ЧТО ТАКОЕ ГИДРОГЕЛЬ? ГИДРОГЕЛЬ RU- СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ САЙТ. КОМНАТНЫЕ РАСТЕНИЯ. ГИДРОГЕЛЬ- Что это такое?
Гранула + вода = гидрогель
Сухие гранулы и насыщенные водой. Некоторые типоразмеры гидрогеля Эвабеона®
Д- для деревьев и кустарников, М- мульти, Р- для рассады и горшечных растений
Фото © Гидрогель РУ
Гидрогель- полимерные соединения (сшитые сополимеры), выпускаются в виде сухого порошка или гранул. Полимерные цепочки изначально находятся в «свернутом» состоянии, при добавлении воды они расходятся и вода проникает внутрь. Происходит набухание гранул с образованием гидрогеля.
Полимер способен удерживать огромное количество воды, а также водорастворимые удобрения. 1гр сухого препарата поглощает до 0,2- 0,3л воды
Где и как используется гидрогель?
Гидрогель вносится в почву, смеси, компосты и любые другие субстраты, использующиеся для выращивания растений. Применяются как для открытого, так и защищенного грунта.
Давно применяется в комнатном цветоводстве, фитодизайне, при посадке деревьев, цветов, для выращивания рассады, при закладке газонов, в ландшафтном дизайне, в тепличных хозяйствах итд.
Как работает гидрогель?
Для нормального роста и развития растений им необходим постоянный источник доступной воды с растворенными в ней элементами питания. При переувлажнении они погибают, при недостаточном поливе плохо развиваются.
В почве корни растений проникают непосредственно в набухшие гранулы полимера (обычно на это уходит 1,5- 2 недели) и потребляют оттуда воду и растворимые удобрения по мере необходимости. Вам не нужно заботится о поддержании оптимального режима влажности почвы- растения возьмут из геля воды и растворенных в ней веществ ровно столько, сколько им нужно на данной стадии развития и в зависимости от индивидуального физиологического состояния.
Как часто нужно вносить гидрогель Эвабеона® ?
Одного внесения достаточно на 3-5 лет (зависит от микробиологической активности почвы).
В течение этого срока он может многократно высыхать и потом опять набухать, фактически не меняя своих свойств. Сохраняет свои свойства даже при промерзании и последующем оттаивании почвы.
Некоторые эффекты применения гидрогеля
- Растения не страдают от засухи. Можно значительно (в 2- 6 раз) увеличить интервалы между поливами. Например, уехать в отпуск и оставить растения на 2 недели.
- Гранулы удерживают удобрения, препятствуя их вымыванию
- При избытке воды гранулы впитывают ее в себя, освобождая воздухопроводящие поры. Корни растений нормально дышат и не страдают от застоя влаги
- Применение гидрогеля ускоряет темпы развития растений, способствует усилению цветения, улучшает внешний вид
- Поскольку растение находится в оптимальных условиях, у него возрастает устойчивость к инфекционным заболеваниям
Функции гидрогеля в засуху и дождь в разных типах почв:
| песчаные и супесчаные почвы | источник воды и питательных элементов | удерживает питательные элементы, препятствуя их вымыванию |
| глинистые и суглинистые почвы | источник воды и питательных элементов, препятствует коркообразованию и появлению микротрещин, повреждающих корневые волоски | Разбухание- сжатие гранул улучшает структуру почв, оптимизирует условия аэрации и впитывания влаги (снижается переувлажнение в корневой зоне, уменьшается поверхностный смыв почвы) |
Основной принцип работы гидрогеля- оптимизация режимов увлажнения и питания
Если вы следите за своими растениями, то их гибель из-за застоя влаги или пересыхания субстрата наблюдается редко, но даже кратковременные отклонения влажности в обе стороны от оптимума приводят к значительному нарушению их нормального развития.
С режимом влажности напрямую связан режим питания. Самый простой пример: растения не способны использовать удобрения «в сухом виде», поэтому при недостатке влаги происходит нарушение нормального потребления элементов питания. Растение «сидит на голодном пайке», хотя удобрения были внесены в почву.
И изменения влажности и нарушения нормального режима питания приводят к тому, что растения слабо цветут, быстро стареют и вянут. В условиях крупных теплиц, подобные проблемы давно решают при помощи капельного полива. Для любителей единственной альтернативой является применение гидрогеля.
