水凝胶的应用ppt课件
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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
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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
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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.
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三、主要合成思路
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物理交联
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化学交联
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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
医用水凝胶创伤敷料的优点： 医用水凝胶创伤敷料的优点：
• • • • • 1、不断降温、立即止痛 2、吸附渗液、阻隔细菌 3、湿性环境、加速愈合 4、生物相容、换药不粘 5、不易成痂、减少疤痕
6.药物崩解剂 6.药物崩解剂
• 以免医药片剂或者胶囊在生产和运输过程 中碎裂，因此要求有一定的强度。服用后， 又要求能够迅速崩解，被人体吸收。而在 医药片剂或者胶囊中加入适量干的PVP凝胶， 医药片剂或者胶囊中加入适量干的PVP凝胶， 则在服用后，凝胶吸收体液中的水分而膨 胀，在药剂内造成很大的压力，从而使药 剂迅速崩解，并且有生产和运输过程中不 会碎裂。
医用水凝胶材料
什么是水凝胶？
日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
抗旱保水剂
西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
隐形眼镜
口服控释药物剂型
人造肌肉
尿片
卫生巾
面膜
丰胸充填物
一、水凝胶的定义
• 水凝胶（Hydrogel）是一类具有亲水基团， 水凝胶（Hydrogel） 能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结 构的聚合物。
药物控制释放产业现状: 药物控制释放产业现状:
• 我国有6,000多家制药企业，但总体上技术 我国有6,000多家制药企业，但总体上技术
资源、资金力量都比不上西方制药企业， 其中控制释放系统的企业仅有有限几家。 • 我国企业的研发投入总体很少，无法与国 际制药相比。 • 我国的控释制剂以研发为主，产业化商品 少，市场上基本为进口药品制剂。
• • • • • 缓释技术 靶向技术 纳米技术 智能控制释放 ……
口服缓释片剂、胶囊
• 应用实例：
① Miyata等制备了抗原—抗体敏感性水 Miyata等制备了抗原— 凝胶，该凝胶的溶胀行为可响应自由兔抗 凝胶，该凝胶的溶胀行为可响应自由兔抗 原rabbit IgG浓度的变化，且该凝胶具有 IgG浓度的变化，且该凝胶具有 专一的抗原识别性，只响应兔抗原的浓度 变化，对羊抗原无响应性。 ② Halliday等以PEO、二异氰酸酯及小 Halliday等以PEO、二异氰酸酯及小 分子多元醇为原料合成了用于口腔给药的 聚氨酯水凝胶载体，在含药物成分的溶液 聚氨酯水凝胶载体，在含药物成分的溶液 中形成自粘性载药凝胶，可以直接粘附于 口腔溃疡面等患处给药。
聚乙烯醇PVA水凝胶的制备及应用ppt课件
PVA水凝胶的制备方法
3
物理交联法
反复冷冻法 冻结—部分脱水法
化学交联法
化学试剂交联 辐射交联
物理交联法
4
反复冷冻法：按配比称取PVA, 量取去离子水, 把PVA 在
搅拌条件下, 置85~ 90 ℃（可根据不同情况进行调节）恒温 油浴中溶解完全,（也可在60 ℃ 静置保温30min，以除去溶液 中的气泡），放入- 20 ℃ （可根据不同情况进行调节） 的冰 箱里, 冷冻24 h （可根据不同情况进行调节）, 在室温下解冻 1 h （可根据不同情况进行调节）, 称为一次冷冻、融溶循环。 用这种方法分别制备不同浓度、相同循环次数和相同浓度、 不同循环次数的PVA 水凝胶。
辐射交联
优点：辐射交联采用的高能射线15 能均匀地作用在材料上，聚合 物的交联点分布均匀，并且交联度易于控制，能满足对聚合物 交联密度要求较高的场合；辐照交联的另一独到之处在于无需 添加引发剂或交联剂，产物纯度高且具有较好的光学透明度， 并且在加工过程中还可同步实现消毒的作用，辐射交联时间短， 节约能源，尤其在医用高分子材料领域具有明显优势和巨大的 应用前景。
化学试剂交联 11
优点：相比物理交联，保水性和某些力学强度有 一定提高。
