物
• 亲水性，可吸水达自身重量的数千倍 • 三维网状结构，在水中不溶解 • 能够感知外界微小刺激（智能水凝胶）
回顾 水 凝 胶 在 医 学 方 面 的 应 用
1.医药控制释放材料 2.作为组织充填材料
3.人工玻璃体
4.人工软骨 5.医用敷料 6.药物崩解剂 7.角膜接触镜材料 8.美容材料 9.分析和医学诊断方面
7.角膜接触镜材料
• 角膜接触镜俗称隐形眼镜，是一种兼具视 力矫正、美容、眼睛防护和医疗作用的产 品。
8.美容材料
温碧泉全效保湿水凝胶
9.在分析和医学诊断方面的应用
• 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。
水凝胶的种类结构和医用进展1 ppt课件
2020/12/12
14
硅水凝胶隐形眼睛
水凝胶隐形眼镜镜片的透 氧性与其含水量有很大的 关系，一般来说含水量高 的水凝胶产品，透氧性就 会偏高，角膜代谢的通透 性高。不过含水量高的镜 片随着佩戴长会容易吸收 泪液的水分，引起眼干的 问题
2020/12/12
15
硅是一种高透氧而不含水的原料， 把硅加入水凝胶便可做到不须提 高镜片的含水量，保持镜片的稳 定性及坚韧度，同时也可大大提 高镜片的透氧率，使得隐形眼镜 的氧通透性不受镜片含水量的限 制，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。
[2]杨连力，梁国正.水凝胶在医学领域的热点研究及应用[J]， 材料导报，2007,21（2）：112-115.
[3]王笃政，孙祥冰，徐宴君，张红富.智能水凝胶的研究现 状[J],化工中间体，2011,12:34-37.
[4]李进进，朱南康，陈国强.医用水凝胶的研究进展[J].国外 丝绸,2009,3:26-28.
2020/12/12
19
• 原因：水凝胶对低分子溶质具有较好 的透过性，有优良的生物相容性及较 好的重现性，具有缓控释性能，很容 易合成。
• 调节不同性能的材料与药物用量间的 比例可以得到不同释药速率的制剂。
2020/12/12
20
组织填充材料
不吸收、不脱落、不碎裂，在弥散的环境下能很 好保持水分，有较好的粘度，弹性和柔软度，适 合人体组织结构。
2020/12/12
16
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。
水凝胶的应用和研究进展(共29张PPT)
pH敏感性水凝胶可以被包封到胶囊或硅树脂基质中来调节药 物的释放，在硅树脂基质体系中，模型药物(包括水杨酰胺、烟酰 胺、可乐定等)的释放模式均与水凝胶的膨胀有关：在pH=12时， 能水吸凝收 胶比面自膜网身也重叫络量凝高水的数膜千。膨倍的胀脱离率子水低，数，十到药数百物倍的含的盐水释分，放并且有能缓限慢的；释放当出来p。H=6.8时，网络离子化， 膨胀率高，药物释放。 宏观凝胶（柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等）
水凝胶的特点
水溶胀性，交联聚合物 亲水性，吸水可达自身重量的数千倍 三维网络结构，在水中不溶解 能够感知外界微小刺激（智能性水凝胶）
水凝胶的三维网络示意图和扫描电镜图片
水凝胶的分类
物理凝胶和化学凝胶 宏观凝胶（柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等） 微观凝胶（微球） 合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶
水凝胶的溶胀性
吸水溶胀是水凝胶的一个重要特征。在溶胀过程中,一方面水溶剂力 图渗入高聚物内使其体积膨胀,另一方面由于交联聚合物体积膨胀,导 致网络分子链向三维空间伸展,分子网络受到应力产生弹性收缩能而 使分子网络收缩。当这两种相反的倾向相互抗衡时,达到了溶胀平衡。
SR[Ws Wd]10% 0 Wd