I. Динамика влажности почвы без внесения гидрогеля:
Схематичная динамика влажности почв. «Тучки»- это моменты полива, нижняя шкала- время. Промежуток времени, в который создаются оптимальные условия для роста и развития растений (выделен на нижней шкале зеленым) очень мал. Режим поступление воды и питания носит выраженный пульсирующий характер.
I- переполив. Вода занимает поры аэрации- рост растений угнетен.
При длительном застое влаги- гибель
II- диапазон оптимальной влажности. Нормальный рост и развитие растений
III- недостаток воды. Рост и развитие растений останавливается
II. Содержание влаги при внесении гидрогеля Эвабеона®:
I- переполив. Гидрогель впитывает лишнюю воду, освобождая поры аэрации.
II- диапазон оптимальной влажности. Нормальный рост и развитие растений
III- недостаток воды. Гидрогель отдает воду корням растения.
При внесении гидрогеля Эвабеона® режим поступление воды и питания носит постоянный характер. Растение находится в комфортных условиях все время. Поэтому оно обильнее и дольше цветет, быстрее развивается, увеличивает урожай и меньше болеет.
Особенно эффективен гидрогель при выращивании в емкостях
Хорошо известно, что обеспечить обильное и длительное цветение, хороший внешний вид растений в горшках, ящиках и контейнерах гораздо сложнее, чем в открытом грунте. Одна из главных причин- постоянные колебания влажности почвы.
Чем меньше объем емкости, в которой происходит выращивание, тем больше частота и амплитуда таких изменений. И тем сложнее следить за растениями. Даже при регулярном уходе неизбежно происходит либо подсыхание субстрата, либо его избыточное увлажнение.
Еще проще- обобщение
Если ваш цветок не вянет, это совершенно не значит, что ему хорошо. Если рядом посадить контрольное растение и создать оптимальный режим влажности и питания, вы увидите, что оно лучше растет и развивается, обильнее и дольше цветет, лучше выглядит. Именно такой эффект, помимо всего прочего, дает применение гидрогеля.
Экологичность и безопасность
Улучшение развития растений происходит естественным, экологичным путем, без применения каких-либо стимуляторов роста, цветения и тд. Меняются только сами условия его произрастания.
Гидрогель не является «химией» (в общепринятом выражении), так как не выделяет никаких веществ в почвенный раствор (не растворяется и ничего не вымывается из его матрицы).
Поэтому он не оказывает влияния на химический состав растений.
По окончании срока действия он полностью разлагается самой обычной почвенной микрофлорой. Продукты разложения абсолютно безопасны: аммоний, CO2 и вода.
ПОСМОТРЕТЬ ЦЕНУ >
Гидрогель РУ разделы сайта:
Гидрогель для растений — все что нужно знать
Гидрогель — полимерные соединения (сшитые сополимеры), выпускаются в виде сухого порошка или гранул. Полимерные цепочки изначально находятся в «свернутом» состоянии, при добавлении воды они расходятся и вода проникает внутрь. Происходит набухание гранул с образованием гидрогеля.
Полимер способен удерживать огромное количество воды, а также водорастворимые удобрения. 1гр сухого препарата поглощает до 0,2- 0,3л воды.
Гидрогель вы можете приобрести на нашем сайте по ссылке
Гидрогель уже используется 25 лет в мире. В жару помогает увлажнять растения и заменить капельный полив, удерживает большой объем воды и растворов удобрений (1 грамм гидрогеля до 0,3 л.
воды). Когда корни растений проникнут в гранулы полимера (за время до двух недель), оттуда они берут сколько нужно воды и растворимых в ней удобрений.
Как вносить гидрогель?
Гидрогель не увлажняет почву. Наличие гидрогеля в почве никак не связано с ее влажностью. При наличии гидрогеля, растения сначала берут влагу из почвы, потом из его гранул. Даже если почва сухая, вода из гранул гидрогеля помогает растениям нормально питаться и расти. Что бы растению использовать воду гидрогеля, корням нужно прорасти в гранулы гидрогеля или соприкасаться с ними. Это занимает 1,5 -2 недели.
Гель вноситься в сухом виде или уже в набухшем состоянии. Лучше сначала напитать гранулы водой. Иначе бывают неприятности: растения вылезают из горшка при поливе гидрогеля, рядки с семенами «вспучивает» и т.п.