缺点：化学试剂交联由于采用交联剂，交联后有交 联剂残留问题，难以得到高纯度PVA 交联产物；并 且随着聚合物交联反应的进行，不断增高的溶体粘 度使交联剂在基体中的分散性较差，出现不均匀交 联，局部发生“焦烧”现象；并且化学交联难以控 制交联度。透明性不好，含水量不高。
举例：以环氧氯丙烷为交联剂化学交联方法制备聚乙烯醇水凝胶膜 称取４ｇ聚乙烯醇，量取５０ｍＬ蒸馏水，加入三口瓶中，在８５℃温度下
搅拌溶解，缓慢加入３．５ｇ环氧氯丙烷，待完全溶解后加入２ｇ氢氧化钾 （事先配制成溶液），搅拌均匀．将溶液滴在玻片上，用丝棒涂布器涂膜，室 温下静置２ｄ．用５０℃的蒸馏水洗涤水凝胶膜直至洗液呈中性，将水凝胶膜 置于５０℃真空烘箱中干燥至恒重．
水凝胶PPT课件
1. 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，近年来已广泛用 于各类缓控释给药系统。水凝胶主要通过发生水化作用形成起屏障 效应的凝胶控制药物的释放速度，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。水凝胶还可以用于生物粘 附制剂中，因其有较好的生物相容性，通过生物粘附作用长时间粘 附于粘膜，从而延长药物的作用时间和控制药物的释放速率。
11
2、水性软膏基质
• • • • • 软膏通用处方： 明胶 30g(10%--30%), 甘油 25g (10%--30%)， 药物 10g 水 35g
甘油明胶 （glycerogelatinum） 纤维素衍生物 MC,CMC-Na等
12
聚乙二醇类 （PEG）
•纤维素的合成衍生物。 •水溶液浓度较高时为凝胶， •呈中性，性质稳定，不易 腐败，一般不需加防腐剂。
4
二 水凝胶的性质
不同结构、不同化合物的水凝胶具有不同的物 理化学性质如触变性、溶胀性、环境敏感性和 黏附性等。 （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，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）
卡波姆（carbomer）白色疏松粉末,无毒
13
3、水凝胶在新剂型中的应用
(1)小儿健脾开胃凝胶制剂 本发明是一种小儿健脾开胃凝胶制剂及其制备 方法，它由黄芪、白术、山药、大枣、山楂、 莲子、枸杞子、陈皮、珍珠层粉、甘草等与魔 芋胶、卡拉胶、黄原胶、瓜尔豆胶中的一种基 质或一种以上材料配制成的基质制备成凝胶制 剂，产品呈半流体或固体凝胶状；本发明的产 品是深受儿童喜爱的果冻或软糖型凝胶，小儿 十分愿意服用，减少了大人劝喂的麻烦，不仅 美味可口，而且治疗作用良好，丰富了剂型品 种，针对药物的性质，选择合理可行的基质和 工艺，使制得的药物产品外观、口感良 好，对于小儿厌食有较好的治疗效果。
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2、水性软膏基质
• • • • • 软膏通用处方： 明胶 30g(10%--30%), 甘油 25g (10%--30%)， 药物 10g 水 35g
甘油明胶 （glycerogelatinum） 纤维素衍生物 MC,CMC-Na等
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聚乙二醇类 （PEG）
•纤维素的合成衍生物。 •水溶液浓度较高时为凝胶， •呈中性，性质稳定，不易 腐败，一般不需加防腐剂。
4
二 水凝胶的性质
不同结构、不同化合物的水凝胶具有不同的物 理化学性质如触变性、溶胀性、环境敏感性和 黏附性等。 （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，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）
卡波姆（carbomer）白色疏松粉末,无毒
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3、水凝胶在新剂型中的应用
(1)小儿健脾开胃凝胶制剂 本发明是一种小儿健脾开胃凝胶制剂及其制备 方法，它由黄芪、白术、山药、大枣、山楂、 莲子、枸杞子、陈皮、珍珠层粉、甘草等与魔 芋胶、卡拉胶、黄原胶、瓜尔豆胶中的一种基 质或一种以上材料配制成的基质制备成凝胶制 剂，产品呈半流体或固体凝胶状；本发明的产 品是深受儿童喜爱的果冻或软糖型凝胶，小儿 十分愿意服用，减少了大人劝喂的麻烦，不仅 美味可口，而且治疗作用良好，丰富了剂型品 种，针对药物的性质，选择合理可行的基质和 工艺，使制得的药物产品外观、口感良 好，对于小儿厌食有较好的治疗效果。
聚乙烯醇PVA水凝胶的制备及应用ppt课件
化学试剂交联
12
影响因素： PVA聚合度、醇解度等分子结构参数 反应温度、反应时间等合成工艺参数 交联剂用量、疏水单体用量等化学组成
化学试剂交联
13
所需设备仪器（大概）： 电子天平 恒温水（油）浴箱（带磁力搅拌） 真空烘箱 相关容器等
辐射14交联
辐射交联：是利用γ- 射线、电子束、X光及紫外线 等直接辐射PVA 水溶液或辐射用物理交联法制成的 PVA 水凝胶。
PVA水凝胶的应用
