功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展
水凝胶的研究进展 ppt课件
水凝胶的研究进展
报告人 ： 指导人：
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什么是水凝胶？
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日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
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抗旱保水剂
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西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
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隐形眼镜
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口服控释药物剂型
人造肌肉
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尿片
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卫生巾
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（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。
温（热）敏水凝胶
--------热敏的水凝胶作为原位的药物传递
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pH敏感水凝胶 ------- pH敏感水凝胶是指聚合物的溶胀与 收缩随环境pH的变化而发生变化。 这些水 凝胶的溶胀性可随外界pH的变化发生极大 的、甚至不连续的 改变。
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，离子化水凝胶的溶胀行为与 收缩行为与离子运动密切相关。阴离子型 水凝胶平衡溶胀随pH增大而增大；阳离子 24
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聚丙烯酰胺（PAMA）
从１９９７年１０月到２０ ００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２２７９例。效果良好， 并发症少、使用方便，安全 有效。
高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展
高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展摘要：与传统高分子水凝胶材料相比，高分子多糖水凝胶因其具有环境友好型、生物相容性、特殊功能性、生物可降解性等优势而倍受重视。
综述了以植物多糖、海洋多糖、微生物多糖及其复合多糖为原料的多糖水凝胶功能材料的制备方法、功能特性和产品表征方法，介绍了多糖水凝胶材料在医药卫生、食品、化妆品、农业和环保等领域的应用情况，分析了多糖水凝胶在生物传感器、生物反应器、人工智能材料和抗菌材料等领域的应用前景，并指出提高材料性能与功能特性、分析凝胶形成机理和功能材料模拟等是未来多糖水凝胶研究的重点。
关键词：高分子多糖；水凝胶；功能材料；研究进展；应用多糖水凝胶是多糖利用的一个重要方面，水凝胶是一类具有三维交联网络结构，能够吸收并保持大量水分，而又不溶于水的功能高分子材料。
水凝胶自身的结构使其同时具备固体和液体的性质，即力学上表现出类固体性质，而在热力学上则表现出类液体行为[1-2]。
水凝胶因其具有低成本、多孔性、较高力学强度、光学透明性、生物可降解性、高溶胀率、生物相容性、刺激响应性等特性，被广泛应用于食品、化妆品、医药卫生、农业、环保等领域。
水凝胶按照制备原料的不同可分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶[3]。
用于制备水凝胶的天然高分子包括胶原/明胶、透明质酸、海藻酸盐、纤维素、黄原胶、魔芋葡聚糖、壳聚糖等[4-6]。
用于制备水凝胶的合成高分子包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇等。
近年来，高分子多糖如纤维素、半纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、黄原胶以及透明质酸等因其优越的生物相容性、天然可降解性以及丰富的来源等特点，越来越多地被用作制备水凝胶的原料，拓宽了多糖的应用领域。
多糖水凝胶材料包括互穿聚合物网络多糖胶、多糖类接枝共聚水凝胶、多糖类大孔冻凝胶和多糖类智能水凝胶。
其中多糖类智能水凝胶，通过在多糖类水凝胶中引入具有刺激响应性的化学基团，从而可以利用大分子链或链段的构象或基团的重排使其内部体积发生突变。
水凝胶的制备与应用研究
水凝胶的制备与应用研究一、本文概述水凝胶是一种由物理或化学交联形成的三维网络结构的高分子材料，其网络结构中充满了水或其他溶剂。
由于其独特的结构和性质，水凝胶在生物医药、食品科学、农业、环境科学等众多领域具有广泛的应用前景。
本文旨在深入探讨水凝胶的制备方法、性质表征及其在各个领域的应用研究，以期为推动水凝胶的科学研究和技术发展做出贡献。
在本文中，我们将首先介绍水凝胶的基本概念、分类及其主要性质。
随后，我们将详细阐述水凝胶的制备方法，包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等，并对各种方法的优缺点进行比较分析。
在此基础上，我们将进一步探讨水凝胶在生物医药、食品科学、农业、环境科学等领域的应用情况，包括药物载体、组织工程、农业保水剂、污水处理等。
