水凝膠眼貼教材課件

1全新純天然智能高分子水凝膠眼貼2015.021全新純天然智能高分子水凝膠眼貼2目錄1水凝膠分類2水凝膠特性3

水凝膠簡介冷療法42目錄1水凝膠分類2水凝膠特性3水凝膠簡介冷療法43水凝膠—新型功能高分子材料水凝膠是一種迅速發(fā)展的新型功能高分子材料。對其環(huán)境敏感性行為的研究、發(fā)展和應(yīng)用具有不可估量的前途。尤其是智能型高分子水凝膠這種對外界環(huán)境變化能自動(dòng)感知并能作出響應(yīng)變化的特點(diǎn)，使其具有一系列傳統(tǒng)材料所沒有的突出性能，這類材料在分子器件、調(diào)光材料、生物醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)?huì)獲得廣泛應(yīng)用，尤其是在藥物控制釋放領(lǐng)域。3水凝膠—新型功能高分子材料水凝膠是一種迅速發(fā)展的新型功能高4生活中水凝膠4生活中水凝膠5生活中水凝膠人造肌肉5生活中水凝膠人造肌肉6水凝膠在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用2.作為組織充填材料4.人工軟骨5.醫(yī)用敷料3.人工玻璃體1.醫(yī)藥控制釋放材料6.藥物崩解劑7.角膜接觸鏡材料8.醫(yī)用美容材料9.分析和醫(yī)學(xué)診斷方面6水凝膠在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用2.作為組織充填材料4.人工軟骨5.7水凝膠的定義水凝膠（Hydrogel）是一類具有親水基團(tuán)，能被水溶脹但不溶于水的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物。它在水中能夠吸收大量的水分顯著溶脹，并在顯著溶脹之后能夠繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解。水凝膠是一種重要的功能高分子材料,是當(dāng)前材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。其實(shí)凝膠內(nèi)部是由固-液兩相構(gòu)成的分散體系，分散介質(zhì)與分散相均為連續(xù)相，兼具固體和液體的性質(zhì)，具一定形狀，并且可以改變。7水凝膠的定義水凝膠（Hydrogel）8目錄1水凝膠分類2水凝膠特性3

水凝膠簡介8目錄1水凝膠分類2水凝膠特性3水凝膠簡介9水凝膠的分類來源：天然凝膠和合成凝膠交聯(lián)方式：化學(xué)交聯(lián)凝膠和物理交聯(lián)凝膠，有共價(jià)鍵、離子鍵、范德華力和氫鍵。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，是非永久性的?；瘜W(xué)凝膠是由化學(xué)鍵交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)聚合物，是永久性的。9水凝膠的分類來源：天然凝膠和合成凝膠10物理交聯(lián)氫鍵靜電作用范德華力配位鍵10物理氫鍵靜電作用范德華力配位鍵11物理凝膠由于化學(xué)凝膠往往需要外加化學(xué)引發(fā)劑，反應(yīng)溫度又較高，很難采用原位交聯(lián)技術(shù)，而且苛刻的反應(yīng)條件容易使生物分子失活，所以在藥物控釋方面受到很大的影響。制備物理凝膠的反應(yīng)條件相對溫和，在包埋藥物時(shí)可以采用原位方法。因此物理交聯(lián)方法被廣泛地用于醫(yī)用水凝膠的設(shè)計(jì)與合成。11物理凝膠由于化學(xué)凝膠往往需要外加化學(xué)引發(fā)劑，反應(yīng)溫度又較12水凝膠的分類

根據(jù)水凝膠大小形狀的不同分類：柱狀

1.宏觀凝膠球狀膜狀纖維狀多孔海綿狀

2.微觀凝膠微米級(jí)納米級(jí)12水凝膠的分類根據(jù)水凝膠大小形狀的不同分類：13水凝膠的結(jié)構(gòu)水凝膠

一級(jí)結(jié)構(gòu)