光敏感性水凝胶
光敏感性水凝胶分为紫外光敏感性水凝胶和可见光敏感 性水凝胶两种，其中可见光廉价、安全、易于操纵。紫 外光敏感性水凝胶可以通过含有二(4-二甲氨基)苯基甲烷 氰化物的聚合物网状结构制得。三苯基甲烷无色氰化物 在紫外线的照射下电离，在恒定的温度下，凝胶产生不 连续性膨胀；撤去紫外光，凝胶收缩。含有光敏发色团 PNIAAm水凝胶具有可见光敏感性。在光照下，发色团吸 光而使局部温度上升，从而引起热敏性水凝胶PNIAAm体 积收缩的相转变，温度的升高与光的强度和发色团的浓 度有关。
水凝胶简介 ppt课件
7
Swelling Forces in Hydrogels
两类力的平衡 静电排斥+高分子与水的作用力+离子电荷的渗透
作用=弹性力
8
水凝胶可以分为非离子型、离子型(阳离子型、阴 离子型、两性离子型)与亲水性骨架上修饰疏水基 团型
非离子型水凝胶,如聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯 (聚环氧乙烷)，仅仅存在高分子-水相互作用
阳离子型水凝胶在低pH下更易溶胀
阴离子型水凝胶在高pH下更易溶胀
两性离子型水凝胶在等电点位置不易溶胀
对于亲水性骨架上修饰疏水基团的高分子材料，其 亲水作用与疏水作用在不同温度下作用不同，因此， 在一定温度下这类高分子材料可以形成凝胶。
9
不同种类水凝胶结构
10
有时仅仅一种类型的水凝胶是不能满足需要的，因 此需多种水凝胶共混形成合金，例如溶胀性强的水 凝胶力学性能差，可以添加力学性能好，但溶胀性 差的高分子改性。
于他们远离官能团或电荷中心，结合力较弱
13
水凝胶的表征手段
物理结构中不带有气孔的水凝胶为两相，即高分子 固体与水；而带有气孔的水凝胶为三相：高分子固 体，水，空气
每种相结构都对水凝胶的物理性能有影响，如密度、 折射率、机械性能。气体对力学强度有负面影响， 然而，如果气孔之间彼此相连则水凝胶有利于水的 吸收。可形成超吸水性水凝胶（气体含量有30%）。
第一部分 水凝胶简介
1
提纲
Crosslinked Polymer Hydrogel Synthesis Expansion of a Hydrogel structure Swelling Forces in Hydrogels Swelling Mechanism Water in Hydrogels Hydrogels Properties Hydrogels Characterization Summary
Swelling Forces in Hydrogels
两类力的平衡 静电排斥+高分子与水的作用力+离子电荷的渗透
作用=弹性力
8
水凝胶可以分为非离子型、离子型(阳离子型、阴 离子型、两性离子型)与亲水性骨架上修饰疏水基 团型
非离子型水凝胶,如聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯 (聚环氧乙烷)，仅仅存在高分子-水相互作用
阳离子型水凝胶在低pH下更易溶胀
阴离子型水凝胶在高pH下更易溶胀
两性离子型水凝胶在等电点位置不易溶胀
对于亲水性骨架上修饰疏水基团的高分子材料，其 亲水作用与疏水作用在不同温度下作用不同，因此， 在一定温度下这类高分子材料可以形成凝胶。
9
不同种类水凝胶结构
10
有时仅仅一种类型的水凝胶是不能满足需要的，因 此需多种水凝胶共混形成合金，例如溶胀性强的水 凝胶力学性能差，可以添加力学性能好，但溶胀性 差的高分子改性。
于他们远离官能团或电荷中心，结合力较弱
13
水凝胶的表征手段
物理结构中不带有气孔的水凝胶为两相，即高分子 固体与水；而带有气孔的水凝胶为三相：高分子固 体，水，空气
每种相结构都对水凝胶的物理性能有影响，如密度、 折射率、机械性能。气体对力学强度有负面影响， 然而，如果气孔之间彼此相连则水凝胶有利于水的 吸收。可形成超吸水性水凝胶（气体含量有30%）。