Вносить гидрогель для комнатных растений надо так: 1 гр. гидрогеля (четверь чайной ложки) на 1 литр почвы (на 10 литров почвы нужно 10 гр. геля). Осторожно сделайте проколы в почве по площади емкости на ее глубину (можно это сделать карандашом) и всыпьте туда гель (помните, что он сильно увеличивается в объеме).
Полейте, если гель появится на поверхности, присыпьте сверху почвой на 1-2 см.. Корни растений найдут эти гранулы и прорастут в гидрогель за 2 недели. Затем полив делайте в 5 раз реже. Под деревья, кусты, цветы вносить гель лучше делая проколы по окружности на глубину 15-20 см. (ломом, вилами) под кустом или деревом. Гидрогель рассыпают равномерно в получившиеся лунки, присыпают почвой и поливают. Повторно полить лучше через 1 час. Для обычного куста ягодного или цветочного понадобится 50 гр гидрогеля.
Одного внесения гранул гидрогеля хватает на 5 лет. За это время он многократно высыхает и набухает, не разрушаясь и сохраняя свойства при промерзании и оттаивании почвы (заморозке-разморозке геля). период пригодности гидрогеля зависим от микробиологической активности почвы, куда вы гель внесете. Гель разрушают микробами, если они активнее и их больше, тем быстрее это произойдет.
Аквагрунт/Экогрунт/Гидрогрунт
В России сейчас популяризуют не гидрогель для растений, а его декоративную разновидность — аквагрунт/гидрогрунт (разноцветные шары или кубики), не приспособленную для выращивания растений, но для декоративных целей.
Декоративный гидрогель – для дизайнеров или флористов, обычный гидрогель – для садоводов и любителей домашних цветов.
Аквагрунт / Экогрунт / Гидрогрунт по структуре полимер, подобный гидрогелю. Но отличен по физическим свойствам (делается намного плотнее гидрогеля, из за чего растению сложнее забирать с него воду и прорастать сквозь него). Выпускают аквагрунт в виде шариков, кубов, пирамидок и т.д. Время набухания их в воде до 10 часов (у гидрогеля – до 1,5 часа). Аквагрунтом впитывается меньше воды. Его применяют для дизайнерских композиций
Выращивание в чистом гидрогеле
Полноценное выращивание растений в гидрогеле или в аквагрунте – НЕВОЗМОЖНО. Самостоятельно их используют только на непродолжительное время, для декоративного украшения или же хранение срезанных цветов и букетов. . На солнце чистый гидрогель может зацвести и стать зеленым, также корни растений будут подвержены свету, если вы будете использовать его в прозрачной емкости. Это равноценно содержанию растений в емкости с чистой водой, они могут даже пустить корни, но условия не подходят и скорая гибель неизбежна.
Срок нахождения растений в чистом гидрогеле или аквагрунте ограничен!!!
Удобрения для внесения в гидрогель.
Ни в гидрогеле ни в аквагрунте удобрений нет. Вы можете использовать водорастворимые удобрения. Но лучше конечно комплексные для гидропоники. Приготовления раствора для насыщения геля удобрениями. При внесении удобрений в гидрогель нужно что бы концентрация солей не превышала 0,2% (2 грамма на литр воды, если применяете растворы полиэлектролитов) или гель полностью не набухнет. При добавления жидкого удобрения, например для гидропоники, нужно смотреть концентрацию удобрения и делить ее надвое. Если нужно внести 1мл на 10 литров воды, при добавления в гидрогель концентрацию снижают в два раза (0,5 мл. на 10 литров).
Удобрения подходящие для внесения в гидрогель:
Все которые созданы для гидропоники, а это трехкомпонентная Flora Series / Читайте также статью Удобрения для гидропоники
Примеры применения гидрогеля
Гидрогель идеален при выращивании рассады баклажан, перца, сельдерея, томатов, которые требуют много влаги.
А переполив приводит к загниванию корней, рассада также вытягивается и получается некачественной. Поэтому следить за влажностью почвы приходится каждый день. Если вы внесете гидрогель, то максимально снизите трудозатраты на уход. А если земляной ком развалится при пересадке, страшного не произойдет — корни поглощающие влагу останутся в гранулах геля. Обычно такие растения быстрее приживутся и раньше дадут урожай.