我们将对水凝胶的研究现状和发展趋势进行总结和展望，以期为未来水凝胶的研究和应用提供有益参考。
二、水凝胶的制备方法水凝胶的制备方法多种多样，主要包括物理交联法、化学交联法和辐射交联法等。
这些方法的选择取决于所需水凝胶的性质、应用场景以及制备条件等因素。
物理交联法是一种简单且常用的水凝胶制备方法。
它通常涉及将高分子溶解在水中，然后通过温度、pH值、离子强度等物理条件的改变来诱导高分子链之间的相互作用，从而形成水凝胶。
这种方法操作简便，条件温和，但所得水凝胶的机械强度和稳定性通常较低。
化学交联法是通过化学反应在高分子链之间引入共价键来形成水凝胶的方法。
常用的化学交联剂包括多官能团单体、交联剂等。
通过调节反应条件，可以控制水凝胶的交联密度和网络结构，从而得到具有不同性质的水凝胶。
化学交联法制备的水凝胶通常具有较高的机械强度和稳定性，但制备过程可能涉及有毒物质，且反应条件较为苛刻。
辐射交联法是一种利用高能辐射（如紫外线、伽马射线等）诱导高分子链断裂和重新连接来制备水凝胶的方法。
这种方法可以在不添加任何化学试剂的情况下实现高分子链的交联，因此具有环保和简便的优点。
然而，辐射交联法对设备和操作要求较高，且可能引发高分子链的过度交联，导致水凝胶性能下降。
水凝胶在组织修复中的应用进展
水凝胶在组织修复中的应用进展水凝胶是一种具有高度水化程度的聚合物材料，其结构可以视为连续的三维网络结构，能够稳定地吸附水分子而呈现出凝胶状态。
水凝胶广泛应用于医学、生物工程、环境科学等领域，尤其是在组织修复中的应用具有巨大潜力。
本文将就水凝胶在组织修复中的应用现状、问题和未来展望进行探讨。
一、水凝胶在软组织修复中的应用软组织包括皮肤、血管、神经、肌肉等组织，具有修复周期短、血液供应充足等特点。
水凝胶材料在软组织修复中得到了广泛应用。
例如，融合氧化纤维素和明胶两种材料制成的凝胶能够加速皮肤伤口愈合，促进新血管生成和胶原蛋白沉积；而融合聚丙烯酰胺和明胶的凝胶则可以用于血管修复和曲张瘤的治疗。
除此之外，水凝胶在神经修复、肌肉修复等领域也得到广泛应用。
但是，目前水凝胶在软组织修复中仍面临一些问题。
例如，凝胶的生物相容性和生物降解性需要进一步优化，以减少材料对周围组织的刺激和损伤。
此外，凝胶的机械性能和稳定性需要优化，以保证其能够承受生物环境中的各种力学性能。
二、水凝胶在骨组织修复中的应用由于骨组织的特殊性质，水凝胶在骨组织修复中的应用较为复杂。
骨组织修复主要包括骨切除后的再生、骨折愈合和骨缺损修复等。
目前，水凝胶在这些方面的应用也正逐渐被人们所关注。
通过在水凝胶中引入钙离子、磷酸根离子等物质，可以制备出具有骨生长活性的水凝胶。
这种水凝胶可与骨组织相结合，并促进骨再生，从而在骨缺损修复、骨切除后的再生等方面得到应用。
此外，引入生物活性因子、细胞等物质也可进一步提高水凝胶的细胞相容性和治疗效果。
但是，水凝胶在骨组织修复中仍面临一些挑战。
例如，水凝胶的生物相容性和生物降解性需要进一步优化，避免其对骨组织的慢性毒性。
此外，钙离子、磷酸根离子等物质的释放速率也需要有所优化，以确保凝胶能够长期发挥作用。
三、未来展望随着技术的进步和人们对水凝胶在组织修复中的认识加深，其应用前景将更加广阔。
未来，水凝胶可望在组织修复中更好地发挥作用。
水凝胶材料的制备与生物应用研究报告
水凝胶材料的制备与生物应用研究报告一、引言水凝胶材料是一类具有高度吸水性和可逆性的材料，广泛应用于生物医学领域。
其独特的化学和物理性质使其成为生物应用的理想选择。
本研究报告旨在介绍水凝胶材料的制备方法以及其在生物应用中的潜在价值。
二、水凝胶材料的制备方法1. 化学交联法化学交联法是一种常用的水凝胶材料制备方法。
该方法通过引入交联剂，使聚合物链之间形成交联结构，从而增加材料的稳定性和吸水性能。
常用的交联剂包括甲醛、聚乙二醇二甲醚等。
此外，通过调节交联剂的浓度和反应条件，可以控制水凝胶材料的孔隙结构和吸水性能。
2. 物理交联法物理交联法是一种无需添加交联剂的水凝胶制备方法。
常用的物理交联方法包括冷冻-解冻法、热凝胶法和紫外光交联法。
其中，冷冻-解冻法通过冷冻水凝胶的方式形成交联结构，而热凝胶法则是通过温度变化引起的物理相变来实现交联。
紫外光交联法则利用紫外光的能量激发聚合物分子间的交联反应。
3. 生物交联法生物交联法是一种利用生物体内的酶或细胞来实现水凝胶材料交联的方法。
例如，通过添加适当的酶催化剂，可以使聚合物链之间发生酶催化反应，从而形成交联结构。
这种方法具有高度的生物相容性和生物活性，适用于生物医学领域的应用。
三、水凝胶材料的生物应用1. 组织工程水凝胶材料在组织工程中具有广泛的应用前景。
其高度的生物相容性和可塑性使其成为理想的组织支架材料。
通过调控水凝胶材料的孔隙结构和生物活性分子的导入，可以促进细胞的附着、增殖和分化，从而实现组织再生和修复。
2. 药物传递水凝胶材料在药物传递系统中具有重要的作用。
其高度的吸水性和可控释放性能使其成为理想的药物载体。
通过调节水凝胶材料的孔隙结构和药物的包埋方式，可以实现药物的缓释和靶向传递，提高药物的疗效和减少副作用。
3. 生物传感器水凝胶材料在生物传感器中具有广泛的应用潜力。
其高度的吸水性和可逆性使其成为理想的生物传感器材料。
通过引入生物活性分子或生物反应物质，可以实现对生物分子的高灵敏检测和定量分析。
《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》范文
《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》篇一一、引言随着生物医学技术的不断发展，伤口敷料的设计与制造逐渐成为研究的热点。
其中，多功能水凝胶因其独特的物理化学性质，在伤口敷料领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在探讨多功能水凝胶的设计原理及其在伤口敷料中的应用研究。
二、多功能水凝胶的设计原理多功能水凝胶是一种具有高吸水性、生物相容性及可调控性的高分子材料。
其设计原理主要基于聚合物的交联结构和亲水基团的引入。