第一部分 水凝胶简介
1
提纲
Crosslinked Polymer Hydrogel Synthesis Expansion of a Hydrogel structure Swelling Forces in Hydrogels Swelling Mechanism Water in Hydrogels Hydrogels Properties Hydrogels Characterization Summary
水凝胶简介 ppt课件
14
结构表征： FTIR-共聚程度 NMR-接枝过程 物理结构中不带有气孔的水凝胶为两相，即高分子固体与
水；而带有气孔的水凝胶为三相：高分子固体，水，空气 每种相结构都对水凝胶的物理性能有影响，如密度、折射
率、机械性能。气体对力学强度有负面影响，然而，如果 气孔之间彼此相连则水凝胶有利于水的吸收。可形成超吸 水性水凝胶（气体含量有30%）。 孔隙率、气孔尺寸、尺寸分布对水凝胶的溶胀、力学性能 有重要影响。SEM
4
除单体制备水凝胶之外的其他合成方法
原理：水凝胶结构的扩张 溶胶转变为凝胶的过程 通过物理作用——氢键(聚乙烯醇)、离子键等 Monomers, such as N-isopropylacrylamide, that
contain hydrophobic groups, in aqueous solutions, aggregate at certain temperatures, displaying a hydrosol/hydrogels transition. 聚丙烯酰胺与聚丙烯酸共混可形成水凝胶，原因是 两者之间的官能团相互作用。
18
水凝胶材料在医药中的应用
1.不产生血栓，可以在医药中应用 2.对某种特殊的分子响应，作为生物传感器 举几个例子 1）聚天冬氨酸水凝胶可以代替聚丙烯酸水凝胶用
于医药[27] 2）聚天冬氨酸与聚丙烯酸水凝胶合金具有pH相应，
离子相应的特点，因此可以在生物领域中有相关应 用[28] 3）羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素钠在二乙烯基 砜作用下形成的合金可以用于水肿条件下的利尿剂 [29] 4）高碘酸蔗糖交联的壳聚糖可用作伤口敷料[30]
21
11
Swelling mechanism
水凝胶的吸水性能与许多因素有关： network parameters, nature of the solution, hydrogel
结构表征： FTIR-共聚程度 NMR-接枝过程 物理结构中不带有气孔的水凝胶为两相，即高分子固体与
水；而带有气孔的水凝胶为三相：高分子固体，水，空气 每种相结构都对水凝胶的物理性能有影响，如密度、折射
率、机械性能。气体对力学强度有负面影响，然而，如果 气孔之间彼此相连则水凝胶有利于水的吸收。可形成超吸 水性水凝胶（气体含量有30%）。 孔隙率、气孔尺寸、尺寸分布对水凝胶的溶胀、力学性能 有重要影响。SEM
4
除单体制备水凝胶之外的其他合成方法
原理：水凝胶结构的扩张 溶胶转变为凝胶的过程 通过物理作用——氢键(聚乙烯醇)、离子键等 Monomers, such as N-isopropylacrylamide, that
contain hydrophobic groups, in aqueous solutions, aggregate at certain temperatures, displaying a hydrosol/hydrogels transition. 聚丙烯酰胺与聚丙烯酸共混可形成水凝胶，原因是 两者之间的官能团相互作用。
18
水凝胶材料在医药中的应用
1.不产生血栓，可以在医药中应用 2.对某种特殊的分子响应，作为生物传感器 举几个例子 1）聚天冬氨酸水凝胶可以代替聚丙烯酸水凝胶用
于医药[27] 2）聚天冬氨酸与聚丙烯酸水凝胶合金具有pH相应，
