Hidrogel

Hidrogel é um polímero que possui um alto teor de água e ao mesmo tempo não é solúvel em água. Como polímero, a substância consiste em macromoléculas em uma rede tridimensional, que incham em contato com um solvente e ainda assim retêm sua coesão. O hidrogel desempenha um papel importante na tecnologia médica para curativos, lentes e implantes.

O que é hidrogel

O hidrogel é um polímero contendo água e ao mesmo tempo insolúvel em água. As moléculas de hidrogel são quimicamente ligadas para formar redes tridimensionais, por exemplo, por ligações iônicas ou covalentes. Eles também podem ser fisicamente ligados para formar uma rede, por exemplo, enredando cadeias de polímero. Na água, eles incham devido a um componente de polímero hidrofílico embutido e, assim, obtêm um grande aumento de volume. A coesão do material permanece inalterada.

Os hidrogéis desempenham um papel em um número considerável de desenvolvimentos biotecnológicos, por exemplo, na forma de lentes de contato. Devido à sua biocompatibilidade e propriedades mecânicas semelhantes às do tecido, eles também são ideais para administrar ingredientes ativos e tratar feridas.

Na medicina, o termo hidrogéis também significa um curativo feito de géis com alto teor de água. Os géis aquosos se liquefazem sob a ação de forças mecânicas. No significado de curativos para feridas, os hidrogéis também são referidos como géis hidrofílicos. Nesse contexto, deve ser feita uma distinção entre o curativo de hidrogel e hidrocolóide, que possui uma matriz de agentes intumescentes.

Formas, tipos e tipos

Existem muitos tipos e formas diferentes de uso de hidrogéis."Hidrogéis inteligentes" são, por exemplo, redes moleculares de expansão que se transformam em um gel em solventes e podem fazer trabalho mecânico por meio de seu poder de expansão. O comportamento inteligente desse tipo só é mostrado por certas redes de polímero que podem reagir seletivamente a um gradiente de variáveis ​​ambientais físicas. As sensibilidades podem ser alcançadas em relação à temperatura, ao valor do pH ou à concentração de íons e substâncias.

Outras áreas de aplicação de hidrogéis em tecnologia médica são lentes de contato gelatinosas, lentes intraoculares e implantes plásticos. Essas substâncias correspondem a sistemas dispersos e consistem em pelo menos dois componentes. Normalmente, um dos componentes é um sólido, como um agente gelificante ou espessante. O segundo componente geralmente corresponde à água, que é usada como dispersante.

Estrutura e funcionalidade

O hidrogel é um líquido gelificado, ou seja, um gel que é produzido em contato com um agente de intumescimento adequado, como um derivado de celulose. Ao contrário dos oleogéis, todos os hidrogéis têm alto teor de água. Normalmente, o conteúdo total de água está entre 80 e 90 por cento.

O hidrogel é normalmente isento de gordura e tem propriedades insolúveis em água. É um polímero, ou seja, um produto químico constituído por macromoléculas. Essas macromoléculas são constituídas por um certo número de unidades estruturais, também chamadas de unidades constitucionais repetitivas.

O adjetivo "polímero" significa literalmente "feito de partes iguais". As moléculas de um polímero não precisam ser idênticas. Também existe polímero na fisiologia. São substâncias que são sintetizadas intracelularmente e servem como depósitos de energia na forma de proteínas, ácidos nucléicos ou substâncias semelhantes. Eles cumprem funções celulares estruturais e também são ativos no metabolismo, reconhecem condições e podem causar alterações.

Como biopolímeros, os polímeros são essenciais para a própria vida. No entanto, esse tipo de polímero deve ser diferenciado do hidrogel sintetizado artificialmente. No hidrogel, as macromoléculas são ligadas por ligações iônicas ou covalentes em uma rede tridimensional. Do ponto de vista físico, eles estão interligados para formar uma rede de cadeias poliméricas. Devido aos componentes poliméricos que contêm com propriedades hidrofílicas, geralmente aumentam de volume na presença de água, sem perder sua coesão na rede.

Os hidrogéis usados ​​na tecnologia médica são biocompatíveis e apresentam propriedades mecânicas que lembram as propriedades do tecido.

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Benefícios médicos e de saúde

Os hidrogéis são usados ​​para administrar ingredientes ativos aplicados localmente, são relevantes para a tecnologia de implantação e são usados ​​para tratar feridas secas ou lesões reumáticas. Como curativos para feridas, os hidrogéis têm um efeito refrescante. Além disso, devido à evaporação da água, têm um efeito hidratante a curto prazo e ao mesmo tempo um efeito secante a longo prazo.

Os curativos de hidrogel não são restauradores de lipídios. Eles podem conter um ingrediente ativo e são usados ​​nesta forma para a administração de certos medicamentos para tratar doenças localmente. O resfriamento e a desidratação são desejáveis, por exemplo, no contexto de picadas de insetos, queimaduras solares, lesões esportivas, reumatismo e cãibras noturnas na panturrilha. Os hidrogéis também são usados ​​no tratamento de várias doenças de pele.

Por sua vez, os hidrogéis sem ingrediente ativo são usados ​​para o tratamento de feridas úmidas e são usados ​​principalmente neste contexto para mantê-los úmidos. Essa retenção de umidade ocorre no contexto de necrose seca, mas também pode auxiliar na cicatrização de feridas simples na fase de granulação ou epitelização. O gel pode ser aplicado sozinho ou fechado sob uma compressa.

A importância dos hidrogéis na medicina não é apenas relevante para o tratamento de feridas. Os hidrogéis possibilitaram a invenção das lentes de contato gelatinosas e das lentes intraoculares, já que estão em uso desde o século passado. Além disso, eles apoiaram avanços na tecnologia de implantes. Os implantes plásticos são usados ​​pela cirurgia plástica como um substituto para partes do corpo danificadas ou completamente destruídas e também podem ser usados ​​para aumentar as partes do corpo existentes, por exemplo, como implantes de mama para aumentar os seios.