通过合理的设计，可以实现水凝胶的多种功能，如止血、抗菌、促进伤口愈合等。
1. 交联结构设计：通过化学或物理交联方式，使聚合物分子链之间形成网络结构，从而提高水凝胶的机械强度和稳定性。
2. 亲水基团引入：在聚合物分子中引入亲水基团，如羧基、羟基等，以提高水凝胶的吸水性和生物相容性。
3. 功能基团修饰：通过在聚合物分子中引入具有特定功能的基团，如抗菌基团、生长因子等，使水凝胶具备多种功能。
三、多功能水凝胶在伤口敷料中的应用研究1. 止血功能：多功能水凝胶具有优异的止血性能，可以迅速封闭伤口，减少出血。
其交联网络结构能够吸附大量血液，同时释放促进凝血的生物活性物质。
2. 抗菌功能：通过在水凝胶中引入抗菌基团或药物，可以有效地抑制伤口感染。
同时，水凝胶的缓释性能可以保证药物在伤口部位持续释放，提高治疗效果。
3. 促进伤口愈合：多功能水凝胶具有良好的生物相容性和保湿性能，可以为伤口提供湿润的环境，有利于细胞的生长和繁殖。
此外，水凝胶中的生长因子等生物活性物质可以促进肉芽组织的形成和上皮细胞的增殖，加速伤口愈合。
4. 药物传递：多功能水凝胶可以作为药物传递系统，将药物直接输送到伤口部位。
通过控制药物的释放速率和释放量，可以实现药物的持续、稳定释放，提高治疗效果。
四、实验方法与结果1. 实验方法：（1）制备多功能水凝胶：采用化学或物理交联方法，制备具有不同交联结构和功能基团的水凝胶。
（2）性能测试：对制备的水凝胶进行吸水性、机械强度、生物相容性等性能测试。
抗菌水凝胶敷料的研究进展
抗菌水凝胶敷料的研究进展一、本文概述抗菌水凝胶敷料作为一种新型的生物医用材料，近年来在医疗领域的应用日益广泛。
其独特的抗菌性能以及良好的生物相容性使得其在伤口愈合、感染控制等方面展现出巨大的潜力。
本文旨在全面综述抗菌水凝胶敷料的研究进展，从抗菌水凝胶敷料的定义、分类、抗菌机制、制备方法以及临床应用等方面进行详细阐述。
本文还将对目前抗菌水凝胶敷料研究中存在的问题和挑战进行探讨，并展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴，推动抗菌水凝胶敷料的研究和发展。
二、抗菌水凝胶敷料的基础理论抗菌水凝胶敷料的研究与应用，根植于材料科学、生物医学、微生物学等多个学科交叉的理论基础。
其核心在于将水凝胶的高吸水、保水性能与抗菌剂的抗菌效果相结合，创造出一种既能提供湿润环境促进伤口愈合，又能有效抑制细菌感染的新型敷料。
水凝胶是一种由亲水性高分子通过化学或物理交联形成的三维网络结构，能够在水中迅速吸收并保留大量水分而不溶解。
这种特性使其成为理想的伤口敷料材料，因为它能够在伤口表面形成一个湿润的环境，有利于上皮细胞的迁移和增殖，促进伤口愈合。
抗菌水凝胶敷料的关键在于其抗菌性能的实现。
这通常通过在水凝胶中添加抗菌剂来实现，抗菌剂可以是无机抗菌剂（如银离子、锌离子等）、有机抗菌剂（如季铵盐、抗生素等）或天然抗菌剂（如壳聚糖、蜂胶等）。
这些抗菌剂通过破坏细菌的细胞壁、抑制细菌的代谢或干扰细菌的DNA复制等方式，达到杀灭或抑制细菌生长的目的。
抗菌水凝胶敷料还需要具备良好的生物相容性和生物降解性。
生物相容性是指材料在与生物体接触时，不会引起生物体的排异反应或毒性反应。
生物降解性则是指材料能够在生物体内或体外环境中逐渐分解，避免对生物体造成长期负担。
抗菌水凝胶敷料的研究进展不仅取决于水凝胶和抗菌剂的性能优化，还需要关注敷料的生物相容性和生物降解性。
未来，随着材料科学和生物医学的不断发展，抗菌水凝胶敷料有望在伤口愈合领域发挥更大的作用。
水凝胶应用现状及研究进展
水凝胶应用现状及研究进展作者：杨家杰来源：《西部论丛》2018年第12期摘要：水凝胶（Hydrogel）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。
本文主要叙述了水凝胶的研究历史、形成原理、分类、制法，简要介绍了其应用现状，并对展望其研究进展。
关键词：水凝胶高分子材料研究应用一、研究历史1、美国约翰·霍普金斯大学医学院报告称，他们开发出一种新型水凝胶生物材料，在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞，能帮助刺激病人骨髓产生干细胞，长出新的软骨。
在临床试验中，新生软骨覆盖率达到86%，术后疼痛也大大减轻。
论文发表在2013年1月9日出版的《科学·转化医学》上。
2、埃里希还说，研究小组正在开发下一代移植材料，水凝胶和黏合剂就是其中之一，二者将被整合为一种材料。
此外，她们还在研究关节润滑和减少发炎的技术。
3、加拿大最新的研究显示，水凝胶（Hydrogel）不仅有利于干细胞（Stem cell）移植，也可加速眼睛与神经损伤的修复。
研究团队指出，像果冻般的水凝胶是干细胞移植的理想介质，可以帮助干细胞在体内存活，修复损伤组织。
4、中国科学院兰州化学物理所研究员周峰课题组利用分子工程，设计制备出一种具有双交联网络的超高强度水凝胶，大大提高了水凝胶的机械性能。
相关研究已发表于《先进材料》。
5、据国外媒体报道，美国加州大学圣迭戈分校的纳米科学工程师日前研发出了一种凝胶，这种凝胶中含有能够吸附细菌毒素的纳米海绵。
这种凝胶有望用于治疗抗药性金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA。
这种细菌产生了对所有青霉素的抗药性，常常被称作“超级细菌”）导致的皮肤和伤口上的感染。
水凝胶在药物递送系统中的应用研究
水凝胶在药物递送系统中的应用研究水凝胶在药物递送系统中的应用研究摘要：水凝胶是一种高分子聚合物材料,具有良好的生物相容性和可控释药性能。
本文综述了水凝胶在药物递送系统中的应用研究进展。
首先介绍了水凝胶的基本特性，包括化学结构、物理性质、毒性等。
其次，总结了将水凝胶应用于药物递送系统的主要方法和技术，如水凝胶微球、水凝胶纳米粒子、水凝胶薄膜等。
接着，详细讨论了水凝胶在不同药物递送系统中的应用，包括胶束递送系统、纳米颗粒递送系统、胶囊递送系统等。
最后，展望了水凝胶在药物递送系统中的未来发展方向。
通过本文的全面综述，可以更好地了解水凝胶在药物递送系统中的应用及其潜在的临床应用前景。