离子相应的特点，因此可以在生物领域中有相关应 用[28] 3）羧甲基纤维素钠与羟乙基纤维素钠在二乙烯基 砜作用下形成的合金可以用于水肿条件下的利尿剂 [29] 4）高碘酸蔗糖交联的壳聚糖可用作伤口敷料[30]
21
11
Swelling mechanism
水凝胶的吸水性能与许多因素有关： network parameters, nature of the solution, hydrogel
水凝胶眼贴
31
水凝胶的优点 水凝胶敷料是一类性能优于传统敷料和生物敷料 的新型生物材料，在生物医学工程领域有广泛的 研究和应用
优点
1.透气性、贴敷性 、保湿性能好，无 致敏性、刺激性 2.贴着舒适，剥离 无残留无疼痛感， 并可反复揭贴等 3. 抵御细菌入侵， 防止感染
4.营养物质或药物
被包含在凝胶中不 流失，保证细胞有 效的吸收 5.独特的透皮吸收 成分，有利于营养 物质或药物的透皮 吸收
22
智能性水凝胶的应用
23
评价指标 随着科技的发展，人们又对医用敷料提出了新的 评价指标： (1)能够控制和吸收渗出物 (2)能够提供一个细菌阻挡层，营造一个适合组织 生长的良好环境，促进组织生长 (3)具有气体和水蒸气的合适透过率 (4)使用方便，容易揭取 (5)无毒、无害、无刺激 (6)具有良好的机械性能
28
与传统敷料区别 无纺布 材料为合成纤维，与纱布相比，吸收性能有了提 高，敷料纤维丝也不易脱落。其他的优缺点与纱 布相同。
缺点 ①无法保持创面湿润，创面愈合延迟； ②创面肉芽组织易长入敷料的网眼中， 换药时可引起疼痛； ③敷料被浸透时，病原体易通过； ④换药时，易损伤新生的组织； ⑤浸透的药液对眼部组织损伤大
32
研究热点
温敏性水凝胶 pH敏感性水凝胶 其他刺激敏感性水凝胶
33
纳米凝胶
•纳米凝胶在药 物全身性输送及 提高口服和脑部 位的生物利用度 方面表现出很大 的潜能 有研究表明纳 米凝胶可以将 其负载运送到 细胞内并通过 细胞膜，且具 有很好的稳定 性，可保护生 物活性因子不 被细胞内的代 谢系统降解
34
•纳米凝胶表面 的官能团可以 进一步修饰不 同的靶向基团 达到靶向输送 到特定部位的 目的 •环境响应能力 控释药物释放 •高负载能力
水凝胶眼贴PPT课件
1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
目录
15
.
智能水凝胶的特性
❖一、溶胀性（swelling） 是指凝胶吸收液体后自 身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性
溶胀过程分为两个阶段， 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，此过程时 间很短速度快，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） 第二阶段是液体的渗透作 用，此过程中凝胶吸收大 量液体，体积大大增加。
41
用冷
收缩 减少 减少 减少 增加 减慢 减慢 减弱 减慢 下降
.
影响冷疗法效果的因素
❖ 方式 ❖ 面积 ❖ 时间 -在一定时间内冷效应是随着时间的增加而增强 -如时间过长，则会产生继发效应抵消治疗效应，
甚至还可引起不良反应
42
.
影响冷疗法效果的因素
❖ 温度
冷疗法温度与体表温度相差越大,机体反应越强 环境温度影响冷效应
1.兴奋作用 急救时用冷水喷面促进昏迷病人的苏醒
17
.
智能水凝胶的特性
❖ 二、环境敏感性 又称智能水凝胶（smart hydrogels）
体积相变现象
即随溶剂组成、温度 、pH值、凝胶中离子 组成、光、电场等外 界条件的变化，凝胶 体积发生突然地、很 大变化的现象。
因此，具有应答外部 环境，而改变自身性 质或者状态的特性， 称为智能性水凝胶
18
3
.
生活中水凝胶
4
.
生活中水凝胶
人造肌肉
5
.
