水凝膠的合成及應用參考文檔

1、L o g o,水凝膠的合成及應用,University of Science and Technology of China,主講：池海波,組員：何泓川,李思齊,池海波,葉盛,徐暢,朱星群,葉仕凡,崔常松,楊益,孟婧,韓赫興,王楚亞,王智,李展,張宇,University of Science and Technology of China,目錄,4,水凝膠的定義,1,2,3,5,水凝膠的分類,主要合成思路,水凝膠的應用,總結與展望,一、水凝膠的定義,水凝膠是具有親水基團，在水中能夠溶脹并保持,大量水分而又不會溶解的三維網(wǎng)絡結構交聯(lián)聚合物,University of Science and

2、Technology of China,水凝膠實物圖,水凝膠結構示意圖,一、水凝膠的定義,University of Science and Technology of China,二、水凝膠的分類,University of Science and Technology of China,根據(jù)鍵合作用的不同,物理凝膠,物理凝膠是通過物理作用力如靜電作用、氫鍵、鏈的纏繞等形成的,這種凝膠是非永久性的,通過加熱凝膠可轉變?yōu)槿芤?所以也被稱為假,凝膠或熱可逆凝膠,化學凝膠,是由化學鍵交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡聚合物,是永久性的,又稱為真凝膠,二、水凝膠的分類,University of Science a

3、nd Technology of China,根據(jù)合成材料的不同,古老又新穎,根據(jù)大小和形狀的不同,宏觀兼微觀,根據(jù)對外界刺激的響應,傳統(tǒng)且智能,合成水凝膠：聚氧化乙烯，聚乙二醇，聚乙烯醇,宏觀水凝膠：柱狀，膜狀，多孔海綿狀，纖維狀，球狀,微觀水凝膠：納米級，微米級,傳統(tǒng)水凝膠：無響應或響應不明顯,環(huán)境敏感的水凝膠,pH,溫度，光，電，壓力等,天然水凝膠：瓊脂糖，膠原，海藻酸鹽,三、主要合成思路,University of Science and Technology of China,化學交聯(lián),3,2,物理交聯(lián),3,1,1,物理交聯(lián),University of Science and Tec

4、hnology of China,通過氫鍵發(fā)生交聯(lián),1,從兩親性接枝和嵌段聚合物,2,通過結晶發(fā)生交聯(lián),3,通過離子相互作用交聯(lián),4,通過蛋白質(zhì)相互作用交聯(lián),5,2,化學交聯(lián),University of Science and Technology of China,通過互補基團的化學反應交聯(lián),1,通過高能量輻射交聯(lián),2,通過自由基聚合交聯(lián),3,利用酶交聯(lián),4,3,合成方法實例（光固法,熱固法,University of Science and Technology of China,單體,預聚物,水凝膠,光,固,法,加,熱,熱,固,法,3,合成方法實例,University of Scien

5、ce and Technology of China,四、水凝膠應用實例,University of Science and Technology of China,1,水凝膠傷口涂敷材料,University of Science and Technology of China,水凝膠傷口敷料,水凝膠傷口敷料的優(yōu)點,1,防止體液損失,2,透氧,3,加速傷口愈合,1,納米銀抗菌水凝膠薄膜敷料,University of Science and Technology of China,UV,N,2,Vacuum,dry,Peel,Casted in Petri dish,Formation of

6、 hydrogel,Free standing thin film,AgNO,3,Ag,C,6,H,12,O,6,OH,AgNP,s,PVA,PAA crosslinking,AA,CS,PVA/CS/Ag hydrogel film,研,究,思,路,制備流程圖,1.0gPVA,38.6mLH,2,O,0.4g CS,在,90,下，混合攪,拌,2h,冷卻至,50,2.5mlAA,PVA/CS/AA,溶液,均勻溶液移到培養(yǎng),皿,冷卻至室溫,通,N,2,超聲,30min,攪拌均勻,在,N,2,中，紫,外光下交聯(lián),PVA/CS,水凝膠薄膜,60,下,真空干燥,24h,PVA/CS,水凝膠薄膜,15m

7、l 30mMAgNO,3,Ag,PVA/CS,15ml 30mM,C,6,H,12,O,6,和,50mM NaOH,PVA/CS/Ag,薄膜,黑暗中浸泡,6,小時,后，洗滌,室溫下反應,3,小,時，洗滌，真,空干燥,University of Science and Technology of China,1,水凝膠面膜,University of Science and Technology of China,水凝膠面膜,水凝膠面膜的優(yōu)點,1,柔軟，和面部契合度高,2,無刺激，生物相容性好,3,鎖水，保持皮膚水嫩光滑,膚若,凝脂,溫泉水滑洗,凝脂,2,藥物緩釋水凝膠,University o

8、f Science and Technology of China,水凝膠藥物緩釋的優(yōu)點,1,無毒,2,生物相容性好,3,優(yōu)異的藥物負載能力，化學,結構穩(wěn)定,4,快速的溶脹和去溶脹速率，刺,激響應性好,5,可在人體里溶解，從而被排出,2,藥物緩釋水凝膠,University of Science and Technology of China,靶向定位,千軍萬馬奪上將首級,水凝膠包覆,事了拂衣去，深藏功與名,3,水凝膠,3D,打印,University of Science and Technology of China,美劇西部世界片頭,3,水凝膠,3D,打印,University of S

9、cience and Technology of China,水凝膠,3D,打印示意,4,水凝膠隱形眼鏡,University of Science and Technology of China,加拿大多倫多大學研究人員開發(fā)出,一種新型水凝膠生物材料，有助于保,持細胞活性，也能使它們更好地結合,成組織。試驗顯示，運用這一材料能,在一定程度上改善視力，甚至逆轉失,明,研究人員用干細胞培養(yǎng)了感光受體,把它們裝入水凝膠注射到失明小鼠的,眼睛里。隨著越來越多的細胞存活,生長在一起，小鼠在一定程度上恢復,了視力,此外，當水凝膠把細胞送到指定地,點后，就會溶解并在幾周內(nèi)被身體吸,收,五、總結與展望,Un

10、iversity of Science and Technology of China,水凝膠的廣泛應用,對人體,面膜”“人工軟骨”“藥物緩釋”“傷口涂敷,有面子，有里子，有底子，文武雙全，內(nèi)外兼修,對自然,水土保濕劑”“重金屬吸附劑”“霧霾吸收劑,有青山，有綠水，有藍天，春回大地，錦繡河山,人與自然和諧相處,五、部分參考文獻,University of Science and Technology of China,1,Dickey,M,D,Hydrogel,composites,Shaped,after,printJ,Nature,materials,2016,15(4,379,380,2

11、,Ozay, H., Sahin, O., Koc, O. K., 91:693,8,4,Li,Yuhui,Huang,Guoyou,Zhang,Xiaohui,Li,Baoqiang,Chen,Yongmei,Lu,Tingli,Lu,Tian,Jia,n,Xu,Feng,Magnetic,hydrogels,and,their,potential,biomedical,applications,Adv,Funct,Mater,2,013;23(6):660,72,5,Liu M, Ishida Y,Ebina,Y,et al. An anisotropic hydrogel,with electrostatic repulsion between,cofacially,aligned nanosheetsJ. Nature, 2015, 517(7532): 68-72,6,Akhtar, M. F., Hanif, M., & Ra