Внесение гидрогеля при посадке семян увеличит процент всхожести, сократит срок прорастания. Внесение гидрогеля при посадке саженцев улучшит их приживаемость, ускорит плодоношение. Сократит болезни и необходимость ухода. Выращенные с применением гидрогеля огурцы не горькие, ведь горечь возникает от недостатка воды.
Выращивание и посадка клубники с применением гидрогеля дает отличные результаты, ведь она чувствительна к влажности. Корни сосредоточены у поверхности почвы (до 15 см.) быстро пересыхают даже без жары, а соблюсти нормы и режим полива почти невозможно (поливают чаще, что приводит к грибковым заболеваниям).
Устраняется недостаток полива при завязывании ягод и их созревании, что значительно повысит урожайность. При переувлажнении есть риск серой гнили плодов и мучнистой росы. Если же вносится гидрогель при закладке плантации, решается много проблем. Под куст до стакана «мокрого» гидрогеля (перемешав по объему).
Комнатное цветоводство, когда растения посажены в малообъемные емкости (горшки, вазоны) требует большего ухода, чем в открытом грунте. Почва быстро высыхает, растения слабо цветут, вянут. Гидрогель отлично подходит и когда некому поливать цветы или в офисах и учреждениях, где уход за растениями нерегулярен (растения поливать надо в 5 раз реже). Вы также сможете спокойно уезжать, оставляя комнатные цветы до трех недель без полива!
Купить гидрогель
Гидрогелевые биоматериалы: умное будущее?
1. Wichterle O, Lím D. Гидрофильные гели для биологического применения. Природа. 1960; 185: 117–118. [Google Scholar]
2. Копечек Дж., Ян Дж. Гидрогели как умные материалы.
Полим Интерн. 2007 [Google Scholar]
3. Okumura Y, Ito K. Полиротаксановые гели: топологический гель с перекрестными связями в виде восьмерки. Adv мат. 2001; 13: 485–487. [Google Scholar]
4. Гонг Дж. П., Кацуяма Ю., Курокава Т., Осада Ю. Гидрогели с двойной сеткой с чрезвычайно высокой механической прочностью. Adv мат. 2003; 15:1155–1158. [Академия Google]
5. Haraguchi K, Takehisa T. Нанокомпозитные гидрогели: уникальная органо-неорганическая сетчатая структура с исключительными механическими, оптическими свойствами и свойствами набухания/снятия набухания. Adv мат. 2002; 14:1120–1124. [Google Scholar]
6. Haraguchi K, Li HJ, Okumura N. Гидрогели с гидрофобными поверхностями: аномально высокие краевые углы для воды на гидрогелях из нанокомпозита PNIPA. Макромолекулы. 2007;40:2299–2302. [Google Scholar]
7. Chen J, Park H, Park K. Синтез сверхпористых гидрогелей: гидрогели с быстрым набуханием и суперабсорбирующими свойствами. J Biomed Mater Res.
1999;44:53–62. [PubMed] [Google Scholar]
8. Йошида Р., Учида К., Канеко Ю., Сакаи К., Кикучи А., Сакураи Ю., Окано Т. Привитые гидрогели гребенчатого типа с быстрым снятием набухания при изменении температуры. Природа. 1995; 374: 240–242. [Google Scholar]
9. Wang C, Stewart RJ, Kopeček J. Гибридные гидрогели, собранные из синтетических полимеров и спиральных доменов белка. Природа. 1999; 397:417–420. [PubMed] [Google Scholar]
10. Yang J, Xu C, Wang C, Kopeček J. Рефолдинг гидрогелей, самостоятельно собранных из N -(2-гидроксипропил)метакриламидные привитые сополимеры путем образования антипараллельной спиральной катушки. Биомакромолекулы. 2006; 7: 1187–1195. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
11. Petka WA, Harden JL, McGrath KP, Wirtz D, Tirrell DA. Обратимые гидрогели из самособирающихся искусственных белков. Наука. 1998; 281:389–392. [PubMed] [Google Scholar]
