水凝胶眼贴教材

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静电作用 配位键 范德华力 氢键
物理 交联
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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。 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。
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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℃。
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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。
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智能性水凝胶的应用
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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
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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。 现已证明，与传统敷料相比，用保湿敷料覆盖的 急性浅层创面的愈合速度平均快三四天。保湿环 境有助于伤口愈合的主要表现是：(1)伤口疼痛减 轻(2)炎症扩散消退(3)渗出物减少(4)出现纤维蛋 白膜。
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。
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
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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。
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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。
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
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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。
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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
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水凝胶的结构
亲水基团如羧基、 酰胺基、羟基等 一级结构
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 呈无定形的结构
三级结构
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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
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目录
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水凝胶简介
水凝胶分类
水凝胶特性
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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 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。
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
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结合水
界面水（或第二结合水）
游离水
目录
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水凝胶简介 水凝胶分类
水凝胶特性
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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
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生活中水凝胶
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生活中水凝胶
人造肌肉
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1.医药控制释放材料
水 凝 胶 在 医 学 方 面 的 应 用
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.医用美容材料
9.分析和医学诊断方面
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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。 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。
全新纯天然智能高 分子水凝胶眼贴
2015.02
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目录
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水凝胶简介
水凝胶分类 水凝胶特性 冷疗法
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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。