水凝膠：看看未來的「智能創可貼」長啥樣？

知識 08-28

養生之道網導讀：我們日常生活中的許多物品都具有水凝膠的特性，從軟性隱形眼鏡、避孕套到一次性尿布。髮膠、牙膏和植物水晶體都是用水凝膠製成的。海藻酸鈉水凝膠與蘆薈結合的傷口敷......

「智能傷口敷料」必要時可以釋放藥物，能夠對皮膚溫度的變化做出反應。如果藥物將盡，它甚至還能亮燈報警。

新的敷料可隨著身體伸展。它不僅可以在佩戴者彎曲膝蓋或肘關節時保持不移位，而且它內嵌式結構和電子儀器在拉伸時也能保持完好無損且功能正常。

設計和開發新型水凝膠敷料的研究團隊是由麻省理工學院（MIT）機械工程系XuanheZhao教授領導的。

這一研究發表於《自然材料學》雜誌上。

什麼是水凝膠？

我們日常生活中的許多物品都具有水凝膠的特性，從軟性隱形眼鏡、避孕套到一次性尿布。髮膠、牙膏和植物水晶體都是用水凝膠製成的。海藻酸鈉水凝膠與蘆薈結合的傷口敷料可以保持傷口濕潤並促進細胞再生。

來自美國馬薩諸塞州波士頓劍橋高分子集團的GavinBraithwaite指出，水凝膠是親水性的，可能含有80%或更多的水份，它具有滲透性並可以進行溶質轉運。它們還可以具有粘彈性且表面光滑。它們還對環境變化敏感。所有這些特性都使得它們具有多種功能。

因為能夠滿足多種功能的需要，水凝膠的未來一片光明，包括在脊髓再生、神經組織工程甚至器官生成等過程中發揮重要作用。

水凝膠的結構是其獲得成功的關鍵。它所具有的親水性聚合物鏈的物理或化學交聯使其可以容納或吸收水份高達其體積99%之多。

要合成水凝膠，形成其基礎的聚合物鏈要麼是化學合成的，要麼來自天然聚合物。可能是蛋白質，如膠原蛋白和明膠，也可能是多糖，如澱粉，海藻酸鈉和瓊脂糖。水凝膠的天然來源包括蝦殼和海藻。

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極高的含水量使它們柔軟、「黏糊糊的」且彈性十足，就像隱形眼鏡，其吸水性超強，如嬰兒尿布。它們也可以很脆。它們具有什麼樣的特性取決於它們的組成如何。

有一段時間，材料科學家們已經看到了水凝膠多種不同的應用潛力，他們一直在不斷擴大這種特殊物質的應用領域。

水凝膠敷料

水凝膠敷料並不是新鮮事物，它的首次出現可以追溯到20世紀50年代。然而，最新進展帶來了一些創新性的想法。

常見的水凝膠敷料包括可在管道中自由流動的凝膠和錫箔包，含飽和水凝膠的紗布墊或繃帶製劑，或是由細纖維網支撐的凝膠薄片。

水凝膠敷料提供充足水分，促進傷口癒合，並清除壞死組織。其高含水量能夠冷卻傷口，緩解疼痛。水凝膠也可以防止敷料直接粘在傷口表面。

水凝膠極富堅韌性，可以是多孔的，允許擴散，或是緻密的，這取決於它是有什麼組成的。它們可以滿足各種不同的需求。

澳大利亞卧龍崗大學將水凝膠描述為「地球上最具生物相容性的材料」。事實上，動物體主要就是由水凝膠組成的。

人體組織和合成水凝膠具有很多共同點，最新產品具有與身體組織相似的特性，使它們可以作為越來越多醫療應用的一種最佳選擇。

去年，今日醫學新聞報道了一種可以象皮膚一樣拉伸的水凝膠的最新進展。

科學家們一直致力於利用水凝膠的這些特性，希望能夠開發出一種能夠模擬生物組織及其功能的「智能材料」。

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