ハイドロゲル

ヒドロゲルは、親水性のポリマーチェーンのネットワークであり、水が分散媒であるコロイドゲルとして時々見られます。親水性ポリマー鎖が架橋によって結合されているため、3次元の固体が生じます。固有の架橋のため、ヒドロゲルネットワークの構造的完全性は、高濃度の水からは溶解しません。ハイドロゲルは、非常に吸収性が高く（90％以上の水を含むことができます）、天然または合成のポリマーネットワークです。

文献で「ヒドロゲル」という用語が最初に登場したのは1894年でした。ブランドPlenityで販売されているヒドロゲルは、2019年に減量に役立つことが承認されました。

用途

一般的な用途は次のとおりです。

• 組織工学の足場。足場として使用する場合、ハイドロゲルは組織を修復するためのヒト細胞を含む場合があります。細胞の3D微小環境を模倣します。
• 細胞培養にはハイドロゲルでコーティングされたウェルが使用されています
• 環境に敏感なヒドロゲル（「スマートゲル」または「インテリジェントゲル」とも呼ばれます）。これらのヒドロゲルは、pH、温度、または代謝物の濃度の変化を感知し、そのような変化の結果として負荷を解放する能力を持っています。
• 徐放性ドラッグデリバリーシステム
• 壊死組織および線維組織の吸収、脱毛、創面切除の提供
• グルコースや抗原などの特定の分子に反応するハイドロゲルは、DDSだけでなくバイオセンサーとしても使用できます。
• 尿を吸収する使い捨ておむつ、または生理用ナプキン
• コンタクトレンズ（シリコーンハイドロゲル、ポリアクリルアミド、ポリマコン）
• 架橋ポリマー（ポリエチレンオキシド、ポリAMPS、ポリビニルピロリドン）で構成されるハイドロゲルを使用したEEGおよびECG医療電極
• 水ゲル爆薬
• 直腸薬物送達および診断
• 量子ドットのカプセル化
• 豊胸手術
• 接着剤
• 乾燥地域の土壌水分を保持するための顆粒
• 火傷または他の治癒困難な創傷の治癒のためのドレッシング。創傷ゲルは、湿った環境の作成または維持に役立ちます。
• 局所ドラッグデリバリーのリザーバー。特にイオン導入により送達されるイオン性薬物（イオン交換樹脂を参照）。
• 薬物送達システムの粘膜接着特性をテストするために使用される動物の粘膜組織を模倣する材料

化学

一般的な成分には、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリレートポリマー、および親水基が豊富なコポリマーが含まれます。

また、ハイドロゲルは、水分量が多いため、天然組織に非常に近い柔軟性を備えています。応答性のある「スマート材料」として、ハイドロゲルは、pHの変化などの外部要因による刺激によって、グルコースなどの特定の化合物が環境に放出される化学システムをカプセル化できます。状態。ケモメカニカルポリマーは、ほとんどがハイドロゲルであり、刺激を受けると体積が変化し、アクチュエータまたはセンサーとして機能します。

• メディアを再生する印加電圧により作動するハイドロゲルバー（4×0.3×0.05 mmサイズ）に基づくマイクロポンプ。このポンプは、少なくとも6か月間、1.5 Vバッテリーで連続運転できます。
• 水中で自重の約100倍を保持できる、短いペプチドベースのヒドロゲルマトリックス。医療用ドレッシングとして開発されました。繊維の厚さは数十nmのオーダーで、細胞外マトリックスに見られる繊維状微小環境を模倣しています。電界放出型走査電子顕微鏡画像
• 硬さと透明性を示すために鉗子で保持された同じ短いペプチドベースのヒドロゲルの写真。

研究

天然ハイドロゲル材料は、組織工学のために調査されています。これらの材料には、アガロース、メチルセルロース、ヒアルロン酸、エラスチン様ポリペプチド、およびその他の天然由来ポリマーが含まれます。ハイドロゲルは、農薬やリン酸肥料などの農薬をゆっくりと放出し、有効性を高め、流出を減らすと同時に、砂質ロームなどの乾燥した土壌の水分保持を改善できるため、農業での使用に有望です。