高分子水凝胶简介PPT幻灯片课件
合集下载
水凝胶的研究进展 ppt课件
PPT课件
水凝胶的研究进展
报告人 ： 指导人：
1
PPT课件 2
PPT课件 3
PPT课件
什么是水凝胶？
4
PPT课件
日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
5
PPT课件
抗旱保水剂
6
PPT课件
西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
7
隐形眼镜
PPT课件
口服控释药物剂型
人造肌肉
8
尿片
PPT课件
卫生巾
9
PPT课件
22
PPT课件
（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
23
PPT课件
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
29
PPT课件
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。
水凝胶的研究进展
报告人 ： 指导人：
1
PPT课件 2
PPT课件 3
PPT课件
什么是水凝胶？
4
PPT课件
日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
5
PPT课件
抗旱保水剂
6
PPT课件
西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
7
隐形眼镜
PPT课件
口服控释药物剂型
人造肌肉
8
尿片
PPT课件
卫生巾
9
PPT课件
22
PPT课件
（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
23
PPT课件
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
29
PPT课件
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。
水凝胶简介PPT学习教案
模拟胃液( SGF，pH = 1.2) 模拟肠液( SIF，pH = 7.4)
第15页/共18页
水凝胶
光响应水凝胶 电场响应水凝胶 盐响应水凝胶 压敏水凝胶 热敏水凝胶 ……
形状记忆材料 人工肌肉 人工爬虫 细胞培养 人工关节 调光材料 人工细胞 化学机械器件
……
2021/8/25
第16页/共18页
第14页/共18页
2021/8/25
pH敏感性水凝胶 P( MAPOSS-co-AA) 网络孔径要明显小于 PAA 水凝胶的网络孔径。 该 共 聚 水 凝 胶具有 良好的 pH敏感 性，且少量MAPOSS 的加入能降低水凝胶在不同 pH 值条件下的溶胀比。同时，MAPOSS的 加入明 显降低 了载药 水凝胶 中的药 物在SGF中的 释放速 率，因 而可以 通过加 入一定 量的MAPOSS来降低 载药水 凝胶中 药物的 释放， 避免药 物对胃 的刺激 作用， 同时使 药物尽 可能多 地在肠 道释放 ，实现 药物的 定点可 控释放 ，避免 药物产 生的毒 副作用 。
2021/8/25
Thank you ！
参考文献：
[1]Walter Richtering and Brian R.Saunders,Gelarchitectures and theircomplexity,Soft Matters,2014,10,3695-3702 [2] Hydrogels for Tissue Engineering , Chemical Reviews, 2001, 101(7):1869-79 [3]陈国强 朱南康 李进进,医用水凝胶的研究进展，国外丝绸， 2009,3,26-28 [4]刘环宇 叶静仪 梁佩莹, 水凝胶的制备,化工时刊,2014,28,11-14 [5]江春梅 牟建新 刘利明 王婷婷 张春玲，pH 敏感性水凝胶 P( MAPOSS-co-AA) 的制备及药物缓释性能，高分子材料科学与工程， 2014，第 30 卷第 3 期 [6]王 袄 张黎明，医用高分子水凝胶的设计与合成 ，功能高分子学 报，2004，Vol.17,No.4
第15页/共18页
水凝胶
光响应水凝胶 电场响应水凝胶 盐响应水凝胶 压敏水凝胶 热敏水凝胶 ……
形状记忆材料 人工肌肉 人工爬虫 细胞培养 人工关节 调光材料 人工细胞 化学机械器件
……
2021/8/25
第16页/共18页
第14页/共18页
2021/8/25
pH敏感性水凝胶 P( MAPOSS-co-AA) 网络孔径要明显小于 PAA 水凝胶的网络孔径。 该 共 聚 水 凝 胶具有 良好的 pH敏感 性，且少量MAPOSS 的加入能降低水凝胶在不同 pH 值条件下的溶胀比。同时，MAPOSS的 加入明 显降低 了载药 水凝胶 中的药 物在SGF中的 释放速 率，因 而可以 通过加 入一定 量的MAPOSS来降低 载药水 凝胶中 药物的 释放， 避免药 物对胃 的刺激 作用， 同时使 药物尽 可能多 地在肠 道释放 ，实现 药物的 定点可 控释放 ，避免 药物产 生的毒 副作用 。
2021/8/25
Thank you ！
参考文献：
