Гидрогель покупала еще в прошлом году в Ашане, но в деле испытать его получилось только в этом году. Специально это средство не искала, приезжала за когтеточкой для котов, ну и заодно не смогла себе отказать в удовольствии прогуляться в отделе товаров для сада. Там я и увидела средства, именуемые гидрогелями.
Тогда и вспомнила отзыв девушки про гидрогель, в котором она рассказывала, что при помощи него можно не поливать растения очень длительное время. В летнее время нас долгое время не бывает дома, комнатные растения оставить на полив некому, так я загубила очень много «зеленых существ».
Поэтому и решила попробовать гидрогель, узнать, есть ли в нем толк.
Точную цену не помню, где-то 45 или 65 руб., недорого.
В магазине было несколько видов гидрогелей и разного объема, я выбрала небольшой пакетик.
Гидрогель Три сезона
- Производитель: AE-Chemie,Германия.
- Бренд: Три сезона.
- Вес нетто: 40 грамм.
- Срок годности: 5 лет.
- На обратной стороне упаковки можно прочитать подробную информацию о гидрогеле, инструкцию по применению, которую производитель рекомендует внимательно прочесть.
Состав:
полиакрилат натрия, гранулы 0,05-0,9 мм.
Гидрогель представляет собой порошок белого цвета.
Гидрогель Три сезона
- Очень напоминает стиральный порошок.
- Ожидала увидеть шарики, у той девушки отзыв был на гидрогель в виде шариков, а тут он порошком.
- Запаха у средства нет.
Мы летом часто уезжаем на долгое время в отпуск. Цветы оставляю в тазике с водой, но не все они могут вынести такие спартанские условия и погибают, либо потом долго восстанавливаются.
Я подумала, было бы здорово, если гидрогель на самом деле смог бы решить проблему полива растений, когда нас не будет длительное время дома.
Производитель рекомендует прочитать инструкцию внимательно. Я прочла способ применения, но сделала так, как сделала и девушка в отзыве на гидрогель от Агриколы.
Дело в том, что гидрогель нужно вносить в почву при посадке/пересадке, но уезжая летом в отпуск никто же не будет специально пересаживать растения. Я, конечно, сделаю так, как пишет производитель, но в будущем, когда буду пересаживать цветы.
Способ применения от производителя:
Непосредственное нанесение геля в почву, либо предварительное замачивание геля.
В данный, конкретный момент я просто решила внести гидрогель непосредственно на поверхность почвы, под корни растениям. Выбрала одно растение, не потому что было его не жалко, просто надо было что-то выбирать и пробовать, а оно более живущее (название растения не знаю).
Насыпала гель просто на глаз.
Гидрогель универсальный отзывы
- Полила водой.
Гидрогель универсальный Три сезона
- Через некоторое время гидрогель набух и превратился вот в такую белоснежную шапку.
Гидрогель универсальный
- Как будто это снег или пена.
- На ощупь влажненько.
- Сказала свои растениям «не скучайте» и уехала, предварительно убрав растения с подоконников и разместив их в комнате, в тени.
- Через две недели приехали, все было в норме, растение с гидрогелем тоже не высохло, сидит зелененькое такое, довольнохонькое, даже новые листочки распустило.
- А с гидрогелем что?
- «Шапочка» спала, гель потемнел.
Нигде плесени не увидела, хотя были такие сомнения, что под гидрогелем образуется плесень. Ничего.
- Если вновь полить растение, гель вновь потихоньку набухает.
- Но такую большую пену, как в первый раз, не дает.
- Мы вновь уехали на 10 дней из города, по приезду подопытное растение было также в норме.
- Резюмирую:
- Ценник адекватный;
- Гидрогель помог растению без полива продержаться долгое время (2 недели);
- Растение дало новые листочки, выросло.
5 баллов, к покупке рекомендую, все супер, мне понравилось, буду покупать еще.