12. Xu C, Breedveld V, Kopeček J. Обратимые гидрогели из самособирающихся генно-инженерных блок-сополимеров.
Биомакромолекулы. 2005;6:1739–1749. [PubMed] [Google Scholar]
13. Voldřich Z, Tománek Z, Vacík J, Kopeček J. Многолетний опыт применения поли(гликольмонометакрилатного) геля при пластических операциях на носу. J Biomed Mater Res. 1975; 9: 675–685. [PubMed] [Google Scholar]
14. Николсон П.С., Вог Дж. Полимеры для мягких контактных линз: эволюция. Биоматериалы. 2001; 22:3273–3283. [PubMed] [Google Scholar]
15. Матияшевский К., Дэвис Т.П., редакторы. Справочник по радикальной полимеризации. Нью-Йорк: Джон Уайли; 2002. [Google Академия]
16. Деминг Т.Дж. Синтез полипептидов и гибридных сополимеров полипептидов посредством полимеризации NCA. Adv Polym Sci. 2006; 202:1–18. [Google Scholar]
17. Душек К., Паттерсон Д. Переход в набухших полимерных сетях, вызванный внутримолекулярной конденсацией. J Polym Sci Часть A-2. 1968; 6: 1209–1216. [Google Scholar]
18. Танака Т. Коллапс гелей и критическая конечная точка. Phys Rev Lett. 1978; 40: 820–823.
[Google Scholar]
19. Гроуз Дж., Илавский М., Ульбрих К., Копечек Дж. Фотоупругие свойства сухих и набухших сеток поли(N,N-диэтилакриламида) и его сополимеров с N-трет.бутилакриламидом. Европ Полим Ж. 1981;17:361–366. [Google Scholar]
20. Новак А.П., Бридвельд В., Пакстис Л., Озбас Б., Пайн Д.Дж., Почан Д., Деминг Т.Дж. Быстро восстанавливающие гидрогелевые каркасы из самособирающихся диблок-сополипептидных амфифилов. Природа. 2002; 417:424–428. [PubMed] [Google Scholar]
21. Урри Д.У. Физическая химия биологической трансдукции свободной энергии на примере эластичных полимеров на основе белков. J Phys Chem B. 1997; 101:11007–11028. [Google Scholar]
22. Принц Дж.Т., МакГрат К.П., ДиДжироламо К.М., Каплан Д.Л. Конструирование, клонирование и экспрессия синтетических генов, кодирующих шелк паучьего драглайна. Биохимия. 1991;281:10879–10885. [PubMed] [Google Scholar]
23. Megeed Z, Cappello J, Ghandehari H. Генно-инженерные белковые полимеры, подобные шелку и эластину, для контролируемой доставки лекарств.
Adv Drug Deliv Rev. 2002; 54: 1075–1091. [PubMed] [Google Scholar]
24. Ульбрих К., Штрохалм Дж., Копечек Дж. Полимеры, содержащие ферментативно разлагаемые связи. 6. Гидрофильные гели, расщепляемые химотрипсином. Биоматериалы. 1982; 3: 150–154. [PubMed] [Google Scholar]
25. Wang C, Kopeček J, Stewart RJ. Гибридные гидрогели, сшитые генно-инженерными блок-белками спиральной спирали. Биомакромолекулы. 2001;2:912–920. [PubMed] [Google Scholar]
26. Мията Т., Асами Т., Урагами Т. Гидрогель с обратимой антигенной чувствительностью. Природа. 1999; 399: 766–769. [PubMed] [Google Scholar]
27. Нагахара С., Мацуда Т. Образование гидрогеля путем гибридизации олигонуклеотидов, дериватизированных в водорастворимых виниловых полимерах. Сети полимерных гелей. 1996; 4: 111–127. [Google Scholar]
28. De Jong SJ, De Smedt SC, Wahls MWC, Demeester J, Kettenes-van den Bosch JJ, Hennink WE. Новые самособирающиеся гидрогели путем образования стереокомплексов в водном растворе энантиомерных олигомеров молочной кислоты, привитых к декстрану.
Макромолекулы. 2000;33:3680–3686. [Академия Google]
29. Тада Д., Танабе Т., Тачибана А., Ямаути К. Высвобождение лекарственного средства из гидрогеля, содержащего альбумин в качестве сшивающего агента. J Biosci Bioeng. 2005; 100: 551–555. [PubMed] [Google Scholar]
30. Ehrick JD, Deo SK, Browning TW, Bachas LG, Madou MJ, Daunert S. Генетически сконструированный белок в гидрогелях адаптирует характеристики реакции на стимулы. Природа Матер. 2005; 4: 298–302. [PubMed] [Google Scholar]
31. Elvin CM, Carr AG, Huson MG, Maxwell JM, Pearson RD, Vuocolo T, Liyou NE, Wong DCC, Merritt DJ, Dixon NE. Синтез и свойства сшитого рекомбинантного прорезилина. Природа. 2005;437:999–1002. [PubMed] [Google Scholar]
32. Tae G, Kornfeld JA, Hubbell JA. Устойчивое высвобождение гормона роста человека из гидрогелей, образующих in situ, с использованием самосборки биоматериалов из поли(этиленгликоля) с концевыми фторалкилами. 2005; 26: 5259–5266. [PubMed] [Google Scholar]
33.