18
药物缓释载体及微胶囊 在伤口敷料方面的应用 人工器官组织 智能材料
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缺点：通过物理交联法制得的PVA 水凝胶，其交联网状结构不是很牢固， 受外界影响较大，聚合物的交联分布不均匀，在未加入任何添加剂的情 况下，所得到的水凝胶一般光学透明性不好，并且交联度难于控制。制 备过程一般都需要几天时间，设备耗能大，制作周期长，所得水凝胶力 学性能也相对较差。
物理交联法
7
改进：将PVA 溶解在
PVA水凝胶的制备方法
3
物理交联法
反复冷冻法 冻结—部分脱水法
化学交联法
化学试剂交联 辐射交联
物理交联法
4
反复冷冻法：按配比称取PVA, 量取去离子水, 把PVA 在
搅拌条件下, 置85~ 90 ℃（可根据不同情况进行调节）恒温 油浴中溶解完全,（也可在60 ℃ 静置保温30min，以除去溶液 中的气泡），放入- 20 ℃ （可根据不同情况进行调节） 的冰 箱里, 冷冻24 h （可根据不同情况进行调节）, 在室温下解冻 1 h （可根据不同情况进行调节）, 称为一次冷冻、融溶循环。 用这种方法分别制备不同浓度、相同循环次数和相同浓度、 不同循环次数的PVA 水凝胶。
【优选版】水凝胶的应用和研究进展PPT资料
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，网络的膨胀率低，药物的释放有限；当pH=6.8 时，网络离子化，膨胀率高，药物释放。
水凝胶的研究进展
水凝胶所具有的优异性能已经并还在引起人们的广 泛兴趣，使其研究与开发、生产与销售得到长期发展。 然而，随着水凝胶应用领域的扩展而对其性能提出了更 高要求，研制和开发性能更为优良的高分子水凝胶材料 已成为目前的研究热点，其中环境敏感性高分子水凝胶 材料、超强吸水高分子水凝胶材料的吸液速率、耐盐性 和凝胶强度的提高则得到人们的广泛关注。
物理交联通过物理作用力如静电作用、离子相互作用、氢键、链的缠绕等形成。
微观凝胶（微球） 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；
控制土壤水分蒸发，促进植物根系生长发育，同时改善土壤结构，增加土壤活性。 水凝胶的应用和研究进展
合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶
聚合物交联
水凝胶的力学性能
水凝胶不仅要求具有良好的溶胀性能,而且 应具有理想的力学强度,以满足实际的需要。 水凝胶力学性能参数：拉伸强度（膜状水凝 胶），压缩强度（柱状水凝胶）
在同一水凝胶中，往往水凝胶的溶胀度和力 学性能恰恰相反。水凝胶的交联度越高，结构越 规准，因而力学性能往往更好，而交联度高则部 利于水凝胶的溶胀。
水凝胶的应用和研究进展
水凝胶的应用和研究进展
水凝胶的特点
水溶胀性，交联聚合物 亲水性，吸微小刺激（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
当这两种相反物的倾理向相凝互胶抗衡和时,化达到学了溶凝胀胶平衡。
聚乙烯醇PVA水凝胶的制备及应用ppt课件
2
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶性 高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水为 介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持一 定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物相 容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
③冷冻条件
有研究表明：PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶 的浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可 达2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分 子量较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～ 15%之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面 间相平衡，-20℃是常用的冷冻温度。
物理交联法
9
所需设备仪器（大概）： •电子天平 •恒温水（油）浴箱（带磁力搅拌） •恒温磁力搅拌器 •相关模具 •冷冻存储箱or冰箱 •相关容器等
化学交联法
10
化学试剂交联：是采用化学交联剂使得PVA 分子间发 生化学交联而形成凝胶, 常用的交联剂有醛类、硼酸、 环氧氯丙烷以及可以与PVA 通过配位络合形成凝胶的 重金属盐等等。
辐射交联