关键词：水凝胶、药物递送系统、水凝胶微球、水凝胶纳米粒子、水凝胶薄膜、胶束递送系统、纳米颗粒递送系统、胶囊递送系统一、引言药物递送系统是近年来药物研究领域的热点之一。
传统的药物递送方式存在很多问题，如药物的快速代谢和排泄、低生物利用度、不良反应等。
因此，寻找一种高效且安全的药物递送系统具有重要意义。
水凝胶材料由于其独特的化学结构和物理性质，在药物递送系统中得到了广泛的应用。
本文将综述水凝胶在药物递送系统中的应用研究，以期为相关领域的进一步研究提供参考和指导。
二、水凝胶的基本特性水凝胶是一种高分子聚合物材料，具有很好的水溶性和水凝胶性。
其基本特性主要包括以下几个方面。
2.1 化学结构：水凝胶可以是天然的或合成的，其化学结构有多种，如聚合物、蛋白质、多糖等。
不同的化学结构决定了水凝胶的生物相容性和物理性质。
2.2 物理性质：水凝胶的物理性质主要包括形态、吸水性、稳定性等。
水凝胶可以呈现多种形态，如微球、纳米粒子、薄膜等。
水凝胶具有良好的吸水性能，能够吸附溶液中的药物，并通过渗透压控制释放。
水凝胶的稳定性很高，可以在体内长时间稳定地释放药物。
2.3 毒性：水凝胶材料的毒性是衡量其生物安全性的重要指标。
目前大部分水凝胶材料都被证明具有良好的生物相容性和低毒性。
水凝胶的制备及其研究进展
水凝胶的制备及其应用进展摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料，它在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
由于其特殊的结构和性能，水凝胶自人们发现以来，一直被人们广为研究。
本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展，并对水凝胶的应用前景做了一些展望。
关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。
水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。
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。
[1]正因为水凝胶的这种特性，水凝胶能够对外界环境，如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。
近年来，对水凝胶的研究逐渐深入。
水凝胶的应用也越来越广泛，不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途，而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。
一、水凝胶的制备（一）PVA水凝胶的制备上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。
由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。
PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。
龚桂胜，钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶，研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。
他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大，高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低；这与低浓度的水凝胶相反。
徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶，再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。
实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能，并且可以用于人工敷料的制备。
《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》
《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》一、引言随着医疗技术的不断发展，伤口敷料的设计与性能成为了研究的重要方向。
其中，多功能水凝胶因其独特的物理化学性质，在伤口敷料领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在探讨多功能水凝胶的设计原理及其在伤口敷料中的应用研究。
二、多功能水凝胶的设计1. 材料选择多功能水凝胶主要由天然或合成的高分子材料构成，如聚乙烯醇、壳聚糖、透明质酸等。
这些材料具有良好的生物相容性和可降解性，适合用于伤口敷料。
2. 结构设计为了实现多功能性，水凝胶的结构设计至关重要。
通过引入交联、共聚等手段，可以制备出具有不同性质和功能的水凝胶。
例如，引入亲水性基团可以提高水凝胶的吸水性能；引入药物分子或生物活性分子，可以实现药物的缓释和生物活性的传递。
3. 功能性修饰为了满足伤口敷料的需求，多功能水凝胶需要进行功能性修饰。
例如，引入抗菌、抗炎、促愈合等功能的分子或基团，以提高水凝胶的生物活性和治疗效果。
此外，还可以通过添加导电材料、光敏材料等，实现水凝胶的智能响应和光热治疗等功能。
三、多功能水凝胶在伤口敷料中的应用研究1. 创面愈合促进作用多功能水凝胶可以有效地促进创面愈合。
其具有独特的保湿性能和温和的生物相容性，可以提供一个有利于创面愈合的湿润环境。
同时，通过添加促愈合成分，如生长因子、细胞因子等，可以进一步加速创面愈合过程。
2. 抗菌和抗炎作用多功能水凝胶具有良好的抗菌和抗炎作用。
通过引入抗菌剂或抗炎药物，可以有效地抑制创面感染和炎症反应，降低患者的痛苦和风险。
此外，水凝胶的缓释性能可以保证药物在创面局部持续释放，提高治疗效果。
