二、水凝胶的特点
水溶胀性，交联聚合物 亲水性，可吸水达自身重量的数千倍 三维网状结构，在水中不溶解 能够感知外界微小刺激（智能水凝胶）
水凝胶的特点：
1.它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显 著胀之后，能够继续保持其原有结构而不被溶解；
2.良好的生物相容性、优良的物理机械性能和长期 植入的稳定性；
水土保湿剂
一种人工合成的具有超强吸水和 保水释放能力的高分子聚合物， 主要成分为聚丙烯酸盐（钾盐） 和聚丙烯酰胺共聚体。能迅速吸 收比自身重量数百倍的脱离子水， 数十倍至百倍的含盐水分，控制 土壤水分蒸发，以满足植物的生 长需要、促进植物根系生长发育， 同时改善土壤结构、增加土壤活 性、减少土壤板结等。
理想的烧伤涂敷材料，应有一定的柔软性和机 械强度，具有较强的液体吸收能力，能够透过 空气，但屏蔽细菌，水凝胶容易吸收药物，并 能释放药物，不刺激伤口。辐射交联或者化学 交联的PVP能够满足上述要求。国内已有学者成 功研制了PVP烧伤涂敷材料。
医用水凝胶创伤敷料的优点：
1、不断降温、立即止痛 2、吸附渗液、阻隔细菌 3、湿性环境、加速愈合 4、生物相容、换药不粘 5、不易成痂、减少疤痕
（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
1.医药控制释放材料
2.作为组织充填材料
水
凝
3.人工玻璃体
胶
在
4.人工软骨
医
学 方
5.医用敷料
面 的
6.药物崩解剂
应 用
7.角膜接触镜材料
进 展
8.医用美容材料
9.分析和医学诊断方面
水凝胶在医学领域中的应用进展 1.医药控制释放材料
2.作为组织充填材料
作为充填材料医用聚丙烯酰胺水凝胶已广 泛用于人体各部位。
分类
传统水凝胶
这类水凝胶对环境 的变化，如PH或温 度变化不敏感
环境敏感水凝胶
这类水凝胶对温度 或PH等环境因素的 变化所给予的刺激 有非常明确或显著 的应答，能够感知 外界环境变化而发 生“体积相变”的 凝胶称为智能凝胶。 已知的外部刺激有
水凝胶的分类
水凝胶的分类
按照结合方式分类： 1.物理水凝胶，通过物理作用力结合起
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。
眼疗贴
主要用于眼部手术、眼部水肿、眼挫伤病 人的眼外部冷敷理疗以及全麻手术病人和 深昏迷病人，预防、控制暴露性角膜炎炎 的发生，使医护工作者的眼护理操作更便 利、更安全
退热
适用于各种原因引起的发热辅助的治疗及 应及物理降温，缓缓发热引起的头痛、头 晕等不适症状，使人体产生舒适感。对于 儿童和成人突然发热，可紧急退热，预防 高温惊厥，避免发热过度伤及脑部。
应用实例
①天然高强度水凝胶
②丰胸充填物
目前，一些成年女性为了提升个人女性魅力而选 择手术丰胸。手术丰胸，是对胸部填充硅胶等制 品达到丰胸目的。
③史宏伟等报道了用医用聚丙烯酰胺水凝 胶注射法治疗眼睑凹陷畸形的研究，临床 治疗眼球摘除术后眼睑凹陷23例，疗效良 好。
3.人工玻璃体
人眼正常的玻璃体为凝胶状，主要成分是 水，凝胶的基质为胶原和透明质酸。玻璃 体浑浊和视网膜脱落都可以引起视力下降 甚至失明。
水凝胶的研究进展
报告人 ： 指导人：
什么是水凝胶？
日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
抗旱保水剂
西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
隐形眼镜
口服控释药物剂型
人造肌肉
尿片
卫生巾
丰胸充填物
面膜
水凝胶降热贴
材水 料凝
胶 ， 整 形
一、水凝胶的定义
水凝胶是具有三维网络结构的交联聚合物, 它能够在水中溶胀至平衡并保持大量水分, 而又不溶解于水。水凝胶是一种重要的功 能高分子材料
关节内注射透明质酸钠凝胶治疗中早期骨性关节炎
5.医用敷料
敷料的主要类型有两种：干型如纱布；湿 型如水凝胶。PVP水凝胶是一种类似于生命 组织的高分子材料，有良好的生物相溶性， 不影响生命体的代谢过程，并且代谢产物 可通过水凝胶排出，还可根据需要将不同 药物包埋在水凝胶内，药物可缓慢持续释 放到病变区，从而达到治愈伤口或皮肤病 的目的。医用水凝胶敷料可用于皮肤创伤、 皮肤溃疡（褥疮、结核、霉菌、真菌感染 等）、烧伤、烫伤及其它皮肤病。
