水凝胶眼贴教材课件

1全新纯天然智能高分子水凝胶眼贴2015.021全新纯天然智能高分子水凝胶眼贴2目录1水凝胶分类2水凝胶特性3

水凝胶简介冷疗法42目录1水凝胶分类2水凝胶特性3水凝胶简介冷疗法43水凝胶—新型功能高分子材料水凝胶是一种迅速发展的新型功能高分子材料。对其环境敏感性行为的研究、发展和应用具有不可估量的前途。尤其是智能型高分子水凝胶这种对外界环境变化能自动感知并能作出响应变化的特点，使其具有一系列传统材料所没有的突出性能，这类材料在分子器件、调光材料、生物医学等高新技术领域将会获得广泛应用，尤其是在药物控制释放领域。3水凝胶—新型功能高分子材料水凝胶是一种迅速发展的新型功能高4生活中水凝胶4生活中水凝胶5生活中水凝胶人造肌肉5生活中水凝胶人造肌肉6水凝胶在医学方面的应用2.作为组织充填材料4.人工软骨5.医用敷料3.人工玻璃体1.医药控制释放材料6.药物崩解剂7.角膜接触镜材料8.医用美容材料9.分析和医学诊断方面6水凝胶在医学方面的应用2.作为组织充填材料4.人工软骨5.7水凝胶的定义水凝胶（Hydrogel）是一类具有亲水基团，能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结构的聚合物。它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。水凝胶是一种重要的功能高分子材料,是当前材料科学的研究热点之一。其实凝胶内部是由固-液两相构成的分散体系，分散介质与分散相均为连续相，兼具固体和液体的性质，具一定形状，并且可以改变。7水凝胶的定义水凝胶（Hydrogel）8目录1水凝胶分类2水凝胶特性3

水凝胶简介8目录1水凝胶分类2水凝胶特性3水凝胶简介9水凝胶的分类来源：天然凝胶和合成凝胶交联方式：化学交联凝胶和物理交联凝胶，有共价键、离子键、范德华力和氢键。物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成，是非永久性的。化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物，是永久性的。9水凝胶的分类来源：天然凝胶和合成凝胶10物理交联氢键静电作用范德华力配位键10物理氢键静电作用范德华力配位键11物理凝胶由于化学凝胶往往需要外加化学引发剂，反应温度又较高，很难采用原位交联技术，而且苛刻的反应条件容易使生物分子失活，所以在药物控释方面受到很大的影响。制备物理凝胶的反应条件相对温和，在包埋药物时可以采用原位方法。因此物理交联方法被广泛地用于医用水凝胶的设计与合成。11物理凝胶由于化学凝胶往往需要外加化学引发剂，反应温度又较12水凝胶的分类

根据水凝胶大小形状的不同分类：柱状

1.宏观凝胶球状膜状纤维状多孔海绵状

2.微观凝胶微米级纳米级12水凝胶的分类根据水凝胶大小形状的不同分类：13水凝胶的结构水凝胶

一级结构

二级结构

三级结构亲水基团如羧基、酰胺基、羟基等疏水基团如烷基等轻度交联的三维网络结构呈无定形的结构13水凝胶的结构一级结构二级结构三级结构亲水基团如羧14水凝胶中的水作用：溶胀剂控制所有载物或者营养成分进入凝胶名称结合方式与物质结合水以氢键的形式与亲水基团结合界面水（或第二结合水）以范德华力与疏水基团结合起来游离水在渗透压作用下分布于聚合物链间网络中14水凝胶中的水作用：溶胀剂名称结合方式与物质15目录1水凝胶分类2水凝胶特性3

水凝胶简介15目录1水凝胶分类2水凝胶特性3水凝胶简介16智能水凝胶的特性一、溶胀性（swelling）是指凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性溶胀过程分为两个阶段，第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层，此过程时间很短速度快，伴有放热效应和体积收缩现象（指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小）

第二阶段是液体的渗透作用，此过程中凝胶吸收大量液体，体积大大增加。溶胀可以是有限的，也可以是无限的，与其内部结构连接的强度有关16智能水凝胶的特性一、溶胀性（swelling）是指凝胶17智能水凝胶的特性智能高分子的相转变行为诱导高分子发生相转变的作用力归纳为四类:疏水相互作用、亲水相互作用(包括氢键和水的溶剂化作用)、范德华力和离子间的静电相互作用。随着外界环境的变化,这四种作用力相互竞争,引起高分子链段在溶液中的构象发生变化,最终导致相转变的发生。17智能水凝胶的特性智能高分子的相转变行为18智能水凝胶的特性二、环境敏感性又称智能水凝胶（smarthydrogels）