Serero Y, Aznar R, Porte G, Berret JF, Calvet D, Collet A, Viguier M. Ассоциирующие полимеры: от «цветов» до переходных сетей. Phys Rev Lett. 1998; 81: 5584–5587. [Google Scholar]
34. Мейсон Дж.М., Арндт К.М. Спиральные спиральные домены: стабильность, специфичность и биологические последствия. ХимБиоХим. 2004; 5: 170–176. [PubMed] [Академия Google]
35. Шэнь В., Чжан К., Корнфельд Дж. А., Тиррелл Д. А. Настройте скорость эрозии искусственных белковых гидрогелей за счет управления топологией сети. Природа Матер. 2006; 5: 153–158. [PubMed] [Google Scholar]
36. Shen W, Kornfeld JA, Tirrell DA. Структура и механические свойства искусственных белковых гидрогелей, собранных за счет агрегации доменов лейциновой молнии. Мягкая материя. 2007; 3: 99–107. [Google Scholar]
37. Копечек Дж., Танг А., Ван С., Стюарт Р.Дж. Дизайн биомедицинских полимеров de novo. Гибриды из синтетических макромолекул и генно-инженерных белковых доменов. Макомол симп. 2001; 174:31–42.
[Академия Google]
38. Vandermeulen GWM, Klok HA. Гибридные материалы пептид/белок: улучшенный контроль структуры и улучшенные характеристики за счет конъюгации биологических и синтетических полимеров. Макромол Биоски. 2004; 4: 383–398. [PubMed] [Google Scholar]
39. Копечек Дж. Умные и генно-инженерные биоматериалы и системы доставки лекарств. Eur J Pharm Sci. 2003; 20:1–16. [PubMed] [Google Scholar]
40. Yang J, Xu C, Kopečková P, Kopeček J. Гибридные гидрогели, самособирающиеся из сополимеров HPMA, содержащих пептидные трансплантаты. Макромол Биоски. 2006; 6: 201–209.. [PubMed] [Google Scholar]
41. Копечек Дж. Гели Swell. Природа. 2002; 417: 388–391. [PubMed] [Google Scholar]
42. Xu C, Kopeček J. Генно-инженерные блок-сополимеры: влияние длины и структуры спирально-спирального блока на самосборку гидрогеля. Фармацевтическая рез. Отправлено. [PubMed] [Google Scholar]
43. Мураками Ю., Маэда М. ДНК-чувствительные гидрогели, которые могут сжиматься или набухать.
Биомакромолекулы. 2005; 6: 2927–2929. [PubMed] [Академия Google]
44. Mirkin CA, Letsinger RL, Mucic RC, Storhoff JJ. Основанный на ДНК метод рациональной сборки наночастиц в макроскопических материалах. Природа. 1996; 382: 607–609. [PubMed] [Google Scholar]
45. Milam VT, Hiddessen AL, Crocker JC, Graves DJ, Hammer DA. Управляемая ДНК сборка биодисперсных коллоидов микронного размера. Ленгмюр. 2003;19:10317–10323. [Google Scholar]
46. Starr FW, Sciortino F. Модель сборки и гелеобразования четырехцепочечных дендримеров ДНК. J Phys Конденсирует Материю. 2006; 18: L347–L353. [PubMed] [Академия Google]
47. Um SH, Lee JB, Kwon SY, Umbach CC, Luo D. Катализируемая ферментами сборка гидрогеля ДНК. Природа Матер. 2006; 5: 797–801. [PubMed] [Google Scholar]
48. Дин К., Алемдароглу Ф.Е., Бёрш М., Бергер Р., Херрманн А. Разработка структурных свойств мицелл блок-сополимера ДНК с помощью молекулярного распознавания. Angew Chem Int Ed. 2007; 46: 1172–1175.
