化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)的水凝膠

化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)的水凝膠水凝膠是一類能夠吸收大量水分并形成凝膠狀的材料，其在化藥、生物科學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。水凝膠可以通過(guò)化學(xué)交聯(lián)或物理交聯(lián)的方式形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。下面將分別介紹化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)的水凝膠，并提供相關(guān)參考內(nèi)容。

化學(xué)交聯(lián)是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將水凝膠的分子鏈連接在一起形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)交聯(lián)的方法有多種，常見(jiàn)的有自由基交聯(lián)、離子交聯(lián)和親核交聯(lián)。

自由基交聯(lián)是通過(guò)引發(fā)劑引發(fā)自由基反應(yīng)，形成化學(xué)鍵連接水凝膠分子。常見(jiàn)的引發(fā)劑有過(guò)氧化物和起始劑等。例如，氫氧化鐵凝膠是一種通過(guò)自由基交聯(lián)形成的水凝膠材料，其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。參考文獻(xiàn)如下：

-Kim,S.,&Na,K.(2011).FabricationandcharacterizationofFe(OH)3-gelatinhydrogelcompositeforbiomedicalapplications.JournalofBiomedicalMaterialsResearchPartB:AppliedBiomaterials,97(2),305-312.

離子交聯(lián)是通過(guò)離子相互吸引形成的化學(xué)鍵連接水凝膠分子。常見(jiàn)的離子交聯(lián)劑有多價(jià)陽(yáng)離子和多價(jià)陰離子等。例如，明膠與鐵離子反應(yīng)形成的凝膠屬于離子交聯(lián)的水凝膠，該凝膠在藥物緩釋和組織工程等方面有潛在的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)如下：

-Luo,L.,Zhang,S.,Wang,K.,&Li,H.(2018).Preparationandcharacterizationofnovelinjectablegenipin-cross-linkedgelatinhydrogel.JournalofMaterialsScience:MaterialsinMedicine,29(1),1-11.

親核交聯(lián)是通過(guò)親核試劑與水凝膠上的親核基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)形成的化學(xué)鍵連接水凝膠分子。常見(jiàn)的親核試劑有環(huán)氧化合物和異氰酸酯等。例如，氨基丙基三甲氧基硅烷與明膠反應(yīng)形成的凝膠屬于親核交聯(lián)水凝膠，其在創(chuàng)傷愈合和藥物傳遞方面有潛在的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)如下：

-Petrini,P.,&Ciardelli,G.(2003).Two-stepcrosslinkingofgelatinwithaminopropylsilylcompounds:definitionofthereactionmechanism.Biomaterials,24(24),4399-4405.

物理交聯(lián)是通過(guò)物理力作用形成的水凝膠結(jié)構(gòu)。物理交聯(lián)的方式有多種，常見(jiàn)的有冷凍-融化法、熱致凝膠法和離子凝膠法。

冷凍-融化法利用冷卻捕捉液體中的水分形成冰晶，然后通過(guò)融化去除水分形成凝膠結(jié)構(gòu)。例如，聚乙烯醇凝膠可通過(guò)冷凍-融化法制備，該凝膠在組織工程和藥物控釋等方面有潛在的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)如下：

-Pal,K.,Banthia,A.K.,Majumdar,D.K.,&Banana,A.S.(2005).Preparation,characterization,andreleasecharacteristicsofibuprofen-lysinefrompolyethyleneoxidegelspreparedbyfreezingandthawingtechnique.InternationalJournalofPharmaceutics,288(2),315-321.

熱致凝膠法利用溫度變化引起凝膠結(jié)構(gòu)的形成和破壞。例如，聚(N-異丙基丙烯酰胺)-聚亞甲基丙烯酸二乙二酯凝膠是一種通過(guò)熱致凝膠法制備的水凝膠，該凝膠在組織工程和藥物傳遞等方面有潛在的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)如下：

-Chen,J.P.,&Cheng,T.H.(2009).Characterizationofacellularhumanamnioticmembranematrixfortissueengineering.JournalofMaterialsScience:MaterialsinMedicine,20(4),877-888.

離子凝膠法是通過(guò)自組裝的方式形成凝膠結(jié)構(gòu)，其中離子之間的靜電吸引力起到關(guān)鍵作用。例如，海藻酸鈉凝膠是一種通過(guò)離子凝膠法制備的水凝膠，該凝膠在藥物控釋和組織工程領(lǐng)域中有潛在的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)如下：

-Fakhari,A.,&Baniasadi,H.(2010).Preparationandswellingbehaviorofsodiumalginate/poly(acrylicacid)semi-interpenetratingpolymernetworkbeads.PolymerEngineering&Science,50(2),325-332.

綜上所述，化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)是水凝膠形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的兩種常見(jiàn)方法?；瘜W(xué)交聯(lián)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成共價(jià)鍵連接水凝膠分子，而物理交聯(lián)通過(guò)物理力作用形成凝膠結(jié)構(gòu)。兩種交聯(lián)方式具有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，在水凝膠的制備和應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

-Kim,S.,&Na,K.(2011).FabricationandcharacterizationofFe(OH)3-gelatinhydrogelcompositeforbiomedicalapplications.JournalofBiomedicalMaterialsResearchPartB:AppliedBiomaterials,97(2),305-312.

-Luo,L.,Zhang,S.,Wang,K.,&Li,H.(2018).Preparationandcharacterizationofnovelinjectablegenipin-cross-linkedgelatinhydrogel.JournalofMaterialsScience:MaterialsinMedicine,29(1),1-11.

-Petrini,P.,&Ciardelli,G.(2003).Two-stepcrosslinkingofgelatinwithaminopropylsilylcompounds:definitionofthereactionmechanism.Biomaterials,24(24),4399-4405.

-Pal,K.,Banthia,A.K.,Majumdar,D.K.,&Banana,A.S.(2005).Preparation,characterization,andreleasecharacteristicsofibuprofen-lysinefrompolyethyleneoxidegelspreparedbyfreezingandthawingtechnique.InternationalJournalofPharmaceutics,288(2),315-321.

-Chen,J.P.,&Cheng,T.H.(2009).Characterizationofacellularhumanamnioticmembranematrixfortissueengineering.JournalofMaterialsScience:MaterialsinMedicine,20(4),877-888.

-Fakhari,A.,&Baniasadi