1.医药控制释放材料
水
2.作为组织充填材料
凝
3.人工玻璃体
胶 在
水凝胶眼贴
16
智能水凝胶的特性 智能高分子的相转变行为 诱导高分子发生相转变的作用力归纳为四类: 疏水相互作用、亲水相互作用(包括氢键和水的溶 剂化作用)、范德华力和离子间的静电相互作用。 随着外界环境的变化, 这四种作用力相互竞争, 引 起高分子链段在溶液中的构象发生变化, 最终导致 相转变的发生。
17
名称 结合方式与物质 以氢键的形式与亲水基团 结合 以范德华力与疏水基团结 合起来 在渗透压作用下分布于聚 合物链间网络中
14
结合水
界面水（或第二结合水）
游离水
目录
1 2 3
水凝胶简介 水凝胶分类
水凝胶特性
15
智能水凝胶的特性 一、溶胀性（swelling） 是指凝胶吸收液体后自 身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性
19
智能水凝胶的特性 温度敏感性水凝胶 在低温下溶胀，在高温下收缩，其特点是存在一 个温度转变区域——低临界相变温度(LCST)，当 水凝胶在低于这一温度时凝胶溶胀，超过该温度 则体积迅速收缩。 通过在凝胶的骨架中引入不同比例亲、疏水基团 ，LCST控制在25-32℃。
20
智能性水凝胶的特性 温度敏感性水凝胶 凝胶中存在氢键和亲水／疏水基团。在外界 温度低于LCST时，凝胶网络中高分子链上的亲 水基团通过氢键与水分子结合，凝胶吸水溶胀。 温度上升时，这种氢键作用减弱，而高分子链中 疏水基团间的相互作用加强，凝胶逐渐收缩。温 度升至LCST 以上，疏水作用成为主要作用力， 高分子链通过疏水作用互相聚集，凝胶发生相变 ，溶胀率急剧下降。
21
智能性水凝胶的特性 三、粘附性（adhesiveness） 指的是同种或两种不同的物质表面相粘结的 现象。生物粘附（bioadhension）指的是生物体 表面之间形成任何结合，或一个生物体的表面与 另外一个天然或合成材料的表面粘结的总称。在 药剂学中生物粘附一般是用来描述聚合物（包括 合成的以及天然的）与软组织（如胃肠道的膜、 口腔、皮肤）之间的粘附作用。
水凝胶简介剖析PPT24页
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
水凝胶简介剖析
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
水凝胶简介剖析
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
价键、离子键、范德华力和氢键。 ❖ 物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、
链的缠绕等形成，是非永久性的。 ❖ 化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物
，是永久性的。
9
.
静电作用
配位键
氢键
范德华力
物理 交联
10
.
物理凝胶
❖ 由于化学凝胶往往需要外加化学引发剂，反应温 度又较高，很难采用原位交联技术，而且苛刻的 反应条件容易使生物分子失活，所以在药物控释 方面受到很大的影响。
.
智能水凝胶的特性
❖ 智能高分子水凝胶是一类对外界刺激能产生敏感 响应的高分子水凝胶。 根据对外界刺激的响应情 况, 智能高分子水凝胶分为：温度敏感性水凝胶、 pH值敏感性水凝胶、光敏感性水凝胶、压力敏感 性水凝胶、生物分子敏感性水凝胶以及电场敏感 性水凝胶等。
19
.
智能水凝胶的特性
❖ 温度敏感性水凝胶 在低温下溶胀，在高温下收缩，其特点是存在一 个温度转变区域——低临界相变温度(LCST)，当 水凝胶在低于这一温度时凝胶溶胀，超过该温度 则体积迅速收缩。
24
.
创面保湿环境概念
❖ 1962年，英国Winter博士提出了“湿润伤口愈 合理
论”，即在密闭湿润环境下伤口愈合速度比暴露 于空气中干燥创面要快一倍。从而提出创面保湿 环境愈合新概念。
全新纯天然智能高 分子水凝胶眼贴
2015.02
1
. LOGO
1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
4
冷疗法
2
目录
.