二級(jí)結(jié)構(gòu)

三級(jí)結(jié)構(gòu)親水基團(tuán)如羧基、酰胺基、羥基等疏水基團(tuán)如烷基等輕度交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈無定形的結(jié)構(gòu)13水凝膠的結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)親水基團(tuán)如羧14水凝膠中的水作用：溶脹劑控制所有載物或者營養(yǎng)成分進(jìn)入凝膠名稱結(jié)合方式與物質(zhì)結(jié)合水以氫鍵的形式與親水基團(tuán)結(jié)合界面水（或第二結(jié)合水）以范德華力與疏水基團(tuán)結(jié)合起來游離水在滲透壓作用下分布于聚合物鏈間網(wǎng)絡(luò)中14水凝膠中的水作用：溶脹劑名稱結(jié)合方式與物質(zhì)15目錄1水凝膠分類2水凝膠特性3

水凝膠簡介15目錄1水凝膠分類2水凝膠特性3水凝膠簡介16智能水凝膠的特性一、溶脹性（swelling）是指凝膠吸收液體后自身體積明顯增大的現(xiàn)象，是彈性凝膠的重要特性溶脹過程分為兩個(gè)階段，第一階段是溶劑分子鉆入凝膠中與大分子相互作用形成溶劑化層，此過程時(shí)間很短速度快，伴有放熱效應(yīng)和體積收縮現(xiàn)象（指凝膠體積的增加比吸收的液體體積?。?/p>

第二階段是液體的滲透作用，此過程中凝膠吸收大量液體，體積大大增加。溶脹可以是有限的，也可以是無限的，與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接的強(qiáng)度有關(guān)16智能水凝膠的特性一、溶脹性（swelling）是指凝膠17智能水凝膠的特性智能高分子的相轉(zhuǎn)變行為誘導(dǎo)高分子發(fā)生相轉(zhuǎn)變的作用力歸納為四類:疏水相互作用、親水相互作用(包括氫鍵和水的溶劑化作用)、范德華力和離子間的靜電相互作用。隨著外界環(huán)境的變化,這四種作用力相互競爭,引起高分子鏈段在溶液中的構(gòu)象發(fā)生變化,最終導(dǎo)致相轉(zhuǎn)變的發(fā)生。17智能水凝膠的特性智能高分子的相轉(zhuǎn)變行為18智能水凝膠的特性二、環(huán)境敏感性又稱智能水凝膠（smarthydrogels）