[1]Walter Richtering and Brian R.Saunders,Gelarchitectures and theircomplexity,Soft Matters,2014,10,3695-3702 [2] Hydrogels for Tissue Engineering , Chemical Reviews, 2001, 101(7):1869-79 [3]陈国强 朱南康 李进进,医用水凝胶的研究进展，国外丝绸， 2009,3,26-28 [4]刘环宇 叶静仪 梁佩莹, 水凝胶的制备,化工时刊,2014,28,11-14 [5]江春梅 牟建新 刘利明 王婷婷 张春玲，pH 敏感性水凝胶 P( MAPOSS-co-AA) 的制备及药物缓释性能，高分子材料科学与工程， 2014，第 30 卷第 3 期 [6]王 袄 张黎明，医用高分子水凝胶的设计与合成 ，功能高分子学 报，2004，Vol.17,No.4
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。
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。
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。
最新水凝胶在生物医学领域中的应用(课件)..ppt课件
人工玻璃体
• 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水凝胶是第一个用 作病变的玻璃体替代物的合成高聚物。作 为一种优异的病变玻璃体替代物，PVP水凝 胶具有良好的生物相溶性和生物物理光学
特性，其网状支架对眼球内的新陈代谢成 分具有良好的通透性。另外，PVP水凝胶具 有粘弹性，表现出良好的内填充作用，可 以封闭裂孔，展平视网膜。
• 根据作业成本核算和管 理层对成本信息提供的 需求，健全全局作业成 本分析报告
输出成果： • 未来成本预算 模型的涵盖范
围文档
• 成本预算的标 准模板
• 主要输配售电 网络考核指标
• 作业成本分析 报告
分步实施作业成本法优缺点
在建立作业成本管理体系过程中，通常由于下列原因考虑采用分步实施作业法… ➢由于项目实施时间较长，涉及部门较多，参与项目的部门及人员在时间上难以进行 配合 ➢管理层担心各业务部门同时实施作业法对企业日常经营活动造成影响 ➢相关部门人员对作业成本法的原理和方法缺乏了解，各部门人员的素质也相对参差 不其，对项目执行造成困难 ➢公司对项目的预算不足，资金投入限制了实施范围 ➢其它资源的限制
③ 何尚锦等利用温度及pH双重敏感水凝 胶—乙烯基吡咯烷酮-丙烯酸共取物与聚乙 二醇半互穿网络水凝胶为载体对抗癌药5-氟 脲嘧啶（5-FU）进行包埋。分别在模拟的 胃液和肠液，37℃下进行体外释药研究，已 获得良的效果。 ④ 朱雪燕等利用合成的温度及pH敏感共聚 凝胶PNIPA-CO-AAC,并在模拟人体体温和 胃肠液pH值的条件下进行了药物（阿司匹 林）缓释实验，已取得了较好的结果。
• 随着人民购买力提高，保健意识增强，今 后国内药品市场每年将以5000万美元幅度增 加。
• ……
医药控制释放材料
• 目的：使药物在需要时间和时间间隔内对 需要剂量释放至所需部位，防止药物失活。
• 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水凝胶是第一个用 作病变的玻璃体替代物的合成高聚物。作 为一种优异的病变玻璃体替代物，PVP水凝 胶具有良好的生物相溶性和生物物理光学
特性，其网状支架对眼球内的新陈代谢成 分具有良好的通透性。另外，PVP水凝胶具 有粘弹性，表现出良好的内填充作用，可 以封闭裂孔，展平视网膜。
• 根据作业成本核算和管 理层对成本信息提供的 需求，健全全局作业成 本分析报告
输出成果： • 未来成本预算 模型的涵盖范
围文档
• 成本预算的标 准模板
• 主要输配售电 网络考核指标
• 作业成本分析 报告
分步实施作业成本法优缺点
在建立作业成本管理体系过程中，通常由于下列原因考虑采用分步实施作业法… ➢由于项目实施时间较长，涉及部门较多，参与项目的部门及人员在时间上难以进行 配合 ➢管理层担心各业务部门同时实施作业法对企业日常经营活动造成影响 ➢相关部门人员对作业成本法的原理和方法缺乏了解，各部门人员的素质也相对参差 不其，对项目执行造成困难 ➢公司对项目的预算不足，资金投入限制了实施范围 ➢其它资源的限制
③ 何尚锦等利用温度及pH双重敏感水凝 胶—乙烯基吡咯烷酮-丙烯酸共取物与聚乙 二醇半互穿网络水凝胶为载体对抗癌药5-氟 脲嘧啶（5-FU）进行包埋。分别在模拟的 胃液和肠液，37℃下进行体外释药研究，已 获得良的效果。 ④ 朱雪燕等利用合成的温度及pH敏感共聚 凝胶PNIPA-CO-AAC,并在模拟人体体温和 胃肠液pH值的条件下进行了药物（阿司匹 林）缓释实验，已取得了较好的结果。
• 随着人民购买力提高，保健意识增强，今 后国内药品市场每年将以5000万美元幅度增 加。
• ……
医药控制释放材料
• 目的：使药物在需要时间和时间间隔内对 需要剂量释放至所需部位，防止药物失活。
医用高分子水凝胶的设计与合成 ppt课件
溶剂含量：溶剂含量高凝胶溶胀度大，孔径大，利于分子
通过.