Желе для принтера: гибридный гидрогель и 3D-печать методом экструзии
Несмотря на свою якобы внезапную популярность в последние годы, аддитивные технологии впервые увидели свет еще в 1971 году. Долгое время 3D-принтеры использовались исключительно для производства функциональных или эстетических прототипов, а сама технология носила название «быстрое прототипирование». Стремительное развитие вычислительной техники привело к появлению разных методов реализации аддитивных технологий: от лазерной стереолитографии (SLA) до более знаменитой 3D-печати (3DP). Другой термин, появившийся еще в 1894, это гидрогель — полимер, способный поглощать воду (если очень утрировано). У гидрогелей, как и у аддитивных технологий, множество применений: медицина, фармакология и даже энергетика. И вот ученые из университета Северной Каролины решили объединить 3D-печать и гидрогель для создания гидрогелевых структур с желаемыми свойствами. На Хабре была новость об этой разработке, но мы попробуем копнуть глубже. Из чего состоит изучаемый гидрогель, какими свойствами его можно наделить, и что из него можно сделать? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.
Основа исследования
Для начала стоит в двух словах пояснить, что такое гидрогель. Это сеть из пересекающихся полимерных цепей, способных равновесно и обратимо набухать в воде и водных растворах. Основой гидрогеля являются гидрофильные молекулы. Проблема классических гидрогелей, изготовленных из полимерных сетей в воде, состоит в том, что они мягкие и хрупкие, т.е.
им не хватает упругости и прочности. Из-за этого применение гидрогелей в различных отраслях (робототехника, тканевая инженерия и т.д.) сильно ограничено. Эластичность гидрогелевых материалов может быть улучшена путем объединения взаимопроникающих ковалентных и ионных полимерных сетей с образованием сильно растяжимых и прочных структур.
Другой метод улучшения механических свойств гидрогелей основан на использовании наполнителей с высоким коэффициентом формы (высокое отношение длины наполнителя к диаметру его поперечного сечения). Это позволяет механически усилить гелевую матрицу.
Однако использование наполнителя из материала, отличного от материала матрицы, приводит к возникновению напряжения на поверхностях интерфейсов, которые вызывают образование трещин при деформации или нагревании.
Противоположный метод основан на применении однополимерных композитов или так называемых гомокомпозитов.
Мезомасштабная усиливающая сеть гомокомпозитов сделана из материала, который химически идентичен материалу первичной матрицы. Сети гомокомпозитного армирования позволяют модулировать механические свойства первичной (основной) матрицы без напряжения, точек расслоения и т.д.
Звучит очень многообещающе, но и тут есть проблема — изготовление HHG (от homocomposite hydrogel, т.е. гомокомпозитный гидрогель) является крайне сложным процессом из-за отсутствия методов создания армирующих сетей с тем же химическим составом, что и матрица гидрогеля.
В рассматриваемом нами сегодня труде ученые описывают новый тип HHG, в котором как первичная гелевая матрица, так и армирующая сеть состоят из альгината натрия (SA от sodium alginate; C6H9NaO7).
Эти HHG усилены фибриллярной сетью альгинатных мягких дендритных коллоидов (SDC от soft dendritic colloid).
SDC это иерархически структурированный класс мягкой материи, синтезированный посредством процесса осаждения, вызванного сдвигом, в турбулентной среде.
Высокая степень разветвления вокруг ядер частиц SDC делает их морфологически похожими на полимерные молекулярные дендримеры. Однако SDC намного больше, чем эти дендримеры. Ученые считают, что иерархически разветвленные SDC могут быть отличным вариантом для эффективного армирования композитных материалов. Важен тот момент, что ответвления SDC покрывают большую площадь поверхности, что может повысить стабильность композита за счет более равномерного распределения нагрузки.
Результаты исследования
Первым делом необходимо было изготовить мягкие дендритные коллоиды из альгината (т.е. SDC), которые должны были послужить армирующими сетками. Для этого было использовано турбулентное осаждение. Для получения SDC гидрогеля раствор альгината (120–190 кДа) вводили в водный раствор ионов Ca2+, которые эффективно связывают две -COO- боковые группы на основной цепи альгината (1а).
Изображение №1
Процесс осаждения приводит к образованию SDC с характерной иерархической морфологией (1b) с разветвлением разного масштаба и поколениями (вторичными ответвлениями) волокон. Фактически SDC состоят из волокон микронного размера, которые многократно разветвляются на все более тонкие волокна. Самый внешний слой («корона»), окружающий каждый SDC, состоит из гибких нановолокон, толщина которых может достигать 10 нм (1b). Нановолокна в коронах наделяют их физической адгезией, которая является основным фактором способности дендриколлоидов создавать структурную прочность коллоидной сети. Конечный размер обычных SDC, включая их корону, находится в диапазоне 100–500 мкм.