[PubMed] [Google Scholar]
49. Пеппас Н.А., Хилт Дж.З., Хадемхоссейни А., Лангер Р. Гидрогели в биологии и медицине: от молекулярных принципов к бионанотехнологии. Adv Mater. 2006; 18:1345–1360. [Академия Google]
50. Эддингтон Д.Т., Биби Д.Дж. Контроль потока с помощью гидрогелей. Adv Drug Deliv Rev. 2004; 56: 199–210. [PubMed] [Google Scholar]
51. Хаббелл Дж.А. Материалы как морфогенетические ориентиры в тканевой инженерии. Curr Opinion Biotechnol. 2003; 14: 551–558. [PubMed] [Google Scholar]
52. Хоффман А.С. Гидрогели для биомедицинских применений. Adv Drug Deliv Rev. 2002; 54: 3–12. [PubMed] [Google Scholar]
53. Nakabayashi N, Williams DF. Подготовка нетромбогенных материалов с использованием 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолина. Биоматериалы. 2003; 24:2431–2435. [PubMed] [Академия Google]
54. Друри Дж.Л., Муни Д.Дж. Гидрогели для тканевой инженерии: переменные конструкции каркаса и приложения. Биоматериалы. 2003; 24:4337–4351. [PubMed] [Google Scholar]
55.
Varghese S, Elisseeeff JH. Гидрогели для опорно-двигательного аппарата. Adv Polym Sci. 2006; 203: 95–144. [Google Scholar]
56. Наяк С., Лайон Л.А. Мягкие нанотехнологии с мягкими наночастицами. Angew Chem Int Ed. 2005; 44:7686–7708. [PubMed] [Google Scholar]
57. Ссылка JA, Mock ML, Tirrell DA. Неканонические аминокислоты в белковой инженерии. Curr Opin Chem Biol. 2003; 14: 603–609.. [PubMed] [Google Scholar]
58. Ряднов М.Г., Вулфсон Д.Н. Разработка морфологии самособирающегося белкового волокна. Природа Матер. 2003; 2: 329–332. [PubMed] [Google Scholar]
59. Yamaguchi N, Zhang L, Chae BS, Pala CS, Furst EM, Kiick K. Опосредованная фактором роста сборка гидрогелей, ответственных за клеточные рецепторы. J Am Chem Soc. 2007; 129:3040–3041. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
60. Cheng SY, Heilman S, Wasserman M, Archer S, Shuler ML, Wu M. Микрожидкостное устройство на основе гидрогеля для исследований направленной миграции клеток. Лаборатория на чипе.
2007 [PubMed] [Академия Google]
61. Симэн Н.К., Белчер А.М. Имитация биологии: создание наноструктур снизу вверх. Proc Natl Acad Sci USA. 2002;99 прил. 2: 6451–6455. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
62. Кондон А. Спроектированные молекулы ДНК: принципы и приложения молекулярной нанотехнологии. Генетика Нетуре Рев. 2006; 7: 565–575. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
63. Ayres L, Vos MRJ, Adams PJHM, Shklyarevskiy, van Hest JCM. Полимеры с боковой цепью на основе эластина, синтезированные ATRP. Макромолекулы. 2003;36:5967–5973. [Google Scholar]
64. Донг Л., Агарвал А.К., Биби Д.Дж., Цзян Х. Адаптивные жидкие микролинзы, активируемые гидрогелями, реагирующими на стимулы. Природа. 2006; 442: 551–553. [PubMed] [Google Scholar]
65. Отметьте E. Ученые переосмысливают подход к гелям для лечения ВИЧ. Природа. 2007; 446:12. [PubMed] [Google Scholar]
6 Использование гидрогеля I Strouse
Прежде чем мы углубимся в многочисленные способы применения этого исключительного вещества, давайте начнем с основ: «Что такое гидрогель?» Гидрогель представляет собой трехмерную сеть из гидрофильного полимерного материала, который быстро поглощает и удерживает большое количество воды (или другой жидкости).
Невероятно универсальные и экологически чувствительные, гидрогели многофункциональны в различных отраслях промышленности.
В последнее время гидрогели стали популярны благодаря своим уникальным свойствам:
• Высокое содержание воды
• Мягкость
• Гибкость
• Биосовместимость с большинством клеток
• Химическое поведение
• Температурная чувствительность
• Относительно низкая стоимость
Структура гидрогеля представляет собой причиной его недавнего успеха и имеет такие перспективы для использования в будущем. Имея как вязкие, так и эластичные характеристики (вязкоупругие), а также смазывающие свойства, гидрогели сохраняют свою структуру за счет химического или физического сшивания отдельных гидрофильных полимерных цепей.