优点：辐射交联采用的高能射线15 能均匀地作用在材料上，聚合 物的交联点分布均匀，并且交联度易于控制，能满足对聚合物 交联密度要求较高的场合；辐照交联的另一独到之处在于无需 添加引发剂或交联剂，产物纯度高且具有较好的光学透明度， 并且在加工过程中还可同步实现消毒的作用，辐射交联时间短， 节约能源，尤其在医用高分子材料领域具有明显优势和巨大的 应用前景。
二甲基亚砜(DMSO)和水 组成的混合溶剂中, 在低 温条件下冷却该溶液, 经 过一段时间后, 由于PVA 分子的结晶而形成凝胶。 然后用水完全取代凝胶 中的DMSO , 可得到具有 高伸张强度、高含水且 透明的PVA 水凝胶。
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶性 高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水为 介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持一 定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物相 容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
③冷冻条件
有研究表明：PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶 的浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可 达2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分 子量较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～ 15%之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面 间相平衡，-20℃是常用的冷冻温度。
物理交联法
9
所需设备仪器（大概）： •电子天平 •恒温水（油）浴箱（带磁力搅拌） •恒温磁力搅拌器 •相关模具 •冷冻存储箱or冰箱 •相关容器等
化学交联法
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化学试剂交联：是采用化学交联剂使得PVA 分子间发 生化学交联而形成凝胶, 常用的交联剂有醛类、硼酸、 环氧氯丙烷以及可以与PVA 通过配位络合形成凝胶的 重金属盐等等。
辐射交联
优点：辐射交联采用的高能射线15 能均匀地作用在材料上，聚合 物的交联点分布均匀，并且交联度易于控制，能满足对聚合物 交联密度要求较高的场合；辐照交联的另一独到之处在于无需 添加引发剂或交联剂，产物纯度高且具有较好的光学透明度， 并且在加工过程中还可同步实现消毒的作用，辐射交联时间短， 节约能源，尤其在医用高分子材料领域具有明显优势和巨大的 应用前景。
二甲基亚砜(DMSO)和水 组成的混合溶剂中, 在低 温条件下冷却该溶液, 经 过一段时间后, 由于PVA 分子的结晶而形成凝胶。 然后用水完全取代凝胶 中的DMSO , 可得到具有 高伸张强度、高含水且 透明的PVA 水凝胶。
聚乙烯醇PVA水凝胶的制备及应用ppt课件
缺点：通过物理交联法制得的PVA 水凝胶，其交联网状结构不是很牢固， 受外界影响较大，聚合物的交联分布不均匀，在未加入任何添加剂的情 况下，所得到的水凝胶一般光学透明性不好，并且交联度难于控制。制 备过程一般都需要几天时间，设备耗能大，制作周期长，所得水凝胶力 学性能也相对较差。
物理交联法
7
改进：将PVA 溶解在
物理交联法
5
冻结—部分脱水法：是将PVA 水溶液冷冻后置于真 空下脱去10%～20%的水，所得到的水凝胶的结构与 性能类似于反复冻结法。
物理交联法
特点：分子链间通过氢键和微晶区6形成三维网络，即物理交联点，这些
交联点随温度等外界条件的变化而变化。故物理交联过程是可逆的。
优点：不使用有毒性的有机交联剂，保持了良好的生物相容性，属于可 逆性水凝胶，随着环境参数的变化，可以使物理交联点改变，还可以被 溶解，方法简单。经反复解冻，水凝胶具有高强度高弹性，含水率高。
举例：以环氧氯丙烷为交联剂化学交联方法制备聚乙烯醇水凝胶膜 称取４ｇ聚乙烯醇，量取５０ｍＬ蒸馏水，加入三口瓶中，在８５℃温度下
搅拌溶解，缓慢加入３．５ｇ环氧氯丙烷，待完全溶解后加入２ｇ氢氧化钾 （事先配制成溶液），搅拌均匀．将溶液滴在玻片上，用丝棒涂布器涂膜，室 温下静置２ｄ．用５０℃的蒸馏水洗涤水凝胶膜直至洗液呈中性，将水凝胶膜 置于５０℃真空烘箱中干燥至恒重．
PVA水凝胶的应用
18
药物缓释载体及微胶囊 在伤口敷料方面的应用 人工器官组织 智能材料
按配比称取pva量取去离子水把pva在搅拌条件下置8590可根据不同情况进行调节恒温油浴中溶解完全也可在60静置保温30min以除去溶液中的气泡放入20可根据不同情况进行调节的冰箱里冷冻24可根据不同情况进行调节在室温下解冻1可根据不同情况进行调节称为一次冷冻融溶循环
物理交联法
7
改进：将PVA 溶解在
物理交联法
5
冻结—部分脱水法：是将PVA 水溶液冷冻后置于真 空下脱去10%～20%的水，所得到的水凝胶的结构与 性能类似于反复冻结法。
物理交联法
特点：分子链间通过氢键和微晶区6形成三维网络，即物理交联点，这些
