مروری بر هیدروژل ها: انواع، روش های تهیه و کاربردها
الموضوعات :
هاجر جمشیدی
1
(تهران)
الکلمات المفتاحية: هیدروژل پلیمرشدن شبکه ای شدن فیزیکی شبکه ای شدن شیمیایی,
ملخص المقالة :
هیدروژل ها شبکه های پلیمری سه بعدی با اتصالات عرضي هستند كه قابليت جذب بسیار زیاد آب یا سیالات زيستي را حتي زير فشار دارند. این ترکیبات بدون انحلال می توانند مقدار زیادی آب جذب کنند. هیدروژل ها به روش شیمیایی یا فیزیکی شبکه ای می شوند. توجه روزافزون به هیدروژل هاي فيز كيي به دلیل راحتي نسبي فرايند و نبود شبکه ساز در سنتز آن هاست، در حالي که انواع شيميايي آن به دلیل استحکام مکانیکی خوب مورد توجه هستند. همچنين، هيدروژل هاي طبيعي به دليل تنوع، فراواني، ارزاني، تجديدپذيري، سمي نبودن و نيز زيست تخريب پذيري و زيست سازگاري نسبت به هيدروژل هاي سنتزي بسيار جالب توجه هستند. در چند دهه گذشته، هيدروژل ها به دلیل خواص منحصر به فرد در صنایع مختلف نظير غذایی، بسته بندی، داروسازي، کشاورزی، کاربردهای زیست پزشکی و زیست مهندسی و در ساخت دستگاه های فنی و الکترونیکی و نيز به عنوان جاذب برای حذف آلاینده ها در کاربردهای زیست محیطی به کار گرفته شده اند. با توجه به اهميت و قابليت هاي متنوع اين تركيبات به عنوان مواد اميدبخش در كاربردهاي مختلف، در مقاله حاضر، دست هبندی هیدروژل ها براساس ویژگی های مختلف، روش های تهیه و برخی از خواص و کاربردهای مهم آن ها در زمینه های مختلف مرور شده است.
1. Wichterle O. and Lim D., “Hydrophilic Gels in Biologic Use,” Nature, 185,117-118, 1960.
2. Nagam S.P., Jyothi A.N., Poojitha J., Aruna S., and Nadendla R.R., “A Comprehensive Review on Hydrogels,” Int. J. Curr. Pharm. Res., 8, 19-23, 2016.
3. Morkhande V.K., Pentewar R.S., Gapat S.V., Sayyad S.R., Amol B.D., Sachin B., and Sandip K., “A Review on Hydrogel,” Indo Am. J. Pharm. Res.,6, 4678-4689, 2016.
4. Ganji F .and Vasheghani-Farahani E., “Hydrogels in Controlled Drug Delivery Systems,” Iran. Polym. J., 18, 63-88, 2009.
5. Zohuriaan-Mehr M.J. and Kabiri K., “Superabsorbent Polymer Materials: A Review,” Iran. Polym. J., 17, 451-477, 2008.
6. Ullah F., Bisyrul M., Othman H., Javed F., Ahmad Z., and Akil H.M., “Classification, Processing and Application of Hydrogels: A Review,” Mater. Sci. Eng., Part C, 57, 414-433, 2015.
7. Laftah W.A., Hashim S., and Ibrahim A.N., “Polymer Hydrogels: A Review,” Polym. Plast. Technol. Eng., 50, 1475-1486, 2011.
8. Mathur A.M., Moorjani S.K., and Scranton A.B., “Methods for Synthesis of Hydrogel Networks: A Review,” J. Macromol. Sci., Part C: Polym. Rev., C36, 405-430, 1996.
9. Ahmad E.M., “Hydrogel: Preparation, Characterization, and Applications: A Review,” J. Adv. Res., 6, 105-121, 2015.
10. Shetye S.P., Godbole A., Bhilegaokar S., and Gajare P., “Hydrogels: Introduction, Preparation, Characterization and Applications,” Human J., 1, 105-121, 2015.
11. Shetye S.P., Godbole A., Bhilegaokar S., and Gajare P., “Hydrogels: Introduction, Preparation, Characterization and Applications,” Int. J. Soc. Res. Methodol. 1, 47-71, 2015.
12. Lipatov Y.S., “Polymer Blends and Interpenetrating Polymer Networks at the Interface with Solids,” Prog. Polym. Sci., 27, 1721-1801, 2002.