因此，具有应答外部环境，而改变自身性质或者状态的特性，称为智能性水凝胶体积相变现象即随溶剂组成、温度、pH值、凝胶中离子组成、光、电场等外界条件的变化，凝胶体积发生突然地、很大变化的现象。18智能水凝胶的特性二、环境敏感性因此，具有应答外部环境，而19智能水凝胶的特性智能高分子水凝胶是一类对外界刺激能产生敏感响应的高分子水凝胶。根据对外界刺激的响应情况,智能高分子水凝胶分为：温度敏感性水凝胶、pH值敏感性水凝胶、光敏感性水凝胶、压力敏感性水凝胶、生物分子敏感性水凝胶以及电场敏感性水凝胶等。19智能水凝胶的特性智能高分子水凝胶是一类对外界刺激能产生敏20智能水凝胶的特性温度敏感性水凝胶在低温下溶胀，在高温下收缩，其特点是存在一个温度转变区域——低临界相变温度(LCST)，当水凝胶在低于这一温度时凝胶溶胀，超过该温度则体积迅速收缩。通过在凝胶的骨架中引入不同比例亲、疏水基团，LCST控制在25-32℃。20智能水凝胶的特性温度敏感性水凝胶21智能性水凝胶的特性温度敏感性水凝胶凝胶中存在氢键和亲水／疏水基团。在外界温度低于LCST时，凝胶网络中高分子链上的亲水基团通过氢键与水分子结合，凝胶吸水溶胀。温度上升时，这种氢键作用减弱，而高分子链中疏水基团间的相互作用加强，凝胶逐渐收缩。温度升至LCST以上，疏水作用成为主要作用力，高分子链通过疏水作用互相聚集，凝胶发生相变，溶胀率急剧下降。21智能性水凝胶的特性温度敏感性水凝胶22智能性水凝胶的特性三、粘附性（adhesiveness）指的是同种或两种不同的物质表面相粘结的现象。生物粘附（bioadhension）指的是生物体表面之间形成任何结合，或一个生物体的表面与另外一个天然或合成材料的表面粘结的总称。在药剂学中生物粘附一般是用来描述聚合物（包括合成的以及天然的）与软组织（如胃肠道的膜、口腔、皮肤）之间的粘附作用。22智能性水凝胶的特性三、粘附性（adhesiveness）23智能性水凝胶的应用23智能性水凝胶的应用24评价指标随着科技的发展，人们又对医用敷料提出了新的评价指标：

(1)能够控制和吸收渗出物

(2)能够提供一个细菌阻挡层，营造一个适合组织生长的良好环境，促进组织生长

(3)具有气体和水蒸气的合适透过率

(4)使用方便，容易揭取

(5)无毒、无害、无刺激

(6)具有良好的机械性能24评价指标随着科技的发展，人们又对医用敷料提出了新的评价指25

创面保湿环境概念1962年，英国Winter博士提出了“湿润伤口愈合理论”，即在密闭湿润环境下伤口愈合速度比暴露于空气中干燥创面要快一倍。从而提出创面保湿环境愈合新概念。现已证明，与传统敷料相比，用保湿敷料覆盖的急性浅层创面的愈合速度平均快三四天。保湿环境有助于伤口愈合的主要表现是：(1)伤口疼痛减轻(2)炎症扩散消退(3)渗出物减少(4)出现纤维蛋白膜。25创面保湿环境概念1962年，英国Winter博士提出26纯天然水凝胶基质水凝胶的设计合成所需的凝胶材料