Способность гидрогелей удерживать/поглощать воду до 99% своего объема делает их либо мягкими и гибкими (например, контактные линзы), либо сильно впитывающими (в детском подгузнике). Пористая природа гидрогелей допускает диффузию, или они могут быть плотными.
Характеристики зависят от состава гидрогеля, который можно адаптировать в зависимости от необходимости. Гидрогели могут быть составлены таким образом, чтобы они разлагались/растворялись или были химически стабильными.
Для чего используется гидрогель?
Потенциал гидрогелей в самых разных областях применения невероятен. Поэтому, естественно, ученые раздвигают границы, чтобы открыть новые области применения. Мы собрали несколько здесь, заканчивая использованием гидрогеля в конвертирующем мире.
Средства гигиены
Гидрогели появляются в различных повседневных продуктах: геле для волос, зубной пасте, косметике. Некоторые суперабсорбирующие гидрогели с материалами на основе акрилата используются для впитывания жидкости в одноразовых подгузниках. Поскольку гидрогели удерживают влагу от кожи, они предотвращают опрелости, удобны и способствуют здоровью кожи.Общее медицинское применение
Мягкая консистенция, пористость и высокое содержание воды в гидрогелях очень похожи на естественные живые ткани организма, что делает их хорошими кандидатами для многих медицинских применений.
Обычное использование включает контактные линзы, проводники нервных волокон, наполнители тканей и технологию замены ядра.При использовании в качестве повязки на рану гидрогели способствуют заживлению, увлажняют и облегчают боль благодаря прохладному содержанию воды. Гидрогель, пропитанный марлевым тампоном, может предотвратить прилипание повязки к поверхности раны.
«Умная» повязка для ран
Эти повязки имеют встроенные в гидрогель элементы: микроэлектронные биосенсоры, микропроцессоры, беспроводные радиопередатчики и т. д. Таким образом, эти раневые повязки не только защищают раны, они могут, например, реагировать на изменения температуры кожи, высвобождая лекарство по мере необходимости (подробнее об этом см. доставка лекарств ниже). Они могут даже загореться, если лекарство заканчивается.Доставка лекарств
Внутри растяжимого пластыря из гидрогеля вставленные трубки или просверленные отверстия создают пути в матрице. Структура гидрогелей с высокой пористостью позволяет загружать и затем высвобождать лекарства, что упрощает долгосрочную трансдермальную доставку лекарств и позволяет использовать систему контролируемой доставки лекарств (DDS).Другие элементы, встроенные в гидрогель — проводящие титановые провода, полупроводниковые чипы — позволяют доставлять лекарства по требованию из небольших резервуаров с лекарствами. Еще одним преимуществом использования гидрогелей для доставки лекарств является их способность к замедленному высвобождению, что приводит к высокой концентрации лекарства в течение длительного периода времени.
Мониторинг доставки лекарств
Доставка лекарств с помощью гидрогелей — это одно. Реальное преимущество заключается в возможности полностью контролировать эту доставку с помощью электронного интерфейса внутри гидрогеля. При тесном контакте электроники с кожей не возникает особых проблем, когда мягкий эластичный гидрогель соответствует среде человеческого тела.Предположим, что в резервуарах мало наркотиков. В этом случае светодиодный индикатор, встроенный в гидрогель, предупреждает пациента и/или лиц, осуществляющих уход, даже если гидрогель растягивается вокруг гибких частей тела.
Микрофлюидика и преобразование
Чтобы использовать гидрогели для точной доставки лекарств или тестирования жидких образцов, в гидрогель необходимо встроить сложные микроканалы (от субмикронных до нескольких миллиметров) и контуры. Топовые преобразователи создают микрожидкостные устройства для технологии «орган-на-чипе», тест-полосок или других задач, требующих движения или анализа небольших молекул жидкости. Поскольку гидрогели нетоксичны для большинства клеток, на них можно формировать элементы дизайна и размеров.
Обычное использование включает контактные линзы, проводники нервных волокон, наполнители тканей и технологию замены ядра.
При тесном контакте электроники с кожей не возникает особых проблем, когда мягкий эластичный гидрогель соответствует среде человеческого тела.