交联点随温度等外界条件的变化而变化。故物理交联过程是可逆的。
优点：不使用有毒性的有机交联剂，保持了良好的生物相容性，属于可 逆性水凝胶，随着环境参数的变化，可以使物理交联点改变，还可以被 溶解，方法简单。经反复解冻，水凝胶具有高强度高弹性，含水率高。
举例：以环氧氯丙烷为交联剂化学交联方法制备聚乙烯醇水凝胶膜 称取４ｇ聚乙烯醇，量取５０ｍＬ蒸馏水，加入三口瓶中，在８５℃温度下
搅拌溶解，缓慢加入３．５ｇ环氧氯丙烷，待完全溶解后加入２ｇ氢氧化钾 （事先配制成溶液），搅拌均匀．将溶液滴在玻片上，用丝棒涂布器涂膜，室 温下静置２ｄ．用５０℃的蒸馏水洗涤水凝胶膜直至洗液呈中性，将水凝胶膜 置于５０℃真空烘箱中干燥至恒重．
PVA水凝胶的应用
18
药物缓释载体及微胶囊 在伤口敷料方面的应用 人工器官组织 智能材料
按配比称取pva量取去离子水把pva在搅拌条件下置8590可根据不同情况进行调节恒温油浴中溶解完全也可在60静置保温30min以除去溶液中的气泡放入20可根据不同情况进行调节的冰箱里冷冻24可根据不同情况进行调节在室温下解冻1可根据不同情况进行调节称为一次冷冻融溶循环
水凝胶在药用高分子材料中的应用PPT
一、口服定时释药系统 按制备技术不同，可分为 （一）渗透泵定时释药系统 （二）包衣脉冲系统 1、膜包衣技术 2、压制包衣技术 （三）柱塞型定时释药胶囊 二、口服定位释药系统
胃定位释药系统 口服小肠释药系统 口服结肠定位释药系统
又称靶向给药系统（targeting grug system,TDS）指载体 将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性的浓集定 位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的给药系统
三 粘附性
在现代新型的药物制剂中为了通过粘附作用达到长效、缓释 和靶向给药的而目的额，往往使用聚合水凝胶，以达到在生 物体上粘附的母的。
1 生物粘附 指的是在两个生物体表面之间形成任何结合，或一个生物的
表面与另一外一个外来天然或材料便面黏结的总称在药剂学 中生物黏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）之间的黏附作用。
２ PH敏感水凝胶 PH对溶胀度的影响比较复杂，要视具体 合物而论，如蛋白类高分子凝胶，介质的PH在等电点附近时 溶胀度最小。 PH敏感水凝胶是指聚合物的溶胀与收缩随着环 境PH的变化而变化。
3 电解质敏感水凝胶 这类水凝胶对溶胀度的影响主要是阴 离子部分，其影响作用与影响凝胶作用的顺序相反，离子型 水凝胶溶胀度不仅取决于化学组成，也取决于周围介质PH的 改变.一般来说，当离子化基团的PK a值比外界环境PH低的时 候，阴离子型水凝胶的去质子化作用和溶胀作用更强。
缓释制剂：指用药后能在较长时间内持续释放药物以达 到长效作用的制剂
控释制剂：指药物能在预定的时间内自动以预定速度释 放，使血药浓度长时间恒定维持在有效浓度范围的制 一 溶出原理
由于药物的释放受溶出的限制，溶出速度慢的药物显示 缓释的性质，根据溶出速度公式，减小药物的溶解度， 增大粒径，可降低药物的溶出速度，达到长效作用。
聚乙烯醇PVA水凝胶的制备及应用ppt课件
PVA水凝胶的制备方法
3
物理交联法
反复冷冻法 冻结—部分脱水法
化学交联法
化学试剂交联 辐射交联
物理交联法
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反复冷冻法：按配比称取PVA, 量取去离子水, 把PVA 在
搅拌条件下, 置85~ 90 ℃（可根据不同情况进行调节）恒温 油浴中溶解完全,（也可在60 ℃ 静置保温30min，以除去溶液 中的气泡），放入- 20 ℃ （可根据不同情况进行调节） 的冰 箱里, 冷冻24 h （可根据不同情况进行调节）, 在室温下解冻 1 h （可根据不同情况进行调节）, 称为一次冷冻、融溶循环。 用这种方法分别制备不同浓度、相同循环次数和相同浓度、 不同循环次数的PVA 水凝胶。
二甲基亚砜(DMSO)和水 组成的混合溶剂中, 在低 温条件下冷却该溶液, 经 过一段时间后, 由于PVA 分子的结晶而形成凝胶。 然后用水完全取代凝胶 中的DMSO , 可得到具有 高伸张强度、高含水且 透明的PVA 水凝胶。
影响因素：
①PVA分子量 ④解冻条件
物理交联法
8
②PVA浓度 ⑤循环次数
缺点：力学强度不高，抗蠕变性差，同时强烈的反应条件常 常造成某些优异性能的损失。γ射线（钴源产生）辐射水凝胶 材料具有操作不方便、辐射剂量不精确、交联程度不易控制等 问题。
辐射交联
16
影响因素：
• O2 • 添加剂 • 辐射类型 • 聚合物的结晶度 • 溶剂 • 温度等
辐射交联
17
所需设备仪器（大概）： 电子天平 辐射源（如60COγ射线辐射源、电子加速器） 相关容器等
化学试剂交联
12
影响因素： PVA聚合度、醇解度等分子结构参数 反应温度、反应时间等合成工艺参数 交联剂用量、疏水单体用量等化学组成
最新水凝胶在生物医学领域中的应用(课件)..ppt课件
水凝胶在生物医学领域中的 应用(课件)..