因此，具有應(yīng)答外部環(huán)境，而改變自身性質(zhì)或者狀態(tài)的特性，稱為智能性水凝膠體積相變現(xiàn)象即隨溶劑組成、溫度、pH值、凝膠中離子組成、光、電場等外界條件的變化，凝膠體積發(fā)生突然地、很大變化的現(xiàn)象。18智能水凝膠的特性二、環(huán)境敏感性因此，具有應(yīng)答外部環(huán)境，而19智能水凝膠的特性智能高分子水凝膠是一類對外界刺激能產(chǎn)生敏感響應(yīng)的高分子水凝膠。根據(jù)對外界刺激的響應(yīng)情況,智能高分子水凝膠分為：溫度敏感性水凝膠、pH值敏感性水凝膠、光敏感性水凝膠、壓力敏感性水凝膠、生物分子敏感性水凝膠以及電場敏感性水凝膠等。19智能水凝膠的特性智能高分子水凝膠是一類對外界刺激能產(chǎn)生敏20智能水凝膠的特性溫度敏感性水凝膠在低溫下溶脹，在高溫下收縮，其特點(diǎn)是存在一個(gè)溫度轉(zhuǎn)變區(qū)域——低臨界相變溫度(LCST)，當(dāng)水凝膠在低于這一溫度時(shí)凝膠溶脹，超過該溫度則體積迅速收縮。通過在凝膠的骨架中引入不同比例親、疏水基團(tuán)，LCST控制在25-32℃。20智能水凝膠的特性溫度敏感性水凝膠21智能性水凝膠的特性溫度敏感性水凝膠凝膠中存在氫鍵和親水／疏水基團(tuán)。在外界溫度低于LCST時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)中高分子鏈上的親水基團(tuán)通過氫鍵與水分子結(jié)合，凝膠吸水溶脹。溫度上升時(shí)，這種氫鍵作用減弱，而高分子鏈中疏水基團(tuán)間的相互作用加強(qiáng)，凝膠逐漸收縮。溫度升至LCST以上，疏水作用成為主要作用力，高分子鏈通過疏水作用互相聚集，凝膠發(fā)生相變，溶脹率急劇下降。21智能性水凝膠的特性溫度敏感性水凝膠22智能性水凝膠的特性三、粘附性（adhesiveness）指的是同種或兩種不同的物質(zhì)表面相粘結(jié)的現(xiàn)象。生物粘附（bioadhension）指的是生物體表面之間形成任何結(jié)合，或一個(gè)生物體的表面與另外一個(gè)天然或合成材料的表面粘結(jié)的總稱。在藥劑學(xué)中生物粘附一般是用來描述聚合物（包括合成的以及天然的）與軟組織（如胃腸道的膜、口腔、皮膚）之間的粘附作用。22智能性水凝膠的特性三、粘附性（adhesiveness）23智能性水凝膠的應(yīng)用23智能性水凝膠的應(yīng)用24評價(jià)指標(biāo)隨著科技的發(fā)展，人們又對醫(yī)用敷料提出了新的評價(jià)指標(biāo)：

(1)能夠控制和吸收滲出物

(2)能夠提供一個(gè)細(xì)菌阻擋層，營造一個(gè)適合組織生長的良好環(huán)境，促進(jìn)組織生長

(3)具有氣體和水蒸氣的合適透過率

(4)使用方便，容易揭取

(5)無毒、無害、無刺激

(6)具有良好的機(jī)械性能24評價(jià)指標(biāo)隨著科技的發(fā)展，人們又對醫(yī)用敷料提出了新的評價(jià)指25

創(chuàng)面保濕環(huán)境概念1962年，英國Winter博士提出了“濕潤傷口愈合理論”，即在密閉濕潤環(huán)境下傷口愈合速度比暴露于空氣中干燥創(chuàng)面要快一倍。從而提出創(chuàng)面保濕環(huán)境愈合新概念。現(xiàn)已證明，與傳統(tǒng)敷料相比，用保濕敷料覆蓋的急性淺層創(chuàng)面的愈合速度平均快三四天。保濕環(huán)境有助于傷口愈合的主要表現(xiàn)是：(1)傷口疼痛減輕(2)炎癥擴(kuò)散消退(3)滲出物減少(4)出現(xiàn)纖維蛋白膜。25創(chuàng)面保濕環(huán)境概念1962年，英國Winter博士提出26純天然水凝膠基質(zhì)水凝膠的設(shè)計(jì)合成所需的凝膠材料

1、具有良好生物相容性和生物降解性的一些親水性聚合物包括天然的透明質(zhì)酸、藻酸、果膠、殼聚糖、羧甲基甲殼素、明膠、膠原蛋白、血纖維蛋白、瓊脂糖等

2、化學(xué)合成的聚乙二醇及其與內(nèi)酯、己內(nèi)酯的嵌段共聚物、聚乳酸及其共聚物、羥乙基甲基丙烯酸酯均聚物以及鍵合有合成高分子支鏈的天然多糖接枝共聚物等

