hydrogeeliä

Hydrogeeli on kolmeulotteinen, vettä sitova ja pehmeä geeli, jonka muodostaa polymeeriverkosto. Sen suurin ominaisuus on kyky sitoa suuria määriä vettä suhteessa omaan massaan ja pysyä geelimäisessä tilassa. Hydrogeelit syntyvät verkostoksi joko kemiallisella (kovalenttinen) tai fysikaalisella (ioninen, vetysidoksellinen) ristisidoksella, jolloin rakenne pysyy koossa veden avulla.

Hydrogeelit voivat olla sekä synteettisiä että luonnollisia polymeerejä. Luonnollisia esimerkkejä ovat alginaatti, kollageeni ja gelatiini; synteettisiä taas polyakrylaami, polyvinyylialkoholi sekä erilaiset PEG- tai PAA-pohjaiset geelit. Ominaisuudet vaihtelevat: ne ovat usein biokompatibiliteettisia, niillä on korkea vedenläpäisevyys ja ne voivat olla mekaanisesti pehmeitä; joissain geeleissä on kyky reagoida ulkoisiin ärsykkeisiin kuten pH:hon, lämpötilaan tai ionipitoisuuteen.

Sovellukset kattavat lääketieteen (lääkeannostelu, haavanhoito, kudosinsinöörit, biolääketieteelliset laitteet), silmälääketieteen (perinteiset hydrogeelit ja silikonihydrogeelit kontaktlinsseissä), sekä elintarvike- ja maataloussektorin (kosteudenhallinta, ravinteiden hallinta) sekä sensoritekniikka. Biokompatibiliteetti ja toksisuus sekä ympäristövaikutukset ovat keskeisiä huomioita sekä valmistuksessa että käytössä.

Tutkimus kehittää yhä älykkäämpiä, stimulus-responsiivisia hydrogeelejä, jotka laajenevat tai supistuvat ulkoisten ärsykkeiden vaikutuksesta. Haasteita ovat turvallisuus, biopohjaisten geelien kehittäminen, ympäristövaikutukset ja kustannustehokkuus.