3. 智能响应和光热治疗功能多功能水凝胶还可以实现智能响应和光热治疗功能。
通过添加导电材料或光敏材料，可以实现水凝胶对外部刺激的响应和光热转换功能。
这有助于实现伤口敷料的智能监测和治疗，提高治疗效果和患者的生活质量。
四、结论与展望本文介绍了多功能水凝胶的设计及其在伤口敷料中的应用研究。
水凝胶的应用和研究进展剖析
电场敏感性水凝胶
目前利用电场敏感性水凝胶控制药物释放的研究尚 处于起步阶段。电场敏感性水凝胶的优点在于药物释放 速度可以通过调整电场强度来控制，简单方便；缺点在 于对电场变化的响应慢、需要可控制的电场提供装置， 而且大多数电场敏感性水凝胶需要在没有电解质的条件 下发挥作用，而在生理条件下，不容易达到要求。
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
1.按照键合方式 物理凝胶和化学凝胶
2.按照水凝胶的形状和大小 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）
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。
医用创伤敷料的优点：
不断降温，立即止痛 吸附渗液，阻隔细菌 湿性环境，促进生长 生物相容，换药不粘 不易成痂，减少疤痕
药物释放载体
由于水凝胶对低分子溶质具有较好的透过性，有良好 的生物相容性和较好的重现性，可以作为将较低的药物长 时间维持在患者体内的药物传输系统，当水凝胶被移植或 注射到生物体后，水凝胶能够维持或向体液控制释放包埋 在水凝胶中的药物，从而发挥疗效。
水凝胶敷料治疗慢性创面研究进展
国际骨科学杂志 ２０２０年７月 第４１卷 第４期 ＩｎｔＪＯｒｔｈｏｐ，Ｊｕｌｙ２５，２０２０，Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．４·综述·基金项目：国家自然科学基金青年科学基金（８１９０２２１０）、上海交通大学“转化医学交叉研究基金”青年项目（ＺＨ２０１８ＱＮＡ１２）作者单位：２００２３３， 上海交通大学附属第六人民医院骨科通信作者：韩培 Ｅ ｍａｉｌ：ｈａｎｐｅｉ＿ｃｎ＠１６３．ｃｏｍ水凝胶敷料治疗慢性创面研究进展蔡伟杰 韩培摘要 慢性创面是目前广泛存在的临床问题，给个人、家庭和社会造成了沉重的负担。
慢性创面存在感染、缺血、缺氧等复杂情况，结构功能单一的水凝胶敷料不能满足需求。
新型多功能水凝胶敷料包括生物活性水凝胶敷料、可注射水凝胶敷料和智能水凝胶敷料等。
负载抗菌剂的水凝胶敷料可延长抗生素作用时间，减少给药次数；负载细胞或细胞因子的水凝胶敷料可促进细胞增殖，加快创面血管化与再上皮化，缩短伤口愈合时间。
可注射水凝胶敷料较传统水凝胶敷料使用更加灵活，可紧密贴合创面。
而智能水凝胶敷料在以上多种新型水凝胶敷料优势的基础上，能实现创面愈合情况监测反馈及药物释放智能调控。
该文就水凝胶敷料治疗慢性创面研究进展作一综述。
关键词 水凝胶敷料；慢性创面；创面愈合；新型敷料犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ７０８３．２０２０．０４．００１ 随着人民生活水平提高以及社会老龄化进展，老年人口、慢性疾病患者人数增加，慢性创面成为广泛存在的临床问题。
慢性创面是指在机体皮肤及皮下组织损伤后，由于外部或内部因素作用，接受４周及以上的系统治疗后，仍无法通过自身组织修复过程达到结构及功能完整，且无明显愈合倾向的创面［１］。
慢性创面存在迁移不愈、治疗时间长、治疗难度大、费用高、反复发作、致残率高等问题，使患者丧失正常的生活自理能力，给个人、家庭及社会造成沉重的负担。
而水凝胶具有良好的亲水性及类细胞外基质结构，可能成为解决慢性创面愈合问题的理想敷料。
水凝胶在医学领域的研究现状
作者简介：王薇（1994-），女，硕士，助理工程师，主要研究方向为医用高分子材料。
*为通讯作者收稿日期：2022-11-02水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态下可以保持大量体积的水而不溶解，具有良好的相容性和生物降解性，被广泛的应用到药物输送、组织再生等医学领域。
本文将主要对水凝胶的制备方法、性质及应用进行综述，重点介绍水凝胶的制备方法及其在医学领域中的应用。
1 水凝胶的分类与制备根据水凝胶的键合方式的不同，水凝胶可以分为物理水凝胶和化学水凝胶。
1.1 物理水凝胶的制备物理凝胶是通过物理作用力，如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。
制备物理水凝胶通常采用的方法有：缔合交联、离子交联、氢键和疏水相互作用、结晶作用。
刘畅[1]以丙烯酰胺(AM )为亲水主单体,辛基酚聚氧乙烯10醚丙烯酸酯(OP10-AC )为疏水单体,在表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS )的水溶液中，通过自由基胶束聚合制备一系列疏水缔合水凝胶(简称HA -gels )，具有优异的性能。
Haitao Zhang 等[2]采用物理双交联法制备了聚丙烯酰胺（CMC -Fe 3+/PAAm ）双网络水凝胶。
在这种水凝胶中，Fe 3+交联羧甲基纤维素（CMC ）用作耗散能量的第一网络，疏水缔合PAAm 用作维持水凝胶完水凝胶在医学领域的研究现状王薇1,2，李丹杰1,2，李菲1,2，夏培斌1,2，王超威1,2，余刘洋1,2，杨亚杰1,2，程杰1,2，崔景强1,2 *(1.河南省医用高分子材料技术与应用重点实验室，河南 长垣 453400；2.河南驼人医疗器械研究院有限公司，河南 长垣 453400)摘要：水凝胶是一个三维网络且具有高含水量和高溶胀性的结构聚合物，可以模拟人体组织，具有良好的生物相容性，是组织工程理想的生物材料。
本文主要介绍了水凝胶在医学领域的应用现状，旨在为水凝胶在医学领域的研究和产品转化提供参考，并对水凝胶在医学领域的发展进行了展望，提出了未来可进一步研究的方向。
水凝胶材料的研究背景和发展
