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技術(shù)文章

【案例分析】水凝膠材料的應(yīng)用及力學性能分析

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      水凝膠作為一種新型的生物醫(yī)用材料已經(jīng)引起了研究者們的廣沙關(guān)注。由于水凝膠對環(huán)境細微的變化很快作出反應(yīng)并日大多數(shù)具有很好的生物相容性等特性,因此,水凝膠在生物醫(yī)藥、組織工程等方而得到了廣泛應(yīng)用,如可作為組織填充劑、藥物緩釋劑,酶的包理、蛋自質(zhì)電泳、接觸眼鏡、人工血漿、人造皮膚、組織工程支架材料等。近些年來隨著不斷開發(fā)研制出性能優(yōu)異的水凝膠材料,水凝膠在生物醫(yī)學研究和技術(shù)等領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮陌l(fā)展容間。文章主要介紹了生物醫(yī)用水凝膠材料的優(yōu)點及研究執(zhí)點,針對傳統(tǒng)的水凝膠材料在醫(yī)學領(lǐng)域應(yīng)用中部分性能的不足,研究者們開發(fā)出的幾種新型水凝膠材料,預(yù)測了未來醫(yī)用水凝膠材料的發(fā)展方向。


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生物醫(yī)用水凝膠材料的優(yōu)點:


     水凝膠是由高分子網(wǎng)絡(luò)吸水溶脹而成的材料形態(tài)。在生命體中,水凝膠材料十分常見,從細胞質(zhì)到植物體的木質(zhì)部、韌皮部,以及動物的大腦、肌肉等,各種水凝膠材料為生命提供著豐富多樣的功能。


      得益于其天然的生物相容性,水凝膠材料擁有巨大的醫(yī)用潛力,典型應(yīng)用包括隱形眼鏡、傷口密封、藥物輸運、組織支架等。近年來,研究者對水凝膠的化學組分和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行多樣化挖掘,合成出了各種功能性水凝膠材料,這些材料具有豐富的刺激響應(yīng)性(溫度、電場、酸堿度等)、功能性(如載藥、潤滑、抗污等)以及力學強韌性(強膠粘、抗沖擊等),在智能柔性器件、軟體機器人等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。


       凱爾測控小載荷原位系列的試驗機在水凝膠材料領(lǐng)域合作過眾多醫(yī)療企業(yè)和科研高校,幫助水凝膠科研人員順利進行了材料的力學性能研究,助力科研成果的轉(zhuǎn)化。


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                                                                             水凝膠裂紋擴展試驗


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                                      水凝膠拉伸試驗                                               水凝膠壓縮、蠕變及應(yīng)力松弛試驗(水?。?/span>


       同時,隨著水凝膠強韌粘接技術(shù)的解決,人們也開始將功能性水凝膠涂層與金屬、半導體等其他材料集成在一起,在不改變基底力學性質(zhì)的前提下,將水凝膠的各種功能特性集成到材料中,從而為醫(yī)療器械、智能柔性器件等創(chuàng)造新的機遇。



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