3、將這兩種物質(zhì)通過不同的交聯(lián)方法，包括自由基聚合、由帶相反電荷離子間相互作用、兩親性嵌段共聚物或接枝物疏水締合、結(jié)晶和氫鍵作用等，用于醫(yī)用水凝膠的設(shè)計(jì)與合成。26純天然水凝膠基質(zhì)水凝膠的設(shè)計(jì)27純天然水凝膠基質(zhì)海藻酸類敷料與創(chuàng)面滲液接觸時(shí)通過離子交換可形成海藻酸鈉。海藻酸鈉具有吸收大量液體的能力，可吸收自身重量20倍的滲液，為紗布的5—7倍。凝膠作用有利于創(chuàng)造傷口愈合的濕潤環(huán)境，能完整剝離，纖維不殘留在創(chuàng)面上。同時(shí)，鈣離子釋放到傷口誘導(dǎo)血小板活化，產(chǎn)生止血生長因子，起到止血和加速創(chuàng)面愈合的作用。海藻酸鈣還具有吸附細(xì)菌、阻擋細(xì)菌通過的屏障作用，并通過刺激傷口巨噬細(xì)胞的活化來增強(qiáng)創(chuàng)面抗致病微生物的防御。27純天然水凝膠基質(zhì)海藻酸類敷料與創(chuàng)面滲液接觸時(shí)通過離子交換28與傳統(tǒng)敷料區(qū)別紗布：一般由棉花、軟麻布和亞麻布加工而成。此類敷料對創(chuàng)面的愈合無明顯作用。是目前我國主要的使用敷料，占市場份額約70~80%。

缺點(diǎn)①無法保持創(chuàng)面濕潤，創(chuàng)面愈合延遲；②敷料纖維易脫落，造成異物反應(yīng)；③創(chuàng)面肉芽組織易長入敷料的網(wǎng)眼中，換藥時(shí)可引起疼痛；④敷料被浸透時(shí)，病原體易通過；⑤換藥時(shí)，易損傷新生的組織；⑥換藥工作量大

優(yōu)點(diǎn)①保護(hù)創(chuàng)面②有吸收性③制作簡單④價(jià)格便宜⑤可重復(fù)使用28與傳統(tǒng)敷料區(qū)別紗布：一般由棉花、軟麻布和亞麻布加工而成29與傳統(tǒng)敷料區(qū)別無紡布材料為合成纖維，與紗布相比，吸收性能有了提高，敷料纖維絲也不易脫落。其他的優(yōu)缺點(diǎn)與紗布相同。

缺點(diǎn)①無法保持創(chuàng)面濕潤，創(chuàng)面愈合延遲；②創(chuàng)面肉芽組織易長入敷料的網(wǎng)眼中，換藥時(shí)可引起疼痛；③敷料被浸透時(shí)，病原體易通過；④換藥時(shí)，易損傷新生的組織；⑤浸透的藥液對眼部組織損傷大29與傳統(tǒng)敷料區(qū)別無紡布30臨床應(yīng)用口服注射制劑植入制劑噴霧劑經(jīng)皮給藥粘膜貼劑