Далее необходимо было оценить вязкоупругие свойства водных суспензий SDC. В первую очередь ученые проверили, образуют ли альгинатные SDC гидрогели коллоидной сети при низких объемных долях в воде. В теории в водных суспензиях контактирующие SDC будут прочно прилипать за счет сил Ван-дер-Ваальса с образованием перколяционной* сети субконтактов разветвленных волокон (2a).
Перколяция* — в химии явление протекания или непротекания жидкостей через пористые материалы. Изображение №2
Оценка модулей накопления (G') и потерь (G″) суспензий SDC в линейной вязкоупругой области показала, что SDC имеют сильную склонность к образованию коллоидных сетей.
Динамический модуль*: совокупность динамического модуля G может быть использована, чтобы представить соотношение между колебательным напряжением и нагрузкой:
G = G’ +iG″
где i2 = -1; G’ — модуль накопления; G″ — модуль потерь.
Предел текучести наблюдался в водных суспензиях 0.25 мас.% SDC, т.е. при более низкой концентрации, чем в большинстве типов обычных коллоидных гелей. Суспензия 1.0 мас.% SDC показала значение G '= 200 Па, тогда как заявленное значение для 1.0 мас.% альгинатных микрогелей должно быть 10–100 Па. Т.е.
суспензии SDC обладают более выраженными твердоподобными характеристиками, чем суспензии обычных альгинатных частиц.
Непрерывная фаза HHG состоит из молекулярного альгинатного геля, объединенного ионами Ca2+. Первым делом ученые проанализировали свойства молекулярных гидрогелей, содержащих из 1.0 мас.% связанного альгината, но без SDC.
Гидрогель был получен путем добавления наночастиц CaCO3 и δ-лактона D-глюконовой кислоты (GDL) к раствору SA. Поскольку GDL подвергается гидролизу и понижает pH, CaCO3 медленно высвобождал ионы Ca2+. Спустя 2 часа уравновешивания были получены данные касательно вязкоупругих свойств гидрогеля (2c). При концентрации CaCO3 выше 0.
05 мас.% гидрогель вел себя как твердое вещество. При дальнейшем введении Ca2+ в гидрогель его жесткость продолжала увеличиваться. Но при CaCO3 выше 0.2 мас.% наблюдался синерезис (старении структуры) гидрогеля с последующим выделением воды.
В результате было установлено, что для поддержания стабильности гидрогеля в его составе должно быть 1.0 мас.% SA и 0.1 мас.% CaCO3.
В итоге у исследователей было на руках две составляющие, которые требовали объединения, — SA SDC (альгинатные мягкие дендритные коллоиды) и молекулярная матрица SA CMH (альгинатный гель, связанный ионами Ca2+).
Было синтезировано множество гибридных HHG, где общая концентрация SA поддерживалась на постоянном уровне в 1 мас.%, а отношение SDC к CMH варьировалось. Изображение №3
Все образцы, полученные таким путем, демонстрировали характеристики твердого вещества (3a). Характерные кривые напряжение-деформация (3b), полученные при испытании на механическое растяжение, также демонстрируют, что гибридные HHG имеют большую жесткость, чем гели только из SDC или CMH.
На графике 3c показаны данные измерений растяжения-деформации и реометрии всех образцов. Анализ этих данных показывает, что гомокомпозитные системы, содержащие смешанные SDC и CMH, проявляют сильный синергетический эффект.
Значения комплексного модуля (G) и модуля Юнга (E) для гомокомпозитных гелей показали трехкратное увеличение с максимумами при низких отношениях SDC к CMH.
Однако это нельзя приписывать исключительно увеличение концентрации Ca2+ в гомокомпозитной системе. Так максимальный модуль сдвига в HHG (G = 950 Па при 0.125 мас.% SDC / 0.875 мас.% CMH) не соответствует самой высокой концентрации Ca2+, поскольку дальнейшее увеличение доли SDC снижает получаемую жесткость HHG.
Следовательно, сильный синергетический эффект, приводящий к увеличению механической прочности HHG, может быть непосредственно связан с физическим переплетением молекулярной SA и коллоидных сетей SDC (3d).
Полученная структура сохраняет стабильность в большинстве сред, но может быть легко разрушена путем помещения ее в растворы сильных хелатирующих агентов, таких как ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота; C10H16N2O8).