水凝胶材料的研究背景和发展摘要：水凝胶材料是一种新型的纳米材料，它的本质是水溶聚合物，其表面上有很多的水溶离子，能够有效地抵抗污染物的扩散。
它具有良好的膨胀性能、有机化学稳定性和表面活性能，能够有效地抵抗各种环境条件的影响，广泛应用于日常生活中的各种场合。
本文旨在系统总结水凝胶材料的研究背景和发展。
文章从水凝胶材料的特性和分类，结构与形貌，制备方法及表征技术，性能及应用等方面，对水凝胶的基本及最新发展情况进行详细阐述。
关键词：水凝胶材料；研究背景；发展1.绪论水凝胶是一种特殊的多孔介质，它表面上有大量的水溶离子，具有很强的膨胀性能，抗污染能力，表面分子表现等特点。
由于水凝胶材料具有良好的机械性能、化学稳定性、表面活性能、电磁性能和膨胀性能等，因此它广泛应用于日常生活中的各种场合，如作为过滤材料、传感器以及包装制品等。
因此，水凝胶的发展受到了人们的广泛关注。
2.水凝胶材料的特性及分类水凝胶材料是一种新型的纳米材料，它的本质是水溶聚合物，其表面上有大量的水溶离子，且具有良好的膨胀性能、有机化学稳定性、表面活性能和可控性能。
根据其分子结构的不同，水凝胶材料可以分为吸附性水凝胶材料、聚合物水凝胶材料和膨胀性水凝胶材料。
(1)吸附性水凝胶材料是指以离子能力为主要结构单元的水凝胶材料，它具有良好的热抗性、耐腐蚀性和耐洗涤性能。
(2)聚合物水凝胶材料是指在高分子底物上加入了特定的离子，使高分子发生离子交联结构变化而形成的水凝胶材料，它具有良好的抗氧化性能、耐腐蚀性和耐洗涤性能。
(3)膨胀性水凝胶材料是指以水凝胶的离子特性为主要结构单元的膨胀性水凝胶材料，它具有良好的附着力、耐久性和自清洁性能。
3.结构与形貌水凝胶材料由多孔的框架结构组成，具有多孔结构，比表面积大，具有很高的有序度和热稳定性。
水凝胶材料在显微镜下可以观察到具有多孔结构的图像，其尺寸介于纳米级和微米级之间。
4.制备方法及表征技术水凝胶材料的制备方法主要有溶剂沉淀法、水解法、放热法、离子交联法、溶剂蒸发法、自然沉积法等，表征技术有X射线衍射法（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼散射光谱（Raman）、热重分析（TGA）、显微孔洞图（PMVA）、比表面积分析（BET）等。
水凝胶的制备及应用进展
水凝胶的制备及应用进展一、本文概述水凝胶是一种由亲水性聚合物形成的三维网络结构，其能够在水中吸收并保留大量的水分而不溶解。
这种独特的性质使得水凝胶在众多领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面概述水凝胶的制备技术及其在各领域的应用进展。
我们将首先介绍水凝胶的基本概念和性质，然后详细讨论其制备方法，包括物理交联、化学交联和生物交联等。
接着，我们将重点综述水凝胶在生物医学、环境科学、农业和工业等领域的应用情况，并探讨其面临的挑战和未来的发展趋势。
通过本文的阐述，我们期望能为读者提供一个关于水凝胶制备与应用全面而深入的理解，并为其在相关领域的研究和应用提供有益的参考。
二、水凝胶的制备方法水凝胶的制备方法多种多样，这些方法的选择通常取决于所期望的水凝胶性质、应用需求以及可用的原材料。
以下将详细介绍几种常见的水凝胶制备方法。
物理交联法是一种简便且常用的水凝胶制备方法。
该方法主要通过物理相互作用，如氢键、离子键、疏水作用或链缠结等，使高分子链交联形成三维网络结构。
例如，利用聚电解质之间的静电相互作用，可以在水溶液中制备出具有优异溶胀性能和离子敏感性的水凝胶。
化学交联法是通过共价键的形成来实现高分子链之间的交联。
常用的化学交联剂包括丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯等，它们可以通过自由基聚合、缩聚或逐步聚合等方式与高分子链发生反应，形成稳定的交联结构。
化学交联法制备的水凝胶通常具有较高的机械强度和稳定性。
生物交联法利用生物酶或生物分子的催化作用，使高分子链在温和条件下发生特异性反应，形成水凝胶。
例如，利用酶促反应制备的透明质酸水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性，因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。
微凝胶聚合法是一种将单体在微乳液或微悬浮液中进行聚合的方法。
通过控制聚合条件和引发剂用量，可以制备出粒径均结构稳定的微凝胶。
这些微凝胶可以通过进一步的交联或组装形成宏观尺度的水凝胶，具有良好的力学性能和溶胀性能。
辐射交联法利用高能辐射（如紫外线、伽马射线等）引发高分子链之间的交联反应。
可注射水凝胶的研究进展.
可注射水凝胶的研究进展一、水凝胶定义水凝胶是一类能够吸收并保有大量水分的具有交联网络结构的聚合物, 在聚合物网络结构中含有亲水基团或亲水的链段, 它们在水环境中能够与水结合, 从而形成水凝胶结构,这种水凝胶结构使得亲水的小分子能够在其中进行扩散。
原位可注射水凝胶是近年来出现的新型水凝胶体系。
通过注射的方法将具有一定流动性的生物材料植入体内, 因此很容易充满整个具有不规则形状的缺损部位, 手术创伤非常微小。
该体系可由酸碱度、温度的变化或者多价离子的存在而产生溶液 -凝胶相转变,或通过共价键而形成水凝胶。
二、水凝胶分类根据水凝胶对外界刺激的应答情况, 可以分为两类化合物:一类是传统的水凝胶高分子材料, 这类水凝胶对环境的变化相对不是很敏感; 而另外一类则是对外界条件非常敏感的水凝胶高分子材料, 这类水凝胶高分子材料由于对于不同的环境条件具有不同的应答表现, 因此可以作为一种新型的智能材料来使用, 具有良好的科研和市场应用前景。
智能型水凝胶是一种可以进行传感、处理并且具有执行功能的高分子材料, 作为一种新型的智能材料, 在诸多领域有着重要的用途。
根据对外界环境条件的刺激表现出不同的响应情况可以分为:温度敏感性的水凝胶高分子材料、对于 pH 敏感性的水凝胶高分子材料、对光敏感的水凝胶高分子材料、对压力敏感的水凝胶高分子材料、对于生物分子敏感的水凝胶高分子材料、对于电场敏感的水凝胶高分子材料等。