凝胶电荷：对粒子扩散与透pp过t课件有选择性.
5
凝胶与功能水凝胶
2 功能水凝胶 定义：对温度或环境因素的变化刺激有明确或显著应答的凝胶 分类：温敏水凝胶、pH敏水凝胶、盐敏水凝胶、光敏水凝胶、
形状记忆水凝胶 温敏水凝胶：在水或水溶液中凝胶的溶胀与收缩强烈依赖温度，
ppt课件
12
ppt课件
13
物理交联的设计与合成
1.荷电相反离子间相互作用交联
作为一种基于物理交联的设计与合成策略，一 些生物相容且可生物降解的水溶性聚电解质特别是 多糖类聚电解质与一些带相反电荷无机离子或聚离 子之间的相互作用交联(图3)已被成功用于医用多 糖基水凝胶的制备。
ppt课件
14
ppt课件
ppt课件
8
为了合成所需的水凝胶，具有良好生物相容性的 一些亲水性聚合物及其与内酯、己内酯的嵌段共聚物、 聚乳酸及其共聚物、羟乙基甲基丙烯酸酯均聚物 (PHEMA)以及键合有合成高分子支链的天然多糖接枝共 聚物等现已被广泛地用于医用水凝胶基质的构建。
不同的交联方法包括通过自由基共聚反应、结构 互补基团间化学反应进行的化学交联法以及由带相反 电荷离子间相互作用、两亲性嵌段共聚物或接枝物疏 水缔合、结晶和氢键作用引致的物理交联法则被广泛 地用于医用水凝胶的设计与合成。
图5 BPO 2‰不同交联剂的吸ppt水课件速率和重复吸水速率
41
图6 BPO 2‰反应时间36小时的吸水速率和重复吸水速率
ppt课件
42
引发剂用量
1‰
2‰
交联剂用量 0 0.1‰ 0.3‰ 0.5‰ 0 0.1‰ 0.3‰ 0.5‰
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。
水凝胶的合成及应用ppt课件
University of Science and Technology of 2C3hina
24
冷却至 50℃
2.5mlAA
搅拌均匀
PVA/CS/AA 溶液
冷却至室温， 通N2，超声 30min
均匀溶液移到培养 皿
在N2中，紫 外光下交联
60℃下，
真空干燥24h
PVA/CS水凝胶薄膜
15ml 30mM C6H12O6和 50mM NaOH
PVA/CS水凝胶薄膜
15ml 30mMAgNO3 黑暗中浸泡6小时 后，洗涤
2. Ozay, H., Sahin, O., Koc, O. K., & Ozay, O. (2016). The preparation and applications of novel phosphazene crosslinked thermo and pH responsive hydrogels. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 43, 28-35. doi: 10.1016/j.jiec.2016.07.043
17
2. 药物缓释水凝胶
靶向定位——千军万马夺上将首级 水水凝胶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。
6
三、主要合成思路
31
物理交联
32
化学交联
7
1. 物理交联
24
冷却至 50℃
2.5mlAA
搅拌均匀
PVA/CS/AA 溶液
冷却至室温， 通N2，超声 30min
均匀溶液移到培养 皿
在N2中，紫 外光下交联
60℃下，
真空干燥24h
PVA/CS水凝胶薄膜
15ml 30mM C6H12O6和 50mM NaOH
PVA/CS水凝胶薄膜
15ml 30mMAgNO3 黑暗中浸泡6小时 后，洗涤
2. Ozay, H., Sahin, O., Koc, O. K., & Ozay, O. (2016). The preparation and applications of novel phosphazene crosslinked thermo and pH responsive hydrogels. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 43, 28-35. doi: 10.1016/j.jiec.2016.07.043
17
2. 药物缓释水凝胶
靶向定位——千军万马夺上将首级 水水凝胶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。
6
三、主要合成思路
31
物理交联
32
化学交联
7
1. 物理交联
水凝胶的应用和研究进展ppt课件
水良好效果，显示出在农业生产
中的巨大作用。
ppt课件完整
16
化妆品
水凝胶面膜也叫凝水膜。顾名思义，其具有强大的凝集水 分的功能，它以水为分散介质，当把凝胶贴到皮肤上时， 受到体温的影响，凝胶内部的物理结构从固态变成液态， 并渗透到皮肤里。因此，在以水凝胶为基地材质的面膜内 注入胶原蛋白、透明质酸、熊果苷、烟酰胺等有效成分， 可制成多种功能的面膜。
