הידרוג הוא פולימר הנושא תוכן גבוה של מַיִם ויחד עם זאת אינו מסיס במים. כפולימר, החומר מורכב ממקרומולקולות ברשת תלת מימדית שתופחות במגע עם ממס תוך שמירה על לכידות. הידרוג ממלא תפקיד בטכנולוגיה רפואית עבור חבישת פצעים, עדשות ו שתלים.
מה זה הידרוג'ל?
בשל התאימות הביולוגית שלהם ותכונות מכניות דמויי רקמות, הידרוג'ים הם אידיאליים למסירת תרופות טיפול בפצע. הידרוג'ל הוא פולימר המכיל מַיִם והוא גם לא מסיס במים. הידרוג מולקולות מקושרים כימית ליצירת רשתות תלת מימד, למשל על ידי קשרים יוניים או קוולנטיים. הם יכולים גם להיות מקושרים פיזית ליצירת רשת, למשל על ידי הסתבכות של שרשראות פולימריות. ב מַיִם, הם מתנפחים בגלל רכיב פולימר משולב והידרופילי וכך מקבלים עלייה גבוהה ב כֶּרֶך. הלכידות החומרית נותרת ללא שינוי. הידרוג'ים ממלאים תפקיד במספר לא מבוטל של התפתחויות ביוטכנולוגיות, למשל בצורה של עדשות מגע. התאימות הביולוגית שלהם ותכונות מכניות דמויי רקמות הופכות אותם לאידיאליים למשלוח תרופות טיפול בפצע. ברפואה, למשל, המונח הידרוגלים מתייחס גם לחבישה של פצעים העשויה ג'לים בעלי תכולת מים גבוהה. מימית ג'לים נוזלים תחת פעולת כוחות מכניים. במשמעות של חבישת פצעים, הידרוג נקרא גם הידרופילי ג'לים. בהקשר זה יש להבדיל בין הידרוג'ל חבישה הידרוקולואידית, שיש בו מטריצה של חומרי נפיחות.
טפסים, סוגים וסוגים
מגוון רחב של סוגים ושימושים קיימים של הידרוג. "הידרוגים חכמים", למשל, הם נפיחות רשתות מולקולריות שהופכות לג'ל בממס ויכולות לבצע עבודה מכנית באמצעות כוח הנפיחות שלהן. התנהגות חכמה מסוג זה מוצגת רק על ידי רשתות פולימר מסוימות שיכולות להגיב באופן סלקטיבי לשיפוע של משתנים סביבתיים פיזיים. ניתן להשיג רגישויות לטמפרטורה, pH, או יון וחומר ריכוז. יישומים אחרים של הידרוג בטכנולוגיה רפואית כוללים רך עדשות מגע, עדשות תוך עיניות ופלסטיק שתלים. חומרים אלה תואמים מערכות פיזור ומורכבים משני מרכיבים לפחות. בדרך כלל, אחד המרכיבים הוא חומר מוצק כגון חומרי ג'ל או מעבים. המרכיב השני תואם בדרך כלל מים המשמשים כמפיץ.
מבנה ואופן פעולה
ההידרוג'ל הוא נוזל ג'ל, כלומר ג'ל המיוצר במגע עם חומר נפיחות מתאים, כמו נגזרת תאית. שלא כמו oleogels, כל hydrogels יש תכולת מים גבוהה. ככלל, תכולת המים הכוללת היא בין 80 ל -90 אחוז. הידרוג הוא בדרך כלל ללא שומן ובעל תכונות שאינן מסיסות במים. זהו פולימר, כלומר חומר כימי המורכב ממקרומולקולות. מקרומולקולות אלה מורכבות ממספר מסוים של יחידות מבניות, המכונות גם יחידות חוזרות חוקתיות. התואר "פולימר" פירושו המילולי הוא "בנוי מחלקים שווים". ה מולקולות של פולימר לא חייבים להיות זהים. פולימר קיים גם בפיזיולוגיה. אלה הם חומרים מסונתזים תוך תאיים המשמשים כמאגרי אנרגיה בצורה של חלבונים, חומצות גרעין או חומרים דומים. הם ממלאים תפקודי תאים מבניים ופעילים גם בחילוף החומרים, מזהים מצבים ויכולים לחולל שינויים. כפולימרים ביולוגיים, פולימרים חיוניים לחיים עצמם. עם זאת, יש להבדיל בין סוג זה של פולימר לבין ההידרוג'ל המסונתז באופן מלאכותי. בהידרוג'ל מקרו-מולקולות מקושרות על ידי קשרים יוניים או קוולנטיים לרשת תלת מימד. מבחינה פיזית הם מסתבכים כדי ליצור רשת של רשתות פולימר. בשל רכיבי הפולימר בעלי התכונות ההידרופיליות שהם מכילים, הם בדרך כלל תופחים בנוכחות מים לגידול ניכר ב כֶּרֶך בלי לאבד את הלכידות שלהם ברשת. הידרוגים רפואיים הם תואמים ביולוגיים ומציגים תכונות מכניות המזכירות רקמות.
יתרונות רפואיים ובריאותיים
הידרוגים משמשים לניהול חומרים מקומיים, רלוונטיים לטכניקות השתלה ומשמשים לטיפול ביובש פצעים או נגעים ראומטיים. כתחבישות פצעים, להידרוגלים יש אפקט קירור. בנוסף, עקב אידוי המים הם מציגים השפעות לחות לזמן קצר ובאותה עת משפיעים על ייבוש בטווח הארוך. חבישות פצעי הידרוג'ל אינן משמנים מחדש. הם עשויים להכיל חומר פעיל ומשמשים בצורה זו למתן תרופות מסוימות לטיפול במחלות באופן מקומי. קירור וייבוש רצוי, למשל, בהקשר של עקיצות חרקים, כוויית שמש, פציעות ספורט, שיגרון, ועגל לילי התכווצויות. הידרוגים משמשים כיום גם לטיפול במגוון עור מחלות. בתורו, מימנים ללא חומרים פעילים משמשים ללחות טיפול בפצע ובהקשר זה משמשים בעיקר לשמירה פצעים לַח. לחות כזו מתרחשת בהקשר של נמק יבש, אך יכולה גם לתמוך בריפוי של פשוט פצעים בשלב הגרנולציה או האפיתליזציה. ניתן למרוח את הג'ל בפני עצמו או להניח אותו תחת השלכת פצע. עם זאת, חשיבותם של הידרוגלים ברפואה אינה רלוונטית רק לטיפול בפצעים. הידרוג'ים אפשרו את המצאת הרך עדשות מגע ועדשות תוך עיניות, שהיו בשימוש מאז המאה הקודמת. הם תמכו גם בהתקדמות בטכנולוגיית ההשתלה. פלסטיק שתלים מיושמים על ידי מנתחים פלסטיים להחלפת חלקי גוף פגומים או נהרסים לחלוטין ויכולים לשמש גם להגדלת חלקי גוף קיימים, כגון שתלי חזה ל הגדלת חזה.