水凝胶—新型功能高分子材料
❖ 水凝胶是一种迅速发展的新型功能高分子材料。 对其环境敏感性行为的研究、发展和应用具有不可估 量的前途。尤其是智能型高分子水凝胶这种对外界环 境变化能自动感知并能作出响应变化的特点，使其具 有一系列传统材料所没有的突出性能，这类材料在分 子器件、调光材料、生物医学等高新技术领域将会获 得广泛应用，尤其是在药物控制释放领域。
1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
目录
15
.
智能水凝胶的特性
❖一、溶胀性（swelling） 是指凝胶吸收液体后自 身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性
溶胀过程分为两个阶段， 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，此过程时 间很短速度快，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） 第二阶段是液体的渗透作 用，此过程中凝胶吸收大 量液体，体积大大增加。
3
.
生活中水凝胶
4
.
生活中水凝胶
人造肌肉
5
.
1.医药控制释放材料
水
2.作为组织充填材料
凝
3.人工玻璃体
胶 在
4.人工软骨
医
5.医用敷料
学 方
6.药物崩解剂
面
7.角膜接触镜材料
的
应
8.医用美容材料
用
9.分析和医学诊断方面
6
.
水凝胶的定义
❖ 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。它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著 溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
疏水基团如烷基等
水
凝 胶
二级结构
轻度交联的三 维网络结构
三级结构
呈无定形的结构
13
.
水凝胶中的水
作用： 溶胀剂 控制所有载物或者营养成分进入凝胶
名称
结合方式与物质
结合水
以氢键的形式与亲水基团 结合
界面水（或第二结合水）
以范德华力与疏水基团结 合起来
游离水
在渗透压作用下分布于聚 合物链间网络中
14
.
溶胀 可以是有限的，
也可以是无限的， 与其内部结构连接 的强度有关
16
.
智能水凝胶的特性
❖ 智能高分子的相转变行为
诱导高分子发生相转变的作用力归纳为四类: 疏水相互作用、亲水相互作用(包括氢键和水的溶 剂化作用)、范德华力和离子间的静电相互作用。 随着外界环境的变化, 这四种作用力相互竞争, 引 起高分子链段在溶液中的构象发生变化, 最终导致 相转变的发生。
❖ 水凝胶是一种重要的功能高分子材料, 是当前材料科学的研究热 点之一。
❖ 其实凝胶内部是由固-液两相构成的分散体系，分散介质与分散相 均为连续相，兼具固体和液体的性质，具一定形状，并且可以改 变。
7
.
1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
目录
8
.
水凝胶的分类
❖ 来源：天然凝胶和合成凝胶 ❖ 交联方式：化学交联凝胶和物理交联凝胶，有共
❖ 通过在凝胶的骨架中引入不同比例亲、疏水基团 ，LCST控制在25-32℃。
20
.
智能性水凝胶的特性
❖ 温度敏感性水凝胶
凝胶中存在氢键和亲水／疏水基团。在外界 温度低于LCST时，凝胶网络中高分子链上的亲水 基团通过氢键与水分子结合，凝胶吸水溶胀。温 度上升时，这种氢键作用减弱，而高分子链中疏 水基团间的相互作用加强，凝胶逐渐收缩。温度 升至LCST 以上，疏水作用成为主要作用力，高 分子链通过疏水作用互相聚集，凝胶发生相变， 溶胀率急剧下降。
❖ 制备物理凝胶的反应条件相对温和，在包埋药物 时可以采用原位方法。因此物理交联方法被广泛 地用于医用水凝胶的设计与合成。11 Nhomakorabea.
水凝胶的分类
❖ 根据水凝胶大小形状的不同分类：
柱状
1.宏观凝胶
球状
膜状
纤维状
多孔海绵状
2.微观凝胶
微米级 纳米级
12
.
水凝胶的结构
亲水基团如羧基、 酰胺基、羟基等
一级结构
21
.