1、温度敏感性水凝胶这一类水凝胶高分子材料的溶胀与收缩性, 对于温度的变化具有非常高的敏感度,具体表现为在较低温度下溶胀度较高,在相对较高温度下溶胀度比较低。
该凝胶具有最低临界共溶温度 (LCST , 即溶胀度的变化和温度的变化并不是线性的,在某一温度下水凝胶的体积表现为突然的收缩和膨胀。
2、 pH 敏感性水凝胶水凝胶高分子材料对于 pH 的敏感性是指其溶胀或消溶胀作用是随着 pH 值的不同而进行变化。
具有 pH 响应性的水凝胶都是通过交联而形成大分子网络, 网络中含有酸性或碱性基团,随着介质 pH 值、离子强度改变,这些基团发生电离,导致网络内大分子链段间氢键的解离,引起不连续的溶胀体积变化。
生物医用水凝胶敷料的研究现状与应用前景
按照水凝胶敷料的抗菌机理，可将其分为依靠自身 理化结构以及对细菌的相互作用产生抗菌效果的自身抗 菌水凝胶敷料，以及通过负载一定的抗菌剂对机体微环 境做出应答、控制抗菌剂的释放含量来达到抗菌作用的负 载抗菌剂水凝胶敷料两大类。目前，常见的制备方法有交 联聚合法、接枝共聚法和溶液共混法，此外，东华大学的 徐雄立还采用静电纺丝法制备了抗菌性水凝胶敷料。
壳聚糖是一种自身具有抗菌作用的生物质材料，其
纺织导报 China Textile Leader · 2018 No.5
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本期特稿 Special Feature
可通过静电作用，与带有负电荷的细菌细胞壁产生静电 吸附，从而破坏细菌细胞壁，达到抗菌的效果。壳聚糖 最常与聚乙烯醇（PVA）交联制备水凝胶，通过交联制 备的水凝胶具有良好的力学强度和交联度，满足了其在 敷料方面的应用。以PVA为基础材料，以季铵盐壳聚糖 为抗菌剂，采用溶液共混法制备的聚乙烯醇/季铵盐壳聚 糖复合水凝胶，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有良好 的抑菌作用，同时具有优良的细胞相容性，大大缩短了 创面修复时间，减少瘢痕的产生。周文婷等将胍盐低聚 物接枝到聚乙烯醇上生成PVA接枝物，并将此接枝物按 一定比例与明胶共混，制备了抗菌水凝胶敷料，对金黄 色葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率可达到99 %以上。
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第 46 卷 第 11 期2017 年 11 月Vol.46 No.11Nov .2017化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展梁 良1，张亚平2，周 瑜2，任 锦2（1.九江学院分析测试中心，江西 九江 332005；2.九江学院药学与生命科学学院，江西 九江 332005）摘 要：功能性水凝胶能够针对不同环境的变化而做出响应，在生物医药、组织工程、环境保护等领域被广泛研究。
活性聚合则拥有结构设计性强、反应控制灵活、产物均一性好的优势。
本文主要介绍了目前功能性水凝胶活性聚合的研究进展和应用情况。
关键词：功能性水凝胶；活性聚合；应用中图分类号：TQ 317 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2017)11-0030-03基金项目：九江学院科研基金项目（No.8500353）和启动基金项目（No.8879415）作者简介：梁良（1986-），男，硕士，实验师，研究方向：复合药物载体材料的合成通信联系人：任锦（1986-），女，博士，讲师，研究方向：载药体系的研究收稿日期：2017-08-07水凝胶是一种含有大量亲水基团的三维网状高分子材料，能够吸收大量的水进行溶胀。
水凝胶功能化后，面对外界环境敏感点的变化，如温度、pH 值、压力、磁力、溶剂极性等，能够实现凝胶-溶胶或者溶胀的形态变换，并在这一过程中完成设定的功能化目的。
基于水凝胶良好的生物相容性与环境友好性，以及超强的分子可设计性，其在药物传输[1]、组织工程[2]、水环境保护[3]和催化剂载体[4]等领域拥有巨大的开发潜力和发展前景。
活性聚合因不存在链转移和链终止过程，使得反应过程能够被精确控制，同时链引发速率又大于链增长速率，使产物分子量分布集中，均一性非常好，因此，使用活性聚合可以让包含各种功能基团的水凝胶被精确制造出来，产物的高一致性也提升了其运用到工业生产的可能性。
1 活性聚合1.1 原子转移自由基聚合原子转移自由基聚合（Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP）又称金属催化自由基聚合，是利用了金属催化剂具备发生可逆氧化还原反应的能力，使特定基团可以在活性种与休眠种之间自由转移，氧化-还原的往复循环实现链的增长。
该法的特点在于聚合产物结构的可设计性很强，不仅能够通过选用不同的聚合单体，还可以通过改变引发剂-卤代烷中烷烃部分的结构来设计所需要的水凝胶结构。
盛维娟课题组[5]用2-溴代丙酸乙酯为引发剂，氯化亚铜为催化剂，通过ATRP 法将具有温度响应特性的甲基丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯，以及N -羟甲基丙烯酰胺按比例共聚，再分别对共聚物进行叠氮化与炔基化处理，最后将二者交联得到温敏性水凝胶。
周应学等[6]用2-溴异丁酰溴改性的α-环糊精与溴丙酰溴封端的F127水凝胶自组装形成聚准轮烷，并以此作为大分子引发剂，通过ATRP 法将聚乙二醇二丙烯酸酯和2-甲基丙烯酸羟乙酯进行共聚，由于引发剂中烷烃部分含有引入的改性α-环糊精与凝胶大分子结构，使得产物水凝胶不仅具有交联网络的超分子结构，还获得了良好的热敏性与力学强度。
1.2 可逆加成-断裂链转移聚合可逆加成-断裂链转移聚合（Reversible Addition-Fragmentation Transfer Polymerization, RAFT）实际上是在传统的自由基聚合反应中，加入了高链转移常数的链转移剂，使链转移成为一个快速而且可逆的过程，从而实现活性种与休眠种的可逆平衡，期间链转移相对链增长的反应时间可以忽略不计。