……控釋藥物的劑型與技術(shù)緩釋技術(shù)靶向技術(shù)納米技術(shù)智能控制釋放……30臨床應(yīng)用口服控釋藥物的緩釋技術(shù)31臨床應(yīng)用主要用于眼部手術(shù)、眼部水腫、眼挫傷病人的眼外部冷敷理療以及全麻手術(shù)病人和深昏迷病人，預(yù)防、控制暴露性角膜炎的發(fā)生，使醫(yī)護(hù)工作者的眼護(hù)理操作更便利、更安全。31臨床應(yīng)用主要用于眼部手術(shù)、眼部水腫、眼挫傷病人的眼外部冷32水凝膠的優(yōu)點(diǎn)水凝膠敷料是一類性能優(yōu)于傳統(tǒng)敷料和生物敷料的新型生物材料，在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域有廣泛的研究和應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)1.透氣性、貼敷性、保濕性能好，無致敏性、刺激性2.貼著舒適，剝離無殘留無疼痛感，并可反復(fù)揭貼等3.抵御細(xì)菌入侵，防止感染4.營養(yǎng)物質(zhì)或藥物被包含在凝膠中不流失，保證細(xì)胞有效的吸收5.獨(dú)特的透皮吸收成分，有利于營養(yǎng)物質(zhì)或藥物的透皮吸收32水凝膠的優(yōu)點(diǎn)水凝膠敷料是一類性能優(yōu)于傳統(tǒng)敷料和生物敷料的33研究熱點(diǎn)溫敏性水凝膠pH敏感性水凝膠其他刺激敏感性水凝膠環(huán)境敏感性水凝膠納米凝膠33研究熱點(diǎn)溫敏性水凝膠環(huán)境敏感性水凝膠納米凝膠34有研究表明納米凝膠可以將其負(fù)載運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)并通過細(xì)胞膜，且具有很好的穩(wěn)定性，可保護(hù)生物活性因子不被細(xì)胞內(nèi)的代謝系統(tǒng)降解納米凝膠表面的官能團(tuán)可以進(jìn)一步修飾不同的靶向基團(tuán)達(dá)到靶向輸送到特定部位的目的環(huán)境響應(yīng)能力控釋藥物釋放高負(fù)載能力納米凝膠在藥物全身性輸送及提高口服和腦部位的生物利用度方面表現(xiàn)出很大的潛能納米凝膠34有研究表明納米凝膠可以將其負(fù)載運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)并通過細(xì)胞膜，35冷療法35冷療法36冷療起源冷療的歷史最早可以推到公元前2500年,埃及人利用冷來治療受傷與發(fā)炎。而在拿破侖時(shí)代亦有文獻(xiàn)記錄利用冷來協(xié)助截肢手術(shù)。而由于冰并不如熱源一般容易取得，因此在歷史中的發(fā)展要等到人造冰普及后才開始大量地應(yīng)用。36冷療起源冷療的歷史最早可以推到公元前2500年,埃及人利37冷療法的概念冷療法(coldtherapy)

是利用低于人體溫度的物質(zhì)作用于人體的局部或全身，通過神經(jīng)傳導(dǎo)引起皮膚和內(nèi)臟器官的血管收縮，改變機(jī)體各系統(tǒng)的血液循環(huán)和新陳代謝等活動(dòng)，達(dá)到治療目的。

37冷療法的概念冷療法(coldtherapy)38冷療法的概念皮膚的感受器

-冷覺感受器位于真皮上層，比較集中于軀干上部和四肢，數(shù)量較溫覺感受器多4～10倍

-溫覺感受器位于真皮下層

-疼痛感受器38冷療法的概念皮膚的感受器39生理效應(yīng)冷應(yīng)用可使機(jī)體產(chǎn)生一系列生理反應(yīng).繼發(fā)效應(yīng)持續(xù)用冷或用熱1h后，將出現(xiàn)短暫的與生理效應(yīng)相反的作用作用防御反應(yīng)時(shí)間適宜：20-30min/次冷療法的效應(yīng)39生理冷應(yīng)用可使機(jī)體產(chǎn)生一系列生理反應(yīng).繼發(fā)持續(xù)用冷或40生理效應(yīng)（直接治療作用）↑

（1小時(shí)后）繼發(fā)效應(yīng)（機(jī)體防御作用）遠(yuǎn)處效應(yīng)（間接治療作用）同↓時(shí)

長時(shí)間抵消適應(yīng)性反應(yīng)（麻木、感覺遲鈍）

不良反應(yīng)/損傷（寒戰(zhàn)、凍傷等）長時(shí)間冷療法的效應(yīng)40生理效應(yīng)41冷、熱療法的生理效應(yīng)生理效應(yīng)用熱用冷血管擴(kuò)張收縮細(xì)胞代謝增加減少需氧量增加減少毛細(xì)血管通透性增加減少血液粘稠度降低增加血液流動(dòng)增快減慢淋巴流動(dòng)增快減慢結(jié)締組織伸展性增加減弱神經(jīng)傳導(dǎo)速度增快減慢體溫上升下降41冷、熱療法的生理效應(yīng)生理效應(yīng)用熱用冷血管擴(kuò)張收縮細(xì)胞代謝42影響冷療法效果的因素方式面積時(shí)間

