Hydrogel

Hydrogel est un polymère qui a une teneur élevée en eau et en même temps n'est pas soluble dans l'eau. En tant que polymère, la substance est constituée de macromolécules en réseau tridimensionnel, qui gonflent au contact d'un solvant tout en conservant leur cohésion. L'hydrogel joue un rôle dans la technologie médicale pour les pansements, les lentilles et les implants.

Qu'est-ce que l'hydrogel

L'hydrogel est un polymère contenant de l'eau et en même temps insoluble dans l'eau. Les molécules d'hydrogel sont liées chimiquement pour former des réseaux tridimensionnels, par exemple par des liaisons ioniques ou covalentes. Ils peuvent également être liés physiquement pour former un réseau, par exemple par enchevêtrement de chaînes polymères. Dans l'eau, ils gonflent grâce à un composant polymère intégré et hydrophile et obtiennent ainsi une forte augmentation de volume. La cohésion du matériau reste inchangée.

Les hydrogels jouent un rôle dans un nombre considérable de développements biotechnologiques, par exemple sous la forme de lentilles de contact. En raison de leur biocompatibilité et de leurs propriétés mécaniques de type tissulaire, elles sont également idéales pour l'administration d'ingrédients actifs et le traitement des plaies.

En médecine, le terme hydrogels désigne également un pansement fait de gels à haute teneur en eau. Les gels aqueux se liquéfient sous l'action des forces mécaniques. Dans le sens des pansements, les hydrogels sont également appelés gels hydrophiles. Dans ce contexte, une distinction doit être faite entre l'hydrogel et le pansement hydrocolloïde, qui possède une matrice d'agents gonflants.

Formes, types et types

Il existe de nombreux types et formes d'utilisation des hydrogels.Les «hydrogels intelligents» sont, par exemple, des réseaux moléculaires gonflants qui se transforment en gel dans les solvants et peuvent effectuer un travail mécanique grâce à leur pouvoir gonflant. Un tel comportement intelligent n'est montré que par certains réseaux de polymères qui peuvent réagir sélectivement à un gradient de variables environnementales physiques. Des sensibilités peuvent être atteintes en ce qui concerne la température, la valeur du pH ou la concentration d'ions et de substances.

Les autres domaines d'application des hydrogels dans la technologie médicale sont les lentilles de contact souples, les lentilles intraoculaires et les implants en plastique. Ces substances correspondent à des systèmes dispersés et sont constituées d'au moins deux composants. Habituellement, l'un des composants est un solide tel qu'un agent gélifiant ou un agent épaississant. Le deuxième composant correspond généralement à l'eau, qui est utilisée comme dispersant.

Structure et fonctionnalité

L'hydrogel est un liquide gélifié, c'est-à-dire un gel qui est produit en contact avec un agent gonflant approprié, tel qu'un dérivé de cellulose. Contrairement aux oléogels, tous les hydrogels ont une teneur élevée en eau. Habituellement, la teneur totale en eau se situe entre 80 et 90 pour cent.

L'hydrogel est normalement sans graisse et possède des propriétés insolubles dans l'eau. C'est un polymère, c'est-à-dire un produit chimique composé de macromolécules. Ces macromolécules sont constituées d'un certain nombre d'unités structurelles, également appelées unités répétitives constitutionnelles.

L'adjectif «polymère» signifie littéralement «composé de parties égales». Les molécules d'un polymère ne doivent pas nécessairement être identiques. Il existe également un polymère en physiologie. Ce sont des substances qui sont synthétisées intracellulairement et servent de réserves d'énergie sous forme de protéines, d'acides nucléiques ou de substances similaires. Ils remplissent des fonctions cellulaires structurelles et sont également actifs dans le métabolisme, reconnaissent les conditions et peuvent provoquer des changements.

En tant que biopolymères, les polymères sont essentiels à la vie elle-même. Cependant, ce type de polymère doit être distingué de l'hydrogel synthétisé artificiellement. Dans l'hydrogel, les macromolécules sont liées par des liaisons ioniques ou covalentes dans un réseau tridimensionnel. D'un point de vue physique, ils sont bouclés dans un réseau de chaînes polymères. En raison des composants polymères qu'ils contiennent aux propriétés hydrophiles, ils gonflent généralement en présence d'eau jusqu'à une augmentation considérable de volume sans perdre leur cohésion dans le réseau.

Les hydrogels utilisés dans la technologie médicale sont biocompatibles et présentent des propriétés mécaniques qui rappellent les propriétés des tissus.

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Avantages médicaux et de santé

Les hydrogels sont utilisés pour administrer des ingrédients actifs appliqués localement, sont pertinents pour la technologie d'implantation et sont utilisés pour traiter les plaies sèches ou les lésions rhumatismales. En tant que pansements, les hydrogels ont un effet rafraîchissant. De plus, en raison de l'évaporation de l'eau, ils ont un effet hydratant à court terme et en même temps un effet desséchant à long terme.

Les pansements hydrogel ne sont pas une reconstitution des lipides. Ils peuvent contenir un principe actif et sont utilisés sous cette forme pour l'administration de certains médicaments pour traiter des maladies localement. Le refroidissement et la déshydratation sont souhaitables, par exemple, dans le contexte des piqûres d'insectes, des coups de soleil, des blessures sportives, des rhumatismes et des crampes nocturnes au mollet. Les hydrogels sont également utilisés dans le traitement de diverses maladies de la peau.

À leur tour, les hydrogels sans ingrédient actif sont utilisés pour le soin des plaies humides et sont principalement utilisés dans ce contexte pour les garder humides. Une telle rétention d'humidité a lieu dans le cadre d'une nécrose sèche, mais peut également favoriser la cicatrisation de plaies simples dans la phase de granulation ou d'épithélialisation. Le gel peut être appliqué seul ou fermé sous un tampon pour plaie.

L'importance des hydrogels en médecine n'est pas seulement pertinente pour le soin des plaies. Les hydrogels ont rendu possible l'invention des lentilles de contact souples et des lentilles intraoculaires, telles qu'elles sont utilisées depuis le siècle dernier. En outre, ils ont soutenu les progrès de la technologie des implants. Les implants plastiques sont utilisés par la chirurgie plastique pour remplacer les parties du corps endommagées ou complètement détruites et peuvent également être utilisés pour agrandir des parties du corps existantes, par exemple comme implants mammaires pour une augmentation mammaire.