智能性水凝胶的特性
❖ 三、粘附性（adhesiveness）
指的是同种或两种不同的物质表面相粘结的 现象。生物粘附（bioadhension）指的是生物体 表面之间形成任何结合，或一个生物体的表面与 另外一个天然或合成材料的表面粘结的总称。在 药剂学中生物粘附一般是用来描述聚合物（包括 合成的以及天然的）与软组织（如胃肠道的膜、 口腔、皮肤）之间的粘附作用。
17
.
智能水凝胶的特性
❖ 二、环境敏感性 又称智能水凝胶（smart hydrogels）
体积相变现象
即随溶剂组成、温度 、pH值、凝胶中离子 组成、光、电场等外 界条件的变化，凝胶 体积发生突然地、很 大变化的现象。
因此，具有应答外部 环境，而改变自身性 质或者状态的特性， 称为智能性水凝胶
18
22
.
❖ 智能性水凝胶的应用
23
.
评价指标
❖ 随着科技的发展，人们又对医用敷料提出了新的 评价指标： (1)能够控制和吸收渗出物 (2)能够提供一个细菌阻挡层，营造一个适合组织 生长的良好环境，促进组织生长 (3)具有气体和水蒸气的合适透过率 (4)使用方便，容易揭取 (5)无毒、无害、无刺激 (6)具有良好的机械性能
链的缠绕等形成，是非永久性的。 ❖ 化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物
，是永久性的。
9
.
静电作用
配位键
氢键
范德华力
物理 交联
10
.
物理凝胶
❖ 由于化学凝胶往往需要外加化学引发剂，反应温 度又较高，很难采用原位交联技术，而且苛刻的 反应条件容易使生物分子失活，所以在药物控释 方面受到很大的影响。
.
智能水凝胶的特性
❖ 智能高分子水凝胶是一类对外界刺激能产生敏感 响应的高分子水凝胶。 根据对外界刺激的响应情 况, 智能高分子水凝胶分为：温度敏感性水凝胶、 pH值敏感性水凝胶、光敏感性水凝胶、压力敏感 性水凝胶、生物分子敏感性水凝胶以及电场敏感 性水凝胶等。
19
.
智能水凝胶的特性
❖ 温度敏感性水凝胶 在低温下溶胀，在高温下收缩，其特点是存在一 个温度转变区域——低临界相变温度(LCST)，当 水凝胶在低于这一温度时凝胶溶胀，超过该温度 则体积迅速收缩。
24
.
创面保湿环境概念
❖ 1962年，英国Winter博士提出了“湿润伤口愈 合理
论”，即在密闭湿润环境下伤口愈合速度比暴露 于空气中干燥创面要快一倍。从而提出创面保湿 环境愈合新概念。
全新纯天然智能高 分子水凝胶眼贴
2015.02
1
. LOGO
1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
4
冷疗法
2
目录
.
水凝胶—新型功能高分子材料
❖ 水凝胶是一种迅速发展的新型功能高分子材料。 对其环境敏感性行为的研究、发展和应用具有不可估 量的前途。尤其是智能型高分子水凝胶这种对外界环 境变化能自动感知并能作出响应变化的特点，使其具 有一系列传统材料所没有的突出性能，这类材料在分 子器件、调光材料、生物医学等高新技术领域将会获 得广泛应用，尤其是在药物控制释放领域。
1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
目录
15
.
智能水凝胶的特性
❖一、溶胀性（swelling） 是指凝胶吸收液体后自 身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性
溶胀过程分为两个阶段， 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，此过程时 间很短速度快，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） 第二阶段是液体的渗透作 用，此过程中凝胶吸收大 量液体，体积大大增加。
3
.
生活中水凝胶
4
.
生活中水凝胶
人造肌肉
5
.
1.医药控制释放材料
水
2.作为组织充填材料
凝
3.人工玻璃体
胶 在
4.人工软骨
医
5.医用敷料
学 方
6.药物崩解剂
面
7.角膜接触镜材料
的
应
8.医用美容材料
用
9.分析和医学诊断方面
6
.