什么是水凝胶？
尿片
卫生巾
丰胸充填物
面膜
一、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。
二、水凝胶的特点
• 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）
• 参阅全球最佳业务实践 ，检验流程/作业的合理 性与经济性
• 发现潜在的流程优化机 会，或者识别出效率低 的作业
• 定义完整的从资源投入 到产出的流程/作业的关 系模型
• 制定作业成本方法
• 根据前面定义资源/作业 /成本对象的关系地图， 定义所有相应的分配关 系：
•分配谁
•怎么分
•分给谁
• 把上述分配模型录入采 用Excel模板的作业成本 系统
• 理想的烧伤涂敷材料，应有一定的柔软性和机 械强度，具有较强的液体吸收能力，能够透过 空气，但屏蔽细菌，水凝胶容易吸收药物，并 能释放药物，不刺激伤口。辐射交联或者化学 交联的PVP能够满足上述要求。国内已有学者成 功研制了PVP烧伤涂敷材料。
医用水凝胶创伤敷料的优点：
• 1、不断降温、立即止痛 • 2、吸附渗液、阻隔细菌 • 3、湿性环境、加速愈合 • 4、生物相容、换药不粘 • 5、不易成痂、减少疤痕
• 详细作业图 • 作业成本方法
作业成本法模型的工作方法(续)
1：建立成本作业分配模型确立成本预算标准
5
6
收集成本数据 及数据输入
成本模型 测试及启用
• 分析现有数据来源，例 如ERP/CRM等
• 搜集目前运营和财务系 统中没有的其他基础数 据
什么是水凝胶？
尿片
卫生巾
丰胸充填物
面膜
一、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。
二、水凝胶的特点
• 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）
• 参阅全球最佳业务实践 ，检验流程/作业的合理 性与经济性
• 发现潜在的流程优化机 会，或者识别出效率低 的作业
• 定义完整的从资源投入 到产出的流程/作业的关 系模型
• 制定作业成本方法
• 根据前面定义资源/作业 /成本对象的关系地图， 定义所有相应的分配关 系：
•分配谁
•怎么分
•分给谁
• 把上述分配模型录入采 用Excel模板的作业成本 系统
• 理想的烧伤涂敷材料，应有一定的柔软性和机 械强度，具有较强的液体吸收能力，能够透过 空气，但屏蔽细菌，水凝胶容易吸收药物，并 能释放药物，不刺激伤口。辐射交联或者化学 交联的PVP能够满足上述要求。国内已有学者成 功研制了PVP烧伤涂敷材料。
医用水凝胶创伤敷料的优点：
• 1、不断降温、立即止痛 • 2、吸附渗液、阻隔细菌 • 3、湿性环境、加速愈合 • 4、生物相容、换药不粘 • 5、不易成痂、减少疤痕
• 详细作业图 • 作业成本方法
作业成本法模型的工作方法(续)
1：建立成本作业分配模型确立成本预算标准
5
6
收集成本数据 及数据输入
成本模型 测试及启用
• 分析现有数据来源，例 如ERP/CRM等
• 搜集目前运营和财务系 统中没有的其他基础数 据
聚乙烯醇(PVA)水凝胶的制备及应用ppt课件
8
物理交联法
所需设备仪器（大概）： •电子天平 •恒温水（油）浴箱（带磁力搅拌） •恒温磁力搅拌器 •相关模具 •冷冻存储箱or冰箱 •相关容器等
9
化学交联法
• 化学试剂交联：是采用化学交联剂使得PVA 分子 间发生化学交联而形成凝胶, 常用的交联剂有醛 类、硼酸、环氧氯丙烷以及可以与PVA 通过配位 络合形成凝胶的重金属盐等等。
2
PVA水凝胶的制备方法
物理交联法
反复冷冻法 冻结—部分脱水法
化学交联法
化学试剂交联 辐射交联
3
物理交联法
• 反复冷冻法：按配比称取PVA, 量取去离子水, 把PVA
在搅拌条件下, 置85~ 90 ℃（可 静置保温30min，以除去 溶液中的气泡），放入- 20 ℃ （可根据不同情况进行调节） 的冰箱里, 冷冻24 h （可根据不同情况进行调节）, 在室温 下解冻1 h （可根据不同情况进行调节）, 称为一次冷冻、 融溶循环。用这种方法分别制备不同浓度、相同循环次数和 相同浓度、不同循环次数的PVA 水凝胶。
③冷冻条件
有研究表明：PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶的 浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可达 2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分子量 较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～15% 之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面间相 平衡，-20℃是常用的冷冻温度。
聚乙烯醇（PVA）水凝胶的制 备及应用
1
PVA水凝胶
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶 性高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水 为介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持 一定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物 相容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