-在一定時(shí)間內(nèi)冷效應(yīng)是隨著時(shí)間的增加而增強(qiáng)

-如時(shí)間過長，則會(huì)產(chǎn)生繼發(fā)效應(yīng)抵消治療效應(yīng)，甚至還可引起不良反應(yīng)

42影響冷療法效果的因素方式43影響冷療法效果的因素溫度冷療法溫度與體表溫度相差越大,機(jī)體反應(yīng)越強(qiáng)環(huán)境溫度影響冷效應(yīng)部位不同厚度、深度的皮膚對冷反應(yīng)不同血液循環(huán)影響冷療法的效果個(gè)體差異年齡、性別、身體狀況、居住習(xí)慣、膚色43影響冷療法效果的因素溫度44影響因素方式部位厚薄血液循環(huán)面積時(shí)間溫度個(gè)體差異44影響方式部位厚薄血液循環(huán)面積時(shí)間溫度個(gè)體45冷療法的治療作用.治療作用神經(jīng)系統(tǒng)血液循環(huán)系統(tǒng)消化系統(tǒng)肌肉皮膚及組織代謝炎癥和免疫反應(yīng)45冷療法的治療作用.治療作用神經(jīng)系統(tǒng)血液循環(huán)系統(tǒng)消化系統(tǒng)肌46冷療法的治療作用對神經(jīng)系統(tǒng)的作用1.興奮作用急救時(shí)用冷水噴面促進(jìn)昏迷病人的蘇醒2.抑制作用持續(xù)的冷作用：興奮抑制麻痹局部持續(xù)冷療阻滯周圍神經(jīng)傳導(dǎo)持續(xù)低溫使感覺神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的傳導(dǎo)速度減慢46冷療法的治療作用對神經(jīng)系統(tǒng)的作用47冷療法的治療作用對血液系統(tǒng)的影響---作用機(jī)制

1.交感反應(yīng)：局部皮膚受到寒冷刺激時(shí)，通過軸突反射引起外周血管收縮，并通過脊髓反射引起對稱部位或深部血管的反應(yīng)。

2.防衛(wèi)反應(yīng)：局部冷刺激的時(shí)間達(dá)到15min～

30min時(shí)，血管會(huì)出現(xiàn)節(jié)律性地收縮和擴(kuò)張。47冷療法的治療作用對血液系統(tǒng)的影響---作用機(jī)制48冷療法的治療作用對血液系統(tǒng)的影響---對周圍血管的影響

1.促進(jìn)作用：短時(shí)間的冷刺激后，受刺激部位的血液循環(huán)得到改善，出現(xiàn)反應(yīng)性充血、皮膚發(fā)紅、皮溫升高，可防止局部組織因缺血而導(dǎo)致?lián)p傷。

2.抑制作用：當(dāng)較長時(shí)間冷療（超過30min），皮膚冷卻到8℃～15℃時(shí)，血管的舒縮力消失，小靜脈及毛細(xì)血管擴(kuò)張，外周血流量明顯減少。48冷療法的治療作用對血液系統(tǒng)的影響---對周圍血管的影響49冷療法的治療作用對組織代謝的影響

1.局部組織溫度降低，組織的代謝率下降

2.耗氧量減少，炎性介質(zhì)活性降低

3.代謝性酸中毒減輕49冷療法的治療作用對組織代謝的影響50冷療法的治療作用對炎癥反應(yīng)的影響

1.促進(jìn)局部組織血管收縮，降低組織代謝，抑制血管的炎性滲出和出血，緩解疼痛

2.對急性炎癥有著較好的治療作用50冷療法的治療作用對炎癥反應(yīng)的影響51冷療法目的1.減輕局部充血或出血