1、具有良好生物相容性和生物降解性的一些亲水性聚合物包括天然的透明质酸、藻酸、果胶、壳聚糖、羧甲基甲壳素、明胶、胶原蛋白、血纤维蛋白、琼脂糖等

2、化学合成的聚乙二醇及其与内酯、己内酯的嵌段共聚物、聚乳酸及其共聚物、羟乙基甲基丙烯酸酯均聚物以及键合有合成高分子支链的天然多糖接枝共聚物等

3、将这两种物质通过不同的交联方法，包括自由基聚合、由带相反电荷离子间相互作用、两亲性嵌段共聚物或接枝物疏水缔合、结晶和氢键作用等，用于医用水凝胶的设计与合成。26纯天然水凝胶基质水凝胶的设计27纯天然水凝胶基质海藻酸类敷料与创面渗液接触时通过离子交换可形成海藻酸钠。海藻酸钠具有吸收大量液体的能力，可吸收自身重量20倍的渗液，为纱布的5—7倍。凝胶作用有利于创造伤口愈合的湿润环境，能完整剥离，纤维不残留在创面上。同时，钙离子释放到伤口诱导血小板活化，产生止血生长因子，起到止血和加速创面愈合的作用。海藻酸钙还具有吸附细菌、阻挡细菌通过的屏障作用，并通过刺激伤口巨噬细胞的活化来增强创面抗致病微生物的防御。27纯天然水凝胶基质海藻酸类敷料与创面渗液接触时通过离子交换28与传统敷料区别纱布：一般由棉花、软麻布和亚麻布加工而成。此类敷料对创面的愈合无明显作用。是目前我国主要的使用敷料，占市场份额约70~80%。

缺点①无法保持创面湿润，创面愈合延迟；②敷料纤维易脱落，造成异物反应；③创面肉芽组织易长入敷料的网眼中，换药时可引起疼痛；④敷料被浸透时，病原体易通过；⑤换药时，易损伤新生的组织；⑥换药工作量大

优点①保护创面②有吸收性③制作简单④价格便宜⑤可重复使用28与传统敷料区别纱布：一般由棉花、软麻布和亚麻布加工而成29与传统敷料区别无纺布材料为合成纤维，与纱布相比，吸收性能有了提高，敷料纤维丝也不易脱落。其他的优缺点与纱布相同。

缺点①无法保持创面湿润，创面愈合延迟；②创面肉芽组织易长入敷料的网眼中，换药时可引起疼痛；③敷料被浸透时，病原体易通过；④换药时，易损伤新生的组织；⑤浸透的药液对眼部组织损伤大29与传统敷料区别无纺布30临床应用口服注射制剂植入制剂喷雾剂经皮给药粘膜贴剂

……控释药物的剂型与技术缓释技术靶向技术纳米技术智能控制释放……30临床应用口服控释药物的缓释技术31临床应用主要用于眼部手术、眼部水肿、眼挫伤病人的眼外部冷敷理疗以及全麻手术病人和深昏迷病人，预防、控制暴露性角膜炎的发生，使医护工作者的眼护理操作更便利、更安全。31临床应用主要用于眼部手术、眼部水肿、眼挫伤病人的眼外部冷32水凝胶的优点水凝胶敷料是一类性能优于传统敷料和生物敷料的新型生物材料，在生物医学工程领域有广泛的研究和应用优点1.透气性、贴敷性、保湿性能好，无致敏性、刺激性2.贴着舒适，剥离无残留无疼痛感，并可反复揭贴等3.抵御细菌入侵，防止感染4.营养物质或药物被包含在凝胶中不流失，保证细胞有效的吸收5.独特的透皮吸收成分，有利于营养物质或药物的透皮吸收32水凝胶的优点水凝胶敷料是一类性能优于传统敷料和生物敷料的33研究热点温敏性水凝胶pH敏感性水凝胶其他刺激敏感性水凝胶环境敏感性水凝胶纳米凝胶33研究热点温敏性水凝胶环境敏感性水凝胶纳米凝胶34有研究表明纳米凝胶可以将其负载运送到细胞内并通过细胞膜，且具有很好的稳定性，可保护生物活性因子不被细胞内的代谢系统降解纳米凝胶表面的官能团可以进一步修饰不同的靶向基团达到靶向输送到特定部位的目的环境响应能力控释药物释放高负载能力纳米凝胶在药物全身性输送及提高口服和脑部位的生物利用度方面表现出很大的潜能纳米凝胶34有研究表明纳米凝胶可以将其负载运送到细胞内并通过细胞膜，35冷疗法35冷疗法36冷疗起源冷疗的历史最早可以推到公元前2500年,埃及人利用冷来治疗受伤与发炎。而在拿破仑时代亦有文献记录利用冷来协助截肢手术。而由于冰并不如热源一般容易取得，因此在历史中的发展要等到人造冰普及后才开始大量地应用。36冷疗起源冷疗的历史最早可以推到公元前2500年,埃及人利37冷疗法的概念冷疗法(coldtherapy)