物理交联法
所需设备仪器（大概）： •电子天平 •恒温水（油）浴箱（带磁力搅拌） •恒温磁力搅拌器 •相关模具 •冷冻存储箱or冰箱 •相关容器等
9
化学交联法
• 化学试剂交联：是采用化学交联剂使得PVA 分子 间发生化学交联而形成凝胶, 常用的交联剂有醛 类、硼酸、环氧氯丙烷以及可以与PVA 通过配位 络合形成凝胶的重金属盐等等。
2
PVA水凝胶的制备方法
物理交联法
反复冷冻法 冻结—部分脱水法
化学交联法
化学试剂交联 辐射交联
3
物理交联法
• 反复冷冻法：按配比称取PVA, 量取去离子水, 把PVA
在搅拌条件下, 置85~ 90 ℃（可 静置保温30min，以除去 溶液中的气泡），放入- 20 ℃ （可根据不同情况进行调节） 的冰箱里, 冷冻24 h （可根据不同情况进行调节）, 在室温 下解冻1 h （可根据不同情况进行调节）, 称为一次冷冻、 融溶循环。用这种方法分别制备不同浓度、相同循环次数和 相同浓度、不同循环次数的PVA 水凝胶。
③冷冻条件
有研究表明：PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶的 浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可达 2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分子量 较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～15% 之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面间相 平衡，-20℃是常用的冷冻温度。
聚乙烯醇（PVA）水凝胶的制 备及应用
1
PVA水凝胶
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶 性高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水 为介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持 一定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物 相容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
聚乙烯醇PVA水凝胶的制备及应用ppt课件
化学试剂交联
12
影响因素： PVA聚合度、醇解度等分子结构参数 反应温度、反应时间等合成工艺参数 交联剂用量、疏水单体用量等化学组成
化学试剂交联
13
所需设备仪器（大概）： 电子天平 恒温水（油）浴箱（带磁力搅拌） 真空烘箱 相关容器等
辐射14交联
辐射交联：是利用γ- 射线、电子束、X光及紫外线 等直接辐射PVA 水溶液或辐射用物理交联法制成的 PVA 水凝胶。
二甲基亚砜(DMSO)和水 组成的混合溶剂中, 在低 温条件下冷却该溶液, 经 过一段时间后, 由于PVA 分子的结晶而形成凝胶。 然后用水完全取代凝胶 中的DMSO , 可得到具有 高伸张强度、高含水且 透明的PVA 水凝胶。
影响因素：
①PVA分子量 ④解冻条件
物理交联法
8
②PVA浓度 ⑤循环次数
③冷冻条件
有研究表明：PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶 的浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可 达2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分 子量较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～ 15%之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面 间相平衡，-20℃是常用的冷冻温度。
化学试剂交联 11
优点：相比物理交联，保水性和某些力学强度有 一定提高。
缺点：化学试剂交联由于采用交联剂，交联后有交 联剂残留问题，难以得到高纯度PVA 交联产物；并 且随着聚合物交联反应的进行，不断增高的溶体粘 度使交联剂在基体中的分散性较差，出现不均匀交 联，局部发生“焦烧”现象；并且化学交联难以控 制交联度。透明性不好，含水量不高。
PVA水凝胶的制备方法
3
物理交联法
反复冷冻法 冻结—部分脱水法
聚乙烯醇(PVA)水凝胶的制备及应用 ppt课件
聚乙烯醇（PVA）水凝胶的制 备及应用
ppt课件
1
PVA水凝胶
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶 性高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水 为介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持 一定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物 相容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
