Hydrogel

Hydrogel is een polymeer met een hoog watergehalte en tegelijkertijd niet in water oplosbaar. Als polymeer bestaat de stof uit macromoleculen in een driedimensionaal netwerk, die bij contact met een oplosmiddel opzwellen en toch hun samenhang behouden. Hydrogel speelt een rol in de medische technologie voor wondverbanden, lenzen en implantaten.

Wat is hydrogel

Hydrogel is een waterhoudend en tegelijkertijd in water onoplosbaar polymeer. Hydrogelmoleculen zijn chemisch gekoppeld om driedimensionale netwerken te vormen, bijvoorbeeld door ionische of covalente bindingen. Ze kunnen ook fysiek worden gekoppeld om een ​​netwerk te vormen, bijvoorbeeld door polymeerketens te verstrengelen. In water zwellen ze op door een ingebouwde en hydrofiele polymeercomponent en krijgen zo een hoge volumetoename. De materiële samenhang blijft ongewijzigd.

Hydrogels spelen een rol bij een aanzienlijk aantal biotechnologische ontwikkelingen, bijvoorbeeld in de vorm van contactlenzen. Vanwege hun biocompatibiliteit en weefselachtige mechanische eigenschappen zijn ze ook ideaal voor het toedienen van actieve ingrediënten en het behandelen van wonden.

In de geneeskunde staat de term hydrogels ook voor een wondverband gemaakt van gels met een hoog watergehalte. De waterige gels worden vloeibaar onder invloed van mechanische krachten. In de betekenis van wondverbanden worden hydrogels ook wel hydrofiele gels genoemd. Hierbij moet onderscheid worden gemaakt tussen hydrogel en hydrocolloïd verband, dat een matrix van zwelmiddelen heeft.

Vormen, soorten en typen

Er zijn veel verschillende soorten en vormen van gebruik van hydrogels."Slimme hydrogels" zijn bijvoorbeeld zwellende moleculaire netwerken die in oplosmiddelen in een gel veranderen en door hun zwellend vermogen mechanisch werk kunnen verrichten. Zo'n slim gedrag wordt alleen getoond door bepaalde polymeernetwerken die selectief kunnen reageren op een gradiënt van fysische omgevingsvariabelen. Gevoeligheden kunnen worden bereikt met betrekking tot de temperatuur, de pH-waarde of de ionen- en stofconcentratie.

Andere toepassingsgebieden voor hydrogels in de medische technologie zijn zachte contactlenzen, intraoculaire lenzen en plastic implantaten. Deze stoffen komen overeen met disperse systemen en bestaan ​​uit minimaal twee componenten. Gewoonlijk is een van de componenten een vaste stof, zoals een geleermiddel of verdikkingsmiddel. De tweede component komt meestal overeen met water, dat als dispergeermiddel wordt gebruikt.

Structuur en functionaliteit

De hydrogel is een gegeleerde vloeistof, d.w.z. een gel die wordt geproduceerd in contact met een geschikt zwelmiddel, zoals een cellulosederivaat. In tegenstelling tot oleogels hebben alle hydrogels een hoog watergehalte. Meestal is het totale watergehalte tussen de 80 en 90 procent.

Hydrogel is normaal gesproken vetvrij en heeft niet in water oplosbare eigenschappen. Het is een polymeer, d.w.z. een chemische stof die bestaat uit macromoleculen. Deze macromoleculen zijn opgebouwd uit een bepaald aantal structurele eenheden, ook wel constitutionele herhalende eenheden genoemd.

Het adjectief "polymeer" betekent letterlijk "opgebouwd uit gelijke delen". De moleculen van een polymeer hoeven niet identiek te zijn. Er is ook polymeer in de fysiologie. Dit zijn stoffen die intracellulair worden gesynthetiseerd en dienen als energiereserves in de vorm van eiwitten, nucleïnezuren of soortgelijke stoffen. Ze vervullen structurele celfuncties en zijn ook actief in de stofwisseling, herkennen aandoeningen en kunnen veranderingen veroorzaken.

Als biopolymeren zijn polymeren essentieel voor het leven zelf. Dit type polymeer moet echter worden onderscheiden van de kunstmatig gesynthetiseerde hydrogel. In de hydrogel zijn de macromoleculen verbonden door ionische of covalente bindingen in een driedimensionaal netwerk. Fysiek gezien zijn ze met elkaar verweven om een ​​netwerk van polymeerketens te vormen. Vanwege de polymeercomponenten die ze bevatten met hydrofiele eigenschappen, zwellen ze meestal in aanwezigheid van water tot een aanzienlijke toename in volume zonder hun cohesie in het netwerk te verliezen.

De hydrogels die in de medische technologie worden gebruikt, zijn biocompatibel en vertonen mechanische eigenschappen die doen denken aan de eigenschappen van weefsel.

Uw medicatie vindt u hier

Medische en gezondheidsvoordelen

Hydrogels worden gebruikt om lokaal aangebrachte actieve ingrediënten toe te dienen, zijn relevant voor implantatietechnologie en worden gebruikt om droge wonden of reumatische laesies te behandelen. Als wondverbanden hebben hydrogels een verkoelend effect. Bovendien hebben ze door de verdamping van water een kortstondig hydraterend effect en hebben ze tegelijkertijd een uitdrogend effect op de lange termijn.

Hydrogel-wondverbanden vullen de lipiden niet aan. Ze kunnen een actief ingrediënt bevatten en worden in deze vorm gebruikt voor de toediening van bepaalde medicijnen om lokaal ziekten te behandelen. Afkoeling en uitdroging zijn bijvoorbeeld wenselijk bij insectenbeten, zonnebrand, sportblessures, reuma en nachtelijke kuitkrampen. Hydrogels worden ook gebruikt bij de behandeling van verschillende huidaandoeningen.

De actieve ingrediëntvrije hydrogels worden op hun beurt gebruikt voor vochtige wondverzorging en worden in deze context voornamelijk gebruikt om ze vochtig te houden. Dergelijke vochtretentie vindt plaats in de context van droge necrose, maar kan ook de genezing van eenvoudige wonden tijdens de granulatie- of epithelisatiefase ondersteunen. De gel kan alleen worden aangebracht of onder een wondkussen worden gesloten.

Het belang van hydrogels in de geneeskunde is niet alleen relevant voor wondverzorging. Hydrogels hebben de uitvinding van zachte contactlenzen en intraoculaire lenzen mogelijk gemaakt, zoals ze al sinds de vorige eeuw worden gebruikt. Bovendien hebben ze de vooruitgang in de implantaattechnologie ondersteund. Plastische implantaten worden door plastische chirurgie gebruikt ter vervanging van beschadigde of volledig vernielde lichaamsdelen en kunnen ook dienen om bestaande lichaamsdelen te vergroten, bijvoorbeeld als borstimplantaten bij borstvergroting.