是利用低于人体温度的物质作用于人体的局部或全身，通过神经传导引起皮肤和内脏器官的血管收缩，改变机体各系统的血液循环和新陈代谢等活动，达到治疗目的。

37冷疗法的概念冷疗法(coldtherapy)38冷疗法的概念皮肤的感受器

-冷觉感受器位于真皮上层，比较集中于躯干上部和四肢，数量较温觉感受器多4～10倍

-温觉感受器位于真皮下层

-疼痛感受器38冷疗法的概念皮肤的感受器39生理效应冷应用可使机体产生一系列生理反应.继发效应持续用冷或用热1h后，将出现短暂的与生理效应相反的作用作用防御反应时间适宜：20-30min/次冷疗法的效应39生理冷应用可使机体产生一系列生理反应.继发持续用冷或40生理效应（直接治疗作用）↑

（1小时后）继发效应（机体防御作用）远处效应（间接治疗作用）同↓时

长时间抵消适应性反应（麻木、感觉迟钝）

不良反应/损伤（寒战、冻伤等）长时间冷疗法的效应40生理效应41冷、热疗法的生理效应生理效应用热用冷血管扩张收缩细胞代谢增加减少需氧量增加减少毛细血管通透性增加减少血液粘稠度降低增加血液流动增快减慢淋巴流动增快减慢结缔组织伸展性增加减弱神经传导速度增快减慢体温上升下降41冷、热疗法的生理效应生理效应用热用冷血管扩张收缩细胞代谢42影响冷疗法效果的因素方式面积时间

-在一定时间内冷效应是随着时间的增加而增强

-如时间过长，则会产生继发效应抵消治疗效应，甚至还可引起不良反应

42影响冷疗法效果的因素方式43影响冷疗法效果的因素温度冷疗法温度与体表温度相差越大,机体反应越强环境温度影响冷效应部位不同厚度、深度的皮肤对冷反应不同血液循环影响冷疗法的效果个体差异年龄、性别、身体状况、居住习惯、肤色43影响冷疗法效果的因素温度44影响因素方式部位厚薄血液循环面积时间温度个体差异44影响方式部位厚薄血液循环面积时间温度个体45冷疗法的治疗作用.治疗作用神经系统血液循环系统消化系统肌肉皮肤及组织代谢炎症和免疫反应45冷疗法的治疗作用.治疗作用神经系统血液循环系统消化系统肌46冷疗法的治疗作用对神经系统的作用1.兴奋作用急救时用冷水喷面促进昏迷病人的苏醒2.抑制作用持续的冷作用：兴奋抑制麻痹局部持续冷疗阻滞周围神经传导持续低温使感觉神经和运动神经的传导速度减慢46冷疗法的治疗作用对神经系统的作用47冷疗法的治疗作用对血液系统的影响---作用机制

1.交感反应：局部皮肤受到寒冷刺激时，通过轴突反射引起外周血管收缩，并通过脊髓反射引起对称部位或深部血管的反应。

2.防卫反应：局部冷刺激的时间达到15min～

30min时，血管会出现节律性地收缩和扩张。47冷疗法的治疗作用对血液系统的影响---作用机制48冷疗法的治疗作用对血液系统的影响---对周围血管的影响

1.促进作用：短时间的冷刺激后，受刺激部位的血液循环得到改善，出现反应性充血、皮肤发红、皮温升高，可防止局部组织因缺血而导致损伤。

2.抑制作用：当较长时间冷疗（超过30min），皮肤冷却到8℃～15℃时，血管的舒缩力消失，小静脉及毛细血管扩张，外周血流量明显减少。48冷疗法的治疗作用对血液系统的影响---对周围血管的影响49冷疗法的治疗作用对组织代谢的影响

1.局部组织温度降低，组织的代谢率下降

2.耗氧量减少，炎性介质活性降低

3.代谢性酸中毒减轻49冷疗法的治疗作用对组织代谢的影响50冷疗法的治疗作用对炎症反应的影响

1.促进局部组织血管收缩，降低组织代谢，抑制血管的炎性渗出和出血，缓解疼痛

2.对急性炎症有着较好的治疗作用50冷疗法的治疗作用对炎症反应的影响51冷疗法目的1.减轻局部充血或出血