ppt课件完整
13
ppt课件完整
14
退热贴
适用于各种原因引 起的发热发热辅助 治疗及物理降温， 缓发发热引起的头 痛、头晕等不适症 状，使人体产生舒 适感。对于儿童和 成人发热，可用于 紧急退热，避免发 热过度伤及脑部。
ppt课件完整
15
水土保湿剂
一种人工合成的具有超强吸水
的保湿性能的高分子聚合物，主
3.根据合成材料的不同 合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶
ppt课件完整
5
聚合物交联
从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交 联两种。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。化学交联是 在聚合物水溶液中添加交联剂,使聚合物交联成网络 聚合物水凝胶。
从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交 联法,所谓辐射交联是指辐照聚合物使主链线性分子 之间通过化学键相连接。许多水溶性聚合物可通过 辐射法制备水凝胶,如PVA、polyNI2PAAm、聚乙烯基 吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚氧乙烯(PEO) 等。
ppt课件完整
26
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。
水凝胶的研究进展(课堂PPT)
56
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， 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。
29
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。
30
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。
25
水凝胶的应用
➢ 创伤敷料 ➢ 药物载体 ➢ 角膜接触眼镜 ➢ 形状记忆材料 ➢ 组织工程支架材料 ➢ 保水抗旱
26
硅水凝胶隐形眼镜
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
32
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。
33
水凝胶在化状品中的应用
美颈水凝胶
34
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。
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， 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。
29
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。
30
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。
25
水凝胶的应用
➢ 创伤敷料 ➢ 药物载体 ➢ 角膜接触眼镜 ➢ 形状记忆材料 ➢ 组织工程支架材料 ➢ 保水抗旱
26
硅水凝胶隐形眼镜
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
32
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。
33
水凝胶在化状品中的应用
美颈水凝胶
34
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。
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
水凝胶简介 ppt课件
第一部分 水凝胶简介
水凝胶简介
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
29. Sannino A et al (2003) Biomedical application of a superabsorbent hydrogel for body water elimination in the treatment of edemas. J Biomed Mater Res A 67A(3):1016–1024
于他们远离官能团或电荷中心，结合力较弱