13. Hoffman A.S., “Hydrogels for Biomedical Applications,” Adv. Drug Deliv. Rev., 64, 18-23, 2012.
14. Qiu Y. and Park K., “Environment-sensitive Hydrogels for Drug Delivery,” Adv. Drug Rev., 53, 321-339, 2001.
15. Akhtar M.F., Hanif M., and Ranjha N.M., “Methods of Synthesis of Hydrogels: A Review,” Saudi Pharm. J., 24, 554-559, 2016.
16. Hunt J.A., Chen R., van Veen T., and Bryan N., “Hydrogels for Tissue Engineering and Regenerative Medicine,” J. Mater. Chem. B, 2, 5319-5338, 2014.
17. Cappello J., Crissman J., Dorman M., Mikolajczak M., Textor G., Marquet M., and Ferrari F., “Genetic-Engineering of Structural Protein Polymers,” Biotechnol. Prog., 6, 198-202, 1990.
18. Cappello J., Crissman J.W., Crissman M., Ferrari F.A., Textor G., Wallis O., Whitledge J.R., Zhou X., Burman D., Aukerman L., and Stedronsky E.R., “In-situ Self-assembling Protein Polymer Gel Systems for Administration, Delivery, and Release of Drugs,” J. Control. Rel., 53, 105-117, 1998.
19. Omidian H. and Park K., Hydrogels, Fundamentals and Applications of Controlled Release Drug Delivery, Advances in Delivery Science and Technology, Siepmann J. (Ed.), CRS, 2012.
20. Gulrez S.K.H., Al-Assaf S., and O Phillips G., Hydrogels: Methods of Preparation, Characterisation and Applications, www.intechopean.com, 2012.
21. Kuijpers A.J., Engbers G.H.M., Meyvis T.K.L., de Smedt S.S.C., Demeester J., Krijgsveld J., Zaat S.A.J., Dankert J., and Feijen J., “Combined Gelatin-Chondroitin Sulfate Hydrogels for Controlled Release of Cationic Antibacterial Proteins, Macromolecules, 33, 3705-3713, 2000.
22. Sperinde J.J. and Griffith L.G., “Synthesis and Characterization of Enzymatically-Crosslinked- Poly(ethylene glycol) Hydrogels,” Macromolecules, 30, 5255-5264, 1997.
23. Jeong B. and Gutowska A., “Lessons from Nature: Stimuli-responsive Polymers and Their Biomedical Applications,” TRENDS Biotechnol., 20, 305-311, 2002.
24. Darsow U., Vieluf D., and Ring J., “Atopy Patch Test with Different Vehicles and Allergen Concentrations: An Approach to Standardization,” J. Allerg. Clinic. Immunol., 95, 677-684, 1995.
25. Khoee S. and Kardani M., “Hydrogels as Controlled Drug Delivery Carriers,” Polymerization, 2, 16-27, 2013.
26. Calò E. and Khutoryanskiy V.V., “Biomedical Applications of Hydrogels: A Review of Patents and Commercial Products,” Eur. Polym. J., 2014.
27. Chirani N., Yahia L., Gritsch L., Motta F.L., Chirani S., and Faré S., “History and Applications of Hydrogels,” J. Biomed. Sci., 4, 2015.
28. Ghasemzadeh H., and Shidrang S., “Methyl Violet Dye Absorption from Aqueous Solutions by Nanomagnetic Hydrogels Based on κ-Carrageenan and Acrylic Acid,” Iran. J. Polym. Sci. Technol. (Persian), 29, 365-376, 2016.
29. Demitri C., Scalera F., Madaghiele M., Sannino A., and Maffezzoli A., “Potential of Cellulose-Based Superabsorbent, Hydrogels as Water Reservoir in Agriculture,” Int. J. Polym. Sci., 1-6, 2013
30. Parvathy P.C. and Jyothi A., “Rheological and Thermal Properties of Saponified Cassava Starch-g-Poly (acrylamide) Superabsorbent Polymers Varying in Grafting Parameters and Absorbency,” J. Appl. Polym. Sci., 131, 1-11, 2014.
31. Tongwa P., Nygaard R., and Bai B., “Evaluation of a Nanocomposite Hydrogel for Water Shut-Off in Enhanced Oil Recovery Applications: Design, Synthesis, and Characterization,” J. Appl. Polym. Sci., 2012, DOI: 10.1002/APP.38258.
