Hidrogeluri cu aplicații în cosmetice

Abstract

Hidrogelurile sunt rețele polimerice care au capacitatea de a absorbi un volum mare de apă. Flexibilitatea, versatilitatea, receptivitatea la stimuli, structura moale sunt avantajele hidrogelurilor. Este clasificat în funcție de sursă, preparare, încărcătură ionică, răspuns, reticulare și proprietăți fizice. Hidrogelurile sunt utilizate în diverse domenii, cum ar fi agricultură, industria alimentară, biosenzori, biomedical, etc. Chiar dacă hidrogelurile sunt utilizate în diverse industrii, mai multe cercetări se desfășoară în domeniul aplicațiilor biomedicale, deoarece se aseamănă cu țesutul viu, biocompatibilitatea și biodegradabilitatea. Aici, ne concentrăm în principal pe hidrogelurile disponibile comercial utilizate pentru aplicații biomedicale, cum ar fi aplicații cosmetice.

2. Introducere

Hidrogelurile sunt polimeri hidrofili, cu o structură de rețea tridimensională care are capacitatea de a absorbi un volum mare de apă datorită prezenței fragmentelor hidrofile. Termenul de hidrogel a fost inventat pentru prima dată de Van n Bemmelen în 1984. Mai târziu, în anul 1960, Wichterle și Lim au raportat despre hidrogeluri pe bază de poli (metacrilat de 2-hidroxietil) și au sugerat că hidrogelurile pot fi utilizate ca umplutură după enuclearea ochiului, fabricarea lentilelor de contact și a arterelor. De atunci, se desfășoară un număr mare de cercetări despre hidrogeluri în domeniul agriculturii, industriei alimentare, livrării de medicamente, ingineria țesuturilor și medicinei regenerative. Pe lângă capacitatea mare de absorbție a apei, are și alte proprietăți, cum ar fi flexibilitatea, porozitatea, sensibilitatea la stimuli, structura moale și asemănarea sa cu țesutul viu. În zilele noastre, oamenii de știință sunt mai interesați de utilizarea hidrogelului pentru aplicații biomedicale datorită biodegradabilității, biocompatibilității, imunogenității scăzute și ușurinței de utilizare. Prin reglarea proprietăților lor fizico-chimice și a reacției de reticulare, hidrogelul poate fi procesat ca solid, semisolid și lichid. Deoarece hidrogelul a fost un domeniu de cercetare de câteva decenii, au existat produse comerciale ale hidrogelurilor care găsesc cele mai multe aplicații în domeniul medical. În aceast referat, ne concentrăm în principal asupra tipului de hidrogel, care se foloseste in aplicatiile cosmetice.

3. Structura hidrogelului

Forma solidă a unui hidrogel este o structură de rețea de lanțuri polimerice reticulate. Greutatea moleculară a hidrogelului duce la infinit datorită structurii sale de rețea 3D. La nivel molecular, cele mai importante proprietăți pentru definirea structurii hidrogelului sunt dimensiunea ochiului și greutatea moleculară a lanțului polimeric între legături (Figura 1). Reticularea hidrogelurilor poate fi obținută prin reticulare chimice (covalente) și fizice (legături de hidrogen/încurcare). Umflarea unui hidrogel este definită în principal de difuzia apei în hidrogel. Umflarea hidrogelului constă din trei etape:

1. Apă legată primară - în care moleculele de apă se atașează de gruparea hidrofilă,

2. Apă de limită secundară - interacțiunea moleculelor de apă cu grupările hidrofobe existente

3. Apă liberă - la umflarea echilibrului, apa este umplută în spațiile goale.

Rata de umflare depinde de concentrația de polimer și de densitatea de reticulare. Gradul ridicat de densitate de reticulare determină o scădere a raportului de umflare și crește fragilitatea hidrogelului.