水凝胶简介
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%）。
bulk-crosslink显示出脆性，而表面交联则较为 tough
水凝胶简介
hydrogel applications
水凝胶简介
卫生方面 1.婴儿尿布 2.崩解剂 3.药物缓释要求：适当的溶胀能力，溶胀速率快，
药物适应性，安全，无毒，长久稳定，纯度高。在 胃液中低pH条件下可以发挥功能。 农业方面 能够吸收含有化肥的液体，抗氧化剂，温度耐受， 抗微生物，抗酸雨，土壤耐受性
水凝胶简介
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
29. Sannino A et al (2003) Biomedical application of a superabsorbent hydrogel for body water elimination in the treatment of edemas. J Biomed Mater Res A 67A(3):1016–1024
于他们远离官能团或电荷中心，结合力较弱
水凝胶简介
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%）。
bulk-crosslink显示出脆性，而表面交联则较为 tough
水凝胶简介
hydrogel applications
水凝胶简介
卫生方面 1.婴儿尿布 2.崩解剂 3.药物缓释要求：适当的溶胀能力，溶胀速率快，
药物适应性，安全，无毒，长久稳定，纯度高。在 胃液中低pH条件下可以发挥功能。 农业方面 能够吸收含有化肥的液体，抗氧化剂，温度耐受， 抗微生物，抗酸雨，土壤耐受性
- 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)。
工业用品 面。
14
农业、土建
水凝胶材料可用在农用薄膜、农业园艺用保 水材料、污泥固化、泥水添加剂、墙壁顶棚 材料等方面。 绿化沙漠是高吸水性水凝胶材 料极有潜力的用途之一 ，可通过制成保水剂 的方式实施。
15
生物医学
• 烧伤涂敷物 • 药物传输体系 • 补齿材料 • 移植 • 隐型眼镜 • 生物分子、细胞的固定化
11
载体的接枝共聚
• 水凝胶的机械强度一般较差 ， 为了改善水凝胶的机械强度 ， 可以把水凝胶接枝到具有一定强度的载体上。
• 在载体表面产生自由基是最为有效的制备接枝水凝胶的技术 ， 单体可以共价地连接到载体上。
• 通常在载体表面产生自由基的方法有电离辐射、紫外线照射、 等离子体激化原子或化学催化游离基等，其中电离辐射技术是 最常采用的产生载体表面自由基的一种技术。
6
分类
形状大小
宏观凝胶与微观 凝胶 (微球) 之 分，形状的不同 宏观凝胶又可分 为柱状、多孔海 绵状、纤维状、 膜状、球状等 , 目前制备的微球 有微米级及纳米 级之分
对外界刺激的响应情况
传统的水凝胶和环境敏
感的水凝胶 。传统的水
凝胶对环境的变化如温
度或 pH 等的变化不敏
感 ，而环境敏感的水凝
水凝胶的溶胀收缩行为通常用凝胶溶胀前后的质量 百分比表示 ,对于膜的溶胀也常用膜面积的变化表示。
4
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。
大多数水凝胶在溶胀状态下呈橡胶态 ，当水凝胶处于橡 胶态时 ,它的力学行为主要依赖于聚合物网络结构 ，在 足够低的温度下 ，这些凝胶失去橡胶弹性而表现为粘弹 性。
载体的接枝共聚
9
单体聚合并交联
• 合成水凝胶的单体很多 ,大致分为中性、酸性、碱性 3 种。水凝 胶可以由一种或多种单体采用电离辐射、紫外照射或化学引发 聚合并交联而得。 一般来说 ，在形成水凝胶过程中需要加入少 量的交联剂。
• Nogao ka等在不使用交联剂的情况下通过辐射引发使单体在水 溶液中交联合成聚 N-异丙基丙烯酰胺水凝胶 ，这种方法操作 简单 ，交联度可通过改变单体浓度及辐射条件来控制 ，无任何 添加成分 ，不会污染产品 ,可以一步完成产品的制备及消毒。 与传统方法相比 ，合成的凝胶更均匀 ，更有利于其性质的研究 及生产更方便。
5
力学性能
研究水凝胶力学性能必须很好地掌握橡胶弹性及粘弹性理论 ， 时间 ，而后者与时间有关。
通过使用描述力学行为的理论 ，能够分析聚合物的结构 ,测 定交联链间的有效分子量以及阐明弹性活动链交联成环的数 目 ,有时候也必须使用理论外推力学性能以确定所选用的材 料。
12
日用品
应用
工业用品
农业、土建
生物医学领 域
日用品
• 水凝胶作为一种高吸水性材料 ，广泛地应用于 香料载体以及纸巾等方面 ，用量不大 ，价格能 为消费者接受 ，目前用在该领域的材料主要是 交联的聚丙烯酸盐及淀粉-丙烯酸接枝聚合物。