这种活性聚合方法的优势是继承了传统自由基聚合的所有工艺和条件，拥有实现大规模工业31第 11 期化生产的基础与潜力。
刘晓暄团队[7]首先合成了链端含有三硫代碳酸酯基的链转移剂，通过光引发RAFT法，将N-异丙基丙烯酰胺和N,N-二甲基双丙烯酰胺交联共聚，并使用聚乙二醇作为制孔剂，得到能快速响应的多孔水凝胶。
刘桂廷等[8]分别选用具备温敏性的聚乙二醇甲基丙烯酸酯和具有pH敏感性的丙烯酸作为反应单体，以S-1-十二烷基-S′ -( α, α-二甲基-α-乙酸)三硫代碳酸酯为链转移剂，采用RAFT法一步合成了温度与pH值双重响应的功能性水凝胶，整个反应简单高效。
1.3 氮氧稳定自由基聚合氮氧稳定自由基聚合（Nitroxide-Mediated Free-Radical Polymerization, NMRP）是在氮氧化合物生成的自由基与链增长自由基形成休眠种后，通过高温使休眠种产生自由基，恢复为活性种，实现活性聚合。
这种聚合方式可以避免产物中存在如金属催化剂这样的杂质。
赵玮杰[9]先合成出含有烷氧基胺基团的交联剂，使用该交联剂制备出聚丙烯酸叔丁酯凝胶，加入苯乙烯后，加热使凝胶中烷氧基胺的碳氧键发生均裂，得到含氮氧自由基的活性种，引发苯乙烯聚合，再与之发生共聚后形成两嵌段凝胶，最后将叔丁酯段水解，得到聚丙烯酸-聚苯乙烯的两亲性凝胶。
1.4 氧阴离子聚合氧阴离子聚合（Oxyanion-Initiated Polymeriza-tion，OIP）的反应机理是利用醇钾等在极性溶剂中生成氧阴离子，而氧阴离子作为活性基团引发链增长，实现单体聚合。
此聚合的速率很快，并且对反应条件的要求较温和。
韩丹[10]选用萘钾引发体系，经氧阴离子聚合制备出胍盐修饰的阳离子聚合物，再分别与阴离子聚合物海藻酸钠和木质素磺酸钠通过静电作用产生物理交联，形成离子型水凝胶。
2 功能性水凝胶的应用2.1 药物传输水凝胶具备三维网络结构，存在包埋或容纳药物分子的空间，是作为药物传输载体的理想对象。
水凝胶功能化后，能够通过变换形态来响应体内特殊环境的变化，实现对负载药物缓释、控释的目的。
李聪等[11]将具有促进成骨细胞生长的甲状旁腺相关肽载入到温敏性水凝胶内，对比不同温度下的释药结果发现，20℃时，该复合物1d释放了总载药量的90%，而在生理温度37℃下，其平稳持续地释药了13d，缓释效果显著。
He等[12]采用1-溴代十二烷改性果胶得到具有pH敏感性的烷基化果胶水凝胶，以牛血清白蛋白为负载药物分子，模拟了在不同酸碱度的体液中的释放情况，发现在模拟肠液中的释放量明显大于模拟胃液中的，说明该水凝胶具备控释能力。
2.2 组织工程制备水凝胶时既可以选用不同单体进行交联聚合，也可以使用聚合物进一步接枝共聚，原料既可以是天然的也可以是人工合成的。
正是由于水凝胶制备工艺灵活，选材广泛，使得水凝胶可以具备良好的生物相容性和降解性、无毒性以及医学应用价值。
杨国慧等[13]开发出聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶作为鼻腔填充材料，并论证了其细胞相容性。
周勇课题组[14]用聚乙烯醇与天然聚合物壳聚糖制备出多孔水凝胶，再复合骨髓间充质干细胞，成功修复了兔膝关节软骨缺损。
张鸿鑫等[15]采用天然多糖海藻酸与酰肼化的聚乙二醇反应，得到具有自愈合性能的动态交联水凝胶，该材料能在生理温度下，实现切口自动愈合，可作为注射水凝胶填充生物体内被破坏的组织结构。
2.3 水环境保护水凝胶拥有庞大的分子结构，而结构中存在大量的能与重金属离子发生络合反应的功能基团，作为吸附这些离子的活性位点[16]，达到清除水体中重金属的目的。
刘婉宜等[17]制备出表面分布有胺基和羧基残基的聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶，利用这两种功能基团与重金属离子形成螯合物，分别考察了该水凝胶对Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能，发现对这4种重金属离子的最大吸附量分别为185.73mg·g-1、587.99mg·g-1、208.42mg·g-1、402.86mg·g-1。
叶满辉等[18]以戊二醛为交联剂制备得到一种具有高效吸附能力的水凝胶聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶，其对Pb2+的最大吸附量可达到972.35mg·g-1，这主要是因为聚天冬氨酸结构中含有肽键和羧基，而木质纤维素结构中又存在很多如醇羟基、酚羟基、羰基等的基团，这些功能基团均能够与重金属离子发生作用，使得该水凝胶拥有很强的吸附能力。
梁 良等：功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展2.4 催化剂载体研究者们采用水凝胶吸附或者包覆催化剂的方式，拓宽催化剂的使用范围，提升其使用效果。
刘兵等[19]用纤维素水凝胶包覆Fe3O4类Fenton纳米催化剂，使包覆后的催化剂能够在pH值为3~7的环境中降解酸性大红GR，而没有水凝胶包覆“保护”的催化剂在此条件下则没有催化降解效果。
陶倩[20]将碳酸脱水酶与温敏型水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺一起封装在反相微乳液中，当使用温度升高后，水凝胶收缩并借助疏水端吸附碳酸脱水酶，阻止其在高温时发生聚集而失去催化活性，保护效率达到83.2%。
3 结语功能性水凝胶因其能够对外界环境敏感点的变化做出响应而备受研究者关注，再加上水凝胶本身的结构特点和多方面的性能优势，使得功能性水凝胶在众多领域拥有应用前景。
近年来，关于水凝胶活性聚合的报道日渐增多，由于活性聚合的可设计性强，反应可控，产物一致性好，能够进一步挖掘功能性水凝胶的应用潜力，提升工业化生产的可行性。
然而，如何兑现这些潜力与前景，还需要不懈努力，希望在不远的将来，功能性水凝胶在日常生活生产中得到广泛应用。
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