水凝胶在药用高分子材料进展
⑺阿达帕林凝胶:可抑制人类多形核白细胞的化学 趋化反应，并可通过抑制花生四烯酸经脂氧化反 应转化为炎症媒介物来抑制多形白细胞的代谢， 从而缓解由细胞反应介导的炎性反应。适用于寻 常痤疮的皮肤治疗。
⑻冰带是国内首创新产品，采用国际蓄能高分子 材料蓝冰研制而成的高科技绿色环保产品。蓝冰 在常温状态下呈蓝色柔软透明状胶体，热容量是 水的2-3倍，具有蓄冷降温及蓄热保暖的双重功效， 使用方便，安全。
(三)粘附性
粘附（adhesion)或称黏着或称粘接。一般 指的是同种或两种不同的物体表面相粘接 的现象。
生物粘附(bioadhesion)指的是在两个生物体 表面之间形成任何结合，或一个生物体的 表面与另外一个天然或合成材料的表面粘 结的总称。在药剂学中生物粘附一般是用 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。
水凝胶（Hydrogel）是一类具有亲水基团， 能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结 构的聚合物。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
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
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
材料特点：它是一类具有亲水基团能被水 溶胀但不溶于水的聚合物，水凝胶中的水 可使溶于其中的低分子量物质从其间渗透 扩散，具有膜的特性，类似于含大量水分 的人体组织，具有较好的生物相溶性。此 外，聚丙烯酰胺水凝胶为大分子物质，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。
⑸硅水凝胶:是一种有机高分子材料，有亲 水性，具有双位相材料构架，即拥有氟硅 和水凝胶两种通道。常被用来制作高档隐 形眼镜。
⑹磷酸铝凝胶:为抗酸性药,能中和缓冲胃酸， 使胃内pH值升高，从而缓解胃酸过多的症 状。与氢氧化铝相比，它中和胃酸的能力 较弱而缓慢，但不引起体内磷酸盐的丢 失， 不影响磷、钙平衡。凝胶剂的磷酸铝能形 成胶体保护性薄膜隔离并保护损伤组织。
⑵水凝胶具有良好的物理化学性质和生物 相容性,使其在药剂学中的应用备受重视,与 疏水聚合物相比,水凝胶与被载入其中的药 物或生物活性分子的相互作用影响极其微 小,可使被载入的物质长时间报持活性.
水凝胶在药用高分子材料进展
⑶水凝胶在药物中的应用，特别是对于蛋 白质和多肽类药物的传递上具有重要的地 位。已经有应用水凝胶的设计以达到缓释 靶向和屏蔽生物药物有害影响的目的；利 用水凝外，水凝胶可以制成具有粘附性的 制剂，促进药物的靶向给药，特别是无损 伤的给药或黏膜给药，目前比较寄以期望 的天然的聚合物（如壳聚糖）和合成单体 （如丙烯酸）都具有这方面的优势。
--------热敏的水凝胶作为原位的药物传递装
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；阳离子型
（一）溶胀性
水凝胶在水中可显著溶胀。 溶胀性（swelling)是指凝胶吸收液体后自身
体积明显增大的现象，这是弹性凝胶的重 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）
3.良好的水蒸气透过率和合适的气体(如O 2 和C O 2) 通过率,而且, 水凝胶不会和伤口粘连, 敷贴及取出 极为方便； 4.能够感知外界刺激的微小变化，如 温度、pH值、离子强度、电场、磁场等，并能够 对刺激发生敏感性的响应，常通过体积的溶胀或 收缩来实现。
水凝胶在药用高分子材料进展
⑴水凝胶对低分子的溶质具有良好的透过 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。
来，如静电作用、氢键、链的缠绕等，是 非永久性的。
2.化学水凝胶，通过化学键交联形成的 三维网络聚合物，是永久性的。 根据合成材料分类： 1.天然高分子水凝胶 2.合成高分子水凝胶 3.天然和合成高分子杂化水凝胶
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 敏感性和粘附性等