膜置于５０℃真空烘箱中干燥至恒重p．pt课件
10
化学试剂交联
• 优点：相比物理交联，保水性和某些力学强度 有一定提高。
• 缺点：化学试剂交联由于采用交联剂，交联后有交 联剂残留问题，难以得到高纯度PVA 交联产物；并 且随着聚合物交联反应的进行，不断增高的溶体粘 度使交联剂在基体中的分散性较差，出现不均匀交 联，局部发生“焦烧”现象；并且化学交联难以控 制交联度。透明性不好，含水量不高。
二甲基亚砜(DMSO)和水 组成的混合溶剂中, 在低 温条件下冷却该溶液, 经 过一段时间后, 由于PVA 分子的结晶而形成凝胶。 然后用水完全取代凝胶 中的DMSO , 可得到具有 高伸张强度、高含水且 透明的PVA 水凝胶。
ppt课件
7
物理交联法
• 影响因素：
①PVA分子量 ②PVA浓度
④解冻条件
举例：以环氧氯丙烷为交联剂化学交联方法制备聚乙烯醇水凝胶膜
称取４ｇ聚乙烯醇，量取５０ｍＬ蒸馏水，加入三口瓶中，在８５℃温
度下搅拌溶解，缓慢加入３．５ｇ环氧氯丙烷，待完全溶解后加入２ｇ氢氧化
钾（事先配制成溶液），搅拌均匀．将溶液滴在玻片上，用丝棒涂布器涂膜，
室温下静置２ｄ．用５０℃的蒸馏水洗涤水凝胶膜直至洗液呈中性，将水凝胶
ppt课件
1
PVA水凝胶
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶 性高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水 为介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持 一定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物 相容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
膜置于５０℃真空烘箱中干燥至恒重p．pt课件
10
化学试剂交联
• 优点：相比物理交联，保水性和某些力学强度 有一定提高。
• 缺点：化学试剂交联由于采用交联剂，交联后有交 联剂残留问题，难以得到高纯度PVA 交联产物；并 且随着聚合物交联反应的进行，不断增高的溶体粘 度使交联剂在基体中的分散性较差，出现不均匀交 联，局部发生“焦烧”现象；并且化学交联难以控 制交联度。透明性不好，含水量不高。
二甲基亚砜(DMSO)和水 组成的混合溶剂中, 在低 温条件下冷却该溶液, 经 过一段时间后, 由于PVA 分子的结晶而形成凝胶。 然后用水完全取代凝胶 中的DMSO , 可得到具有 高伸张强度、高含水且 透明的PVA 水凝胶。
ppt课件
7
物理交联法
• 影响因素：
①PVA分子量 ②PVA浓度
④解冻条件
举例：以环氧氯丙烷为交联剂化学交联方法制备聚乙烯醇水凝胶膜
称取４ｇ聚乙烯醇，量取５０ｍＬ蒸馏水，加入三口瓶中，在８５℃温
度下搅拌溶解，缓慢加入３．５ｇ环氧氯丙烷，待完全溶解后加入２ｇ氢氧化
钾（事先配制成溶液），搅拌均匀．将溶液滴在玻片上，用丝棒涂布器涂膜，
室温下静置２ｄ．用５０℃的蒸馏水洗涤水凝胶膜直至洗液呈中性，将水凝胶
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眼疗贴
主要用于眼部手 术、眼部水肿、眼挫 伤病人的眼外部冷敷 理疗以及全麻手术病 人和深昏迷病人，预 防、控制暴露性角膜 炎炎的发生，使医护 工作者的眼护理操作 更便利、更安全。
退热
适用于各种原因引起的发热辅助的
治疗及应及物理降温，缓缓发热引 起的头痛、头晕等不适症状，使人 体产生舒适感。对于儿童和成人突 然发热，可紧急退热，预防高温惊 厥，避免发热过度伤及脑部。
聚丙烯酰胺（PAMA）
从１９９７年１０月到２００
０年４月，采用聚丙烯酰胺这 种新型软组织填充材料矫正面 颊、颞部、下肢、等，共２２ ７９例。效果良好，并发症少、 使用方便，安全有效。
医用聚丙烯酰胺水凝胶
‘医用聚丙烯酰胺水 凝胶’，商品名称为 “奥美定”，俗称“人 造脂肪”，主要用于体 表各种软组织凹陷性缺 损的填充、增大组织容 量。在整形医学应用广 泛。
水凝胶的应用
硅水凝胶隐形眼镜
硅是一种高透氧而不含ห้องสมุดไป่ตู้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。
研究人员对118位患有不同程度角膜炎的 人进行了为期一年的调查，每位患者都提供了 他们配戴何种类型的镜片以及他们是否睡觉时 也戴隐形眼镜。研究涉及到了4种隐形镜片，其 中包括硅水凝胶材料制作的隐形镜片。研究人 员发现，这四种镜片都可能发生超时配戴引起 的角膜炎，但配戴硅水凝胶材料制作的隐形镜 片过夜的人，发生感染的可能性比戴其它3种镜 片的人低得多。
水土保湿剂
一种人工合成的具有超强吸 水和保水释放能力的高分子聚合 物，主要成分为聚丙烯酸盐（钾 盐）和聚丙烯酰胺共聚体。能迅 速吸收比自身重量数百倍的脱离 子水，数十倍至百倍的含盐水分， 控制土壤水分蒸发，以满足植物 的生长需要、促进植物根系生长 发育，同时改善土壤结构、增加 土壤活性、减少土壤板结等。
水凝胶在化状品中的应用
美颈水凝胶
新生代的冻胶保湿修护面膜
肤维持滋润，淡 化细纹与恢复肌肤的 弹性. 帮助皮肤角化 细胞的剥落，促进表 皮基底细胞层的活力， 增加细胞的代谢作用。 可以预防皱纹的产生， 赋予肌肤活力与生气， 恢复柔嫩光滑的诱人 肌肤。