• 水凝胶可用于油水分离、废水处理、空气过滤、 电线包裹材料、防静电、密封材料、蓄冷剂、 溶剂脱水、金属离子浓集、包装材料等诸多方
水凝胶的网络键合
分为物理凝胶和化学凝 胶。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，这种凝胶是非永久 性的，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。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， 又称为真凝胶。
8
制备
单体聚合并交联 聚合物交联
10
聚合物交联
• 从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交联两种。
• 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。
• 化学交联是在聚合物水溶液中添加交联剂 ，如在PVA 水溶液中 加入戊二醛可发生醇醛缩合反应从而使 PVA 交联成网络聚合物 水凝胶。
• 从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交联法 ，所谓辐射 交联是指辐照聚合物使主链线性分子之间通过化学键相连接。
17
药物传输体系
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 ，一般说来 ，有两 种类型的控制释放 ，一种是像凝胶涂 敷物一样释放小分子 ，另一种情况是 含有药物的聚合物基材逐渐分解 ，在 这种情况下 ，药物扩散进入周围环境 ， 由材料的生物降解速率控制。
16
烧伤涂敷物
水凝胶材料直接用于与人体组织接触 ，可防止 体外微生物的感染 ，抑制体液的损失 ，传输 氧到伤口 ，一般说来能促进伤口的愈合。 在 中欧 ，注册商标为 HDR或AQUA2GEL 的水 凝胶烧伤涂敷物 ，销售前景看好 ，这种产品 是通过辐射法制备的。 这种涂敷物也可制成喷 雾液、乳液或膏状 ,一些消炎药物也可包埋其 中 ，透过凝胶缓慢地释到受伤部位 ,加速伤口 的愈合。
水凝胶的简介
目录 水凝胶的定义 水凝胶的基本性质 水凝胶的分类 水凝胶的制备 水凝胶的应用 研究前景
2
定义
水凝胶是一种能够在水中溶胀并保持一定水 分而又不溶于水的具有三维网络结构的新型
功能高分子材料，兼有固体和液体的性质
水凝胶具有良好的生物相容性 ,自 20世纪 40 年代以来 ,有关水凝胶的合成、理化性质 以及在生物化学、医学等领域中的应用研究
十分活跃
3
性质
溶 胀 收 缩 行 为
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 , 可见凝胶的体积之所以溶胀或收缩是由于凝胶内部 的溶液与其周围的溶液之间存在着渗透压 。
胶是指自身能感知外界
环境 (如温度、pH、光、
电、压力等) 微小的变化
或刺激 ，并能产生相应
的物理结构和化学性质
变化甚至突变的一类高
分子凝胶。
7
合成材料
合成高分子水凝 胶和天然高分子 水凝胶。天然高 分子优点具有更 好的生物相容性、 对环境的敏感性 以及丰富的来源、 低廉的价格 ， 但缺点是天然高 分子材料稳定性 较差 ,易降解
14
农业、土建
水凝胶材料可用在农用薄膜、农业园艺用保 水材料、污泥固化、泥水添加剂、墙壁顶棚 材料等方面。 绿化沙漠是高吸水性水凝胶材 料极有潜力的用途之一 ，可通过制成保水剂 的方式实施。
15
生物医学
• 烧伤涂敷物 • 药物传输体系 • 补齿材料 • 移植 • 隐型眼镜 • 生物分子、细胞的固定化
11
载体的接枝共聚
• 水凝胶的机械强度一般较差 ， 为了改善水凝胶的机械强度 ， 可以把水凝胶接枝到具有一定强度的载体上。
• 在载体表面产生自由基是最为有效的制备接枝水凝胶的技术 ， 单体可以共价地连接到载体上。
• 通常在载体表面产生自由基的方法有电离辐射、紫外线照射、 等离子体激化原子或化学催化游离基等，其中电离辐射技术是 最常采用的产生载体表面自由基的一种技术。
6
分类
形状大小
宏观凝胶与微观 凝胶 (微球) 之 分，形状的不同 宏观凝胶又可分 为柱状、多孔海 绵状、纤维状、 膜状、球状等 , 目前制备的微球 有微米级及纳米 级之分
对外界刺激的响应情况
传统的水凝胶和环境敏
感的水凝胶 。传统的水
凝胶对环境的变化如温
度或 pH 等的变化不敏
感 ，而环境敏感的水凝
水凝胶的溶胀收缩行为通常用凝胶溶胀前后的质量 百分比表示 ,对于膜的溶胀也常用膜面积的变化表示。
4
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。
