Hidrogel es un polímero que tiene un alto contenido de agua y al mismo tiempo no es soluble en agua. Como polímero, la sustancia consta de macromoléculas en una red tridimensional, que se hinchan en contacto con un disolvente y, sin embargo, conservan su cohesión. El hidrogel juega un papel en la tecnología médica para apósitos, lentes e implantes para heridas.
Que es el hidrogel
El hidrogel es un polímero que contiene agua y al mismo tiempo es insoluble en agua. Las moléculas de hidrogel están unidas químicamente para formar redes tridimensionales, por ejemplo mediante enlaces iónicos o covalentes. También pueden unirse físicamente para formar una red, por ejemplo, entrelazando cadenas de polímero. En el agua se hinchan debido a un componente polimérico hidrófilo incorporado y, por lo tanto, obtienen un gran aumento de volumen. La cohesión material permanece sin cambios.
Los hidrogeles juegan un papel en un número considerable de desarrollos biotecnológicos, por ejemplo en forma de lentes de contacto. Debido a su biocompatibilidad y propiedades mecánicas similares a las de los tejidos, también son ideales para administrar ingredientes activos y tratar heridas.
En medicina, el término hidrogeles también significa un apósito para heridas hecho de geles con un alto contenido de agua. Los geles acuosos se licuan bajo la acción de fuerzas mecánicas. En el sentido de apósitos para heridas, los hidrogeles también se denominan geles hidrófilos. En este contexto, debe hacerse una distinción entre apósito de hidrogel e hidrocoloide, que tiene una matriz de agentes de hinchamiento.
Formas, tipos y tipos
Hay muchos tipos y formas diferentes de uso de hidrogeles.Los "hidrogeles inteligentes" son, por ejemplo, redes moleculares en expansión que se convierten en un gel en disolventes y pueden realizar un trabajo mecánico a través de su poder de expansión. El comportamiento inteligente de este tipo solo se muestra en determinadas redes de polímeros que pueden reaccionar selectivamente a un gradiente de variables ambientales físicas. Se pueden lograr sensibilidades con respecto a la temperatura, el valor de pH o la concentración de iones y sustancias.
Otras áreas de aplicación de los hidrogeles en la tecnología médica son las lentes de contacto blandas, las lentes intraoculares y los implantes de plástico. Estas sustancias corresponden a sistemas dispersos y constan de al menos dos componentes. Normalmente, uno de los componentes es un sólido, como un agente gelificante o un agente espesante. El segundo componente suele corresponder al agua, que se utiliza como dispersante.
Estructura y funcionalidad
El hidrogel es un líquido gelificado, es decir, un gel que se produce en contacto con un agente de hinchamiento adecuado, como un derivado de celulosa. A diferencia de los oleogeles, todos los hidrogeles tienen un alto contenido de agua. Por lo general, el contenido total de agua está entre el 80 y el 90 por ciento.
El hidrogel normalmente no contiene grasas y tiene propiedades insolubles en agua. Es un polímero, es decir, una sustancia química compuesta por macromoléculas. Estas macromoléculas están formadas por un cierto número de unidades estructurales, que también se denominan unidades constitucionales repetidas.
El adjetivo "polímero" significa literalmente "formado por partes iguales". Las moléculas de un polímero no tienen por qué ser idénticas. También hay polímero en fisiología. Se trata de sustancias que se sintetizan intracelularmente y sirven como depósitos de energía en forma de proteínas, ácidos nucleicos o sustancias similares. Cumplen funciones celulares estructurales y también son activos en el metabolismo, reconocen condiciones y pueden provocar cambios.
Como biopolímeros, los polímeros son esenciales para la vida misma. Sin embargo, este tipo de polímero debe distinguirse del hidrogel sintetizado artificialmente. En el hidrogel, las macromoléculas están unidas por enlaces iónicos o covalentes en una red tridimensional. Desde un punto de vista físico, están entrelazados para formar una red de cadenas de polímeros. Debido a los componentes poliméricos que contienen con propiedades hidrófilas, suelen hincharse en presencia de agua hasta un aumento considerable de volumen sin perder su cohesión en la red.
Los hidrogeles utilizados en la tecnología médica son biocompatibles y presentan propiedades mecánicas que recuerdan las propiedades de los tejidos.
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Los hidrogeles se utilizan para administrar ingredientes activos aplicados localmente, son relevantes para la tecnología de implantación y se utilizan para tratar heridas secas o lesiones reumáticas. Como apósitos para heridas, los hidrogeles tienen un efecto refrescante. Además, debido a la evaporación del agua, tienen un efecto hidratante a corto plazo y al mismo tiempo tienen un efecto de secado a largo plazo.
Los apósitos de hidrogel para heridas no reponen los lípidos. Pueden contener un ingrediente activo y se usan en esta forma para la administración de ciertos medicamentos para tratar enfermedades localmente. El enfriamiento y la deshidratación son deseables, por ejemplo, en el contexto de picaduras de insectos, quemaduras solares, lesiones deportivas, reumatismo y calambres nocturnos en las pantorrillas. Los hidrogeles también se utilizan en el tratamiento de diversas enfermedades de la piel.
A su vez, los hidrogeles sin ingredientes activos se utilizan para el cuidado de heridas húmedas y se utilizan principalmente en este contexto para mantenerlas húmedas. Tal retención de humedad tiene lugar en el contexto de la necrosis seca, pero también puede ayudar a la curación de heridas simples durante la fase de granulación o epitelización. El gel puede aplicarse solo o cerrarse debajo de una compresa para heridas.
La importancia de los hidrogeles en medicina no solo es relevante para el cuidado de heridas. Los hidrogeles hicieron posible la invención de las lentes de contacto blandas y las lentes intraoculares, ya que se han utilizado desde el siglo pasado. Además, han apoyado los avances en la tecnología de implantes. Los implantes de plástico se utilizan en cirugía plástica como reemplazo de partes del cuerpo dañadas o completamente destruidas y también se pueden usar para agrandar partes del cuerpo existentes, por ejemplo, como implantes mamarios para agrandar los senos.
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