水凝胶的定义
❖ 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。它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著 溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
疏水基团如烷基等
水
凝 胶
二级结构
轻度交联的三 维网络结构
三级结构
呈无定形的结构
13
.
水凝胶中的水
作用： 溶胀剂 控制所有载物或者营养成分进入凝胶
名称
结合方式与物质
结合水
以氢键的形式与亲水基团 结合
界面水（或第二结合水）
以范德华力与疏水基团结 合起来
游离水
在渗透压作用下分布于聚 合物链间网络中
14
.
溶胀 可以是有限的，
也可以是无限的， 与其内部结构连接 的强度有关
16
.
智能水凝胶的特性
❖ 智能高分子的相转变行为
诱导高分子发生相转变的作用力归纳为四类: 疏水相互作用、亲水相互作用(包括氢键和水的溶 剂化作用)、范德华力和离子间的静电相互作用。 随着外界环境的变化, 这四种作用力相互竞争, 引 起高分子链段在溶液中的构象发生变化, 最终导致 相转变的发生。
❖ 水凝胶是一种重要的功能高分子材料, 是当前材料科学的研究热 点之一。
❖ 其实凝胶内部是由固-液两相构成的分散体系，分散介质与分散相 均为连续相，兼具固体和液体的性质，具一定形状，并且可以改 变。
7
.
1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
目录
8
.
水凝胶的分类
❖ 来源：天然凝胶和合成凝胶 ❖ 交联方式：化学交联凝胶和物理交联凝胶，有共
❖ 通过在凝胶的骨架中引入不同比例亲、疏水基团 ，LCST控制在25-32℃。
20
.
智能性水凝胶的特性
❖ 温度敏感性水凝胶
凝胶中存在氢键和亲水／疏水基团。在外界 温度低于LCST时，凝胶网络中高分子链上的亲水 基团通过氢键与水分子结合，凝胶吸水溶胀。温 度上升时，这种氢键作用减弱，而高分子链中疏 水基团间的相互作用加强，凝胶逐渐收缩。温度 升至LCST 以上，疏水作用成为主要作用力，高 分子链通过疏水作用互相聚集，凝胶发生相变， 溶胀率急剧下降。
❖ 制备物理凝胶的反应条件相对温和，在包埋药物 时可以采用原位方法。因此物理交联方法被广泛 地用于医用水凝胶的设计与合成。11 Nhomakorabea.
水凝胶的分类
❖ 根据水凝胶大小形状的不同分类：
柱状
1.宏观凝胶
球状
膜状
纤维状
多孔海绵状
2.微观凝胶
微米级 纳米级
12
.
水凝胶的结构
亲水基团如羧基、 酰胺基、羟基等
一级结构
21
.
智能性水凝胶的特性
❖ 三、粘附性（adhesiveness）
指的是同种或两种不同的物质表面相粘结的 现象。生物粘附（bioadhension）指的是生物体 表面之间形成任何结合，或一个生物体的表面与 另外一个天然或合成材料的表面粘结的总称。在 药剂学中生物粘附一般是用来描述聚合物（包括 合成的以及天然的）与软组织（如胃肠道的膜、 口腔、皮肤）之间的粘附作用。
17
.
智能水凝胶的特性
❖ 二、环境敏感性 又称智能水凝胶（smart hydrogels）
体积相变现象
即随溶剂组成、温度 、pH值、凝胶中离子 组成、光、电场等外 界条件的变化，凝胶 体积发生突然地、很 大变化的现象。
因此，具有应答外部 环境，而改变自身性 质或者状态的特性， 称为智能性水凝胶
18
22
.
❖ 智能性水凝胶的应用
23
.
评价指标
❖ 随着科技的发展，人们又对医用敷料提出了新的 评价指标： (1)能够控制和吸收渗出物 (2)能够提供一个细菌阻挡层，营造一个适合组织 生长的良好环境，促进组织生长 (3)具有气体和水蒸气的合适透过率 (4)使用方便，容易揭取 (5)无毒、无害、无刺激 (6)具有良好的机械性能