大多数水凝胶在溶胀状态下呈橡胶态 ，当水凝胶处于橡 胶态时 ,它的力学行为主要依赖于聚合物网络结构 ，在 足够低的温度下 ，这些凝胶失去橡胶弹性而表现为粘弹 性。
载体的接枝共聚
9
单体聚合并交联
• 合成水凝胶的单体很多 ,大致分为中性、酸性、碱性 3 种。水凝 胶可以由一种或多种单体采用电离辐射、紫外照射或化学引发 聚合并交联而得。 一般来说 ，在形成水凝胶过程中需要加入少 量的交联剂。
• Nogao ka等在不使用交联剂的情况下通过辐射引发使单体在水 溶液中交联合成聚 N-异丙基丙烯酰胺水凝胶 ，这种方法操作 简单 ，交联度可通过改变单体浓度及辐射条件来控制 ，无任何 添加成分 ，不会污染产品 ,可以一步完成产品的制备及消毒。 与传统方法相比 ，合成的凝胶更均匀 ，更有利于其性质的研究 及生产更方便。
5
力学性能
研究水凝胶力学性能必须很好地掌握橡胶弹性及粘弹性理论 ， 时间 ，而后者与时间有关。
通过使用描述力学行为的理论 ，能够分析聚合物的结构 ,测 定交联链间的有效分子量以及阐明弹性活动链交联成环的数 目 ,有时候也必须使用理论外推力学性能以确定所选用的材 料。
12
日用品
应用
工业用品
农业、土建
生物医学领 域
日用品
• 水凝胶作为一种高吸水性材料 ，广泛地应用于 香料载体以及纸巾等方面 ，用量不大 ，价格能 为消费者接受 ，目前用在该领域的材料主要是 交联的聚丙烯酸盐及淀粉-丙烯酸接枝聚合物。
• 水凝胶可用于油水分离、废水处理、空气过滤、 电线包裹材料、防静电、密封材料、蓄冷剂、 溶剂脱水、金属离子浓集、包装材料等诸多方
水凝胶的网络键合
分为物理凝胶和化学凝 胶。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，这种凝胶是非永久 性的，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。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， 又称为真凝胶。
8
制备
单体聚合并交联 聚合物交联
10
聚合物交联
• 从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交联两种。
• 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。
• 化学交联是在聚合物水溶液中添加交联剂 ，如在PVA 水溶液中 加入戊二醛可发生醇醛缩合反应从而使 PVA 交联成网络聚合物 水凝胶。
• 从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交联法 ，所谓辐射 交联是指辐照聚合物使主链线性分子之间通过化学键相连接。
17
药物传输体系
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 ，一般说来 ，有两 种类型的控制释放 ，一种是像凝胶涂 敷物一样释放小分子 ，另一种情况是 含有药物的聚合物基材逐渐分解 ，在 这种情况下 ，药物扩散进入周围环境 ， 由材料的生物降解速率控制。
16
烧伤涂敷物
水凝胶材料直接用于与人体组织接触 ，可防止 体外微生物的感染 ，抑制体液的损失 ，传输 氧到伤口 ，一般说来能促进伤口的愈合。 在 中欧 ，注册商标为 HDR或AQUA2GEL 的水 凝胶烧伤涂敷物 ，销售前景看好 ，这种产品 是通过辐射法制备的。 这种涂敷物也可制成喷 雾液、乳液或膏状 ,一些消炎药物也可包埋其 中 ，透过凝胶缓慢地释到受伤部位 ,加速伤口 的愈合。
水凝胶的简介
目录 水凝胶的定义 水凝胶的基本性质 水凝胶的分类 水凝胶的制备 水凝胶的应用 研究前景
2
定义
水凝胶是一种能够在水中溶胀并保持一定水 分而又不溶于水的具有三维网络结构的新型
功能高分子材料，兼有固体和液体的性质
水凝胶具有良好的生物相容性 ,自 20世纪 40 年代以来 ,有关水凝胶的合成、理化性质 以及在生物化学、医学等领域中的应用研究
十分活跃
3
性质
溶 胀 收 缩 行 为
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 , 可见凝胶的体积之所以溶胀或收缩是由于凝胶内部 的溶液与其周围的溶液之间存在着渗透压 。
胶是指自身能感知外界
环境 (如温度、pH、光、
电、压力等) 微小的变化
或刺激 ，并能产生相应
的物理结构和化学性质
变化甚至突变的一类高
分子凝胶。
7
合成材料
合成高分子水凝 胶和天然高分子 水凝胶。天然高 分子优点具有更 好的生物相容性、 对环境的敏感性 以及丰富的来源、 低廉的价格 ， 但缺点是天然高 分子材料稳定性 较差 ,易降解