Hydrogel: Aplikácie a zdravotné výhody

Hydrogel je polymér, ktorý nesie vysoký obsah voda a zároveň nie je rozpustný vo vode. Ako polymér pozostáva látka z makromolekúl v trojrozmernej sieti, ktoré napučiavajú v kontakte s rozpúšťadlom a stále si zachovávajú súdržnosť. Hydrogel hrá úlohu v lekárskej technológii pre obväzy na rany, šošovky a implantáty.

Čo je hydrogél?

Vďaka svojej biokompatibilite a tkanivovým mechanickým vlastnostiam sú hydrogély ideálne na dodávanie liečiva a starostlivosť o rany. Hydrogel je polymér, ktorý obsahuje voda a je tiež nerozpustný vo vode. Hydrogél molekuly sú chemicky spojené za vzniku trojrozmerných sietí, napríklad iónovými alebo kovalentnými väzbami. Môžu byť tiež fyzicky spojené za vzniku siete, napríklad zapletením polymérnych reťazcov. V vodanapučiavajú vďaka zabudovanej a hydrofilnej polymérnej zložke, a tak dosahujú vysoký nárast objem. Súdržnosť materiálu zostáva nezmenená. Hydrogély zohrávajú úlohu v značnom množstve biotechnologického vývoja, napríklad vo forme kontaktné šošovky. Ich biokompatibilita a tkanivové mechanické vlastnosti ich tiež robia ideálnymi na dodávanie liekov a starostlivosť o rany. Napríklad v medicíne sa výrazom hydrogély označuje obväz na rany vyrobený z gély ktoré majú vysoký obsah vody. Vodná gély skvapalňuje pôsobením mechanických síl. Vo význame obväzov na rany sa hydrogély nazývajú aj hydrofilné gély. V tejto súvislosti by sa mal hydrogél odlíšiť od hydrokoloidný obväz, ktorý má matricu napučiavajúcich látok.

Formy, typy a druhy

Hydrogély existujú v širokej škále typov a použití. „Inteligentné hydrogély“ sú napríklad napučiavajúce molekulárne siete, ktoré sa stávajú gélom v rozpúšťadle a môžu prostredníctvom svojej napučiavacej schopnosti vykonávať mechanickú prácu. Inteligentné správanie tohto typu prejavujú iba určité polymérne siete, ktoré môžu selektívne reagovať na gradient fyzikálnych premenných prostredia. Citlivosť je možné dosiahnuť na teplotu, pH alebo ióny a látky koncentrácie. Medzi ďalšie aplikácie hydrogélov v lekárskej technológii patrí mäkký kontaktné šošovky, vnútroočné šošovky a plasty implantáty. Tieto látky zodpovedajú disperzným systémom a pozostávajú najmenej z dvoch zložiek. Zvyčajne je jednou zo zložiek tuhá látka, ako sú napríklad gélotvorné látky alebo zahusťovadlá. Druhá zložka obvykle zodpovedá vode, ktorá sa používa ako dispergátor.

Štruktúra a režim činnosti

Hydrogél je gélová tekutina, tj. Gél vyrobený v kontakte s vhodným napučiavacím činidlom, napríklad derivátom celulózy. Na rozdiel od oleogélov majú všetky hydrogély vysoký obsah vody. Celkový obsah vody sa spravidla pohybuje medzi 80 a 90 percentami. Hydrogel je zvyčajne bez tukov a má vlastnosti nerozpustné vo vode. Je to polymér, teda chemická látka pozostávajúca z makromolekúl. Tieto makromolekuly sú tvorené určitým počtom štruktúrnych jednotiek, známych tiež ako konštituujúce opakujúce sa jednotky. Prídavné meno „polymér“ doslovne znamená „zostavené z rovnakých častí“. The molekuly polyméru nemusia byť identické. Polymér existuje aj vo fyziológii. Jedná sa o intracelulárne syntetizované látky, ktoré slúžia ako zásoby energie vo forme proteíny, nukleové kyseliny alebo podobné látky. Plnia štrukturálne bunkové funkcie a sú tiež aktívne v metabolizme, rozpoznávajú stavy a môžu spôsobiť zmeny. Ako biopolyméry sú polyméry nevyhnutné pre samotný život. Tento typ polyméru je však potrebné odlíšiť od umelo syntetizovaného hydrogélu. V hydrogéle sú makromolekuly spojené iónovými alebo kovalentnými väzbami do trojrozmernej siete. Fyzicky sú zapletené a vytvárajú sieť polymérnych reťazcov. Vďaka polymérnym zložkám s hydrofilnými vlastnosťami, ktoré obsahujú, zväčša v prítomnosti vody napučiavajú a značne sa zvyšujú objem bez straty súdržnosti v sieti. Hydrogély lekárskej kvality sú biokompatibilné a vykazujú mechanické vlastnosti pripomínajúce tkanivo.

Lekárske a zdravotné výhody

Hydrogély sa používajú na podávanie lokálne aplikovaných látok, sú relevantné pre implantačné techniky a používajú sa na ošetrenie za sucha rany alebo reumatické lézie. Ako obväzy na rany majú hydrogély chladivý účinok. Okrem toho, vďaka odparovaniu vody, vykazujú krátkodobo hydratačné účinky a súčasne pôsobia dlhodobo vysušujúco. Hydrogélové obväzy na rany sa nemazajú. Môžu obsahovať účinnú látku a v tejto forme sa používajú na miestne podávanie určitých liekov na liečenie chorôb. Chladenie a sušenie sú žiaduce napríklad v kontexte Uhryznutie hmyzom, úpal, športové zranenia, reumaa nočné teľa kŕče. Hydrogély sa dnes tiež používajú na liečbu rôznych látok koža chorôb. Na vlhké sa zase používajú hydrogély bez aktívnych zložiek starostlivosť o rany a v tejto súvislosti sa primárne používajú na uchovávanie rany vlhký. Takéto zvlhčenie sa uskutočňuje v kontexte suchých nekróz, ale môže tiež podporiť hojenie jednoduchých rany vo fáze granulácie alebo epitelizácie. Gél sa môže nanášať samotný alebo vložený kompletne pod obväz na rany. Dôležitosť hydrogélov v medicíne však nemá význam iba pre starostlivosť o rany. Hydrogély umožnili vynález mäkkého kontaktné šošovky a vnútroočné šošovky, ktoré sa používajú od minulého storočia. Podporili tiež pokrok v implantačnej technológii. Plast implantáty sú aplikované plastickými chirurgmi na náhradu poškodených alebo úplne zničených častí tela a môžu tiež slúžiť na zväčšenie existujúcich častí tela, ako napr prsné implantáty pre zväčšenie poprsia.