Ученые отмечают, что еще одной важной особенностью разработанного гибридного гидрогеля является возможность менять кинетику его гелеобразования в зависимости. Сначала была выполнена проверка зависимости гелеобразования от времени трех вариантов образцов: SDC, CMH и композитный HHG (концентрация SA у всех была одинаковой — 1 мас.%). Изображение №4
На графике 4a представлены результаты анализа чистой суспензии SDC. Видно, что SDC сразу проявляет твердое поведение без добавления CaCO3 или GDL. Это объясняется тем, что формирование этой сети происходит за счет контактного расщепления и переплетения фибриллярных дендриколлоидов.
С другой стороны, чистый CMH сначала проявляет жидкое поведение и постепенно затвердевает по мере высвобождения связывающего агента Ca2+ в результате гидролиза. CMH становится полностью связанной структурой спустя 120 минут (4b).
Важно отметить, что зависимая от времени эволюция HHG напрямую зависит от кинетики, с которой SDC и CMH (основные составные элементы HHG) собираются в сети.
Изначально происходит затвердевание HHG из-за гелеобразования механически жесткой сети SDC.
Затем формируется более прочный гидрогель, поскольку взаимопроникающая молекулярная сеть CMH становится связанной ионами Ca2+ (4c и 4d).
Эти свойства материала показывают контролируемые начальные напряжения текучести и медленное нарастание эластичности гидрогеля с течением времени. Следовательно, подобный материал можно использовать в 3D-печати, что ученые и решили проверить на следующем этапе исследования. Факт того, что созданный гидрогель является гомокомпозитной системой, позволяет точно контролировать его свойства. За счет этого такой гидрогель можно использовать в 3D-печати с помощью экструзии, что ранее было крайне сложной задачей. Для примера, оба SDC и CMH не пригодны для экструзии в своей чистой форме, в отличие от гибридного HHG. Возможность контролировать свойства гидрогеля позволяют создать «чернила» для экструзии, в которых не зависящие от времени предел текучести и время затвердевания могут быть настроены так, как это угодно человеку. Синергетический эффект в смешанных композитах SA-SDC.
Поскольку 3D-принтер применяет перепад давления, превышающий предел текучести HHG, экструдированная форма сохраняется за счет быстрого гелеобразования сети SDC (4c, видео выше).
Изображение №5
Важно и то, что разработанный гидрогель можно было использовать для печати в обычных условиях без дополнительной обработки или подготовки материала (5а). Примечательно, что G’ чистой суспензии SDC (1500 Па) почти на четыре порядка больше, чем у смеси CMH при до добавления GDL (0.5 Па; 5b).
Несмотря на максимальную жесткость геля HHG, возникающую при более низких относительных соотношениях SDC/CMH (4c), HHG с более высоким относительным содержанием SDC давали больше нитей с улучшенным наслоением (видео ниже).
3D-печать многослойной структуры путем экструзии.
На 5a и 5c показан процесс 3D-печати гомокомпозитного гидрогеля методом прямой экструзии. HHG экструдируется через сопло (25 G, внутренний диаметр 0.26 мм) при 140 кПа, и гель сохраняет свою форму благодаря пределу текучести (≈80 Па).
Дополнительное формирование структур в z-направлении может быть достигнуто путем наложения последовательных слоев, которые, как было обнаружено, хорошо прилегают к нижележащим.
Ученым удалось добиться аддитивной печати более 10 слоев гидрогеля в вертикальном направлении без снижения скорости экструзии. После затвердевания (60 минут) готовую напечатанную структуру можно было легко удалить с подложки (5d).
Если же есть необходимость в структуре больших размеров, то тут необходима поэтапная экструзия, дающая дополнительное время для затвердевания геля, также необходимо увеличить предел текучести материала за счет изменения состава HHG.
Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых и дополнительные материалы к нему.
Эпилог
В данном труде ученые продемонстрировали свое удивительное творение — композитный гидрогель, свойствами которого можно манипулировать в зависимости от потребностей конечного пользователя. Созданный ими гидрогель отлично подходит для 3D-печати посредством экструзии, чем не могли похвастаться предшествующие гидрогели.
Ученые заявляют, что материалы на водной не отличаются особой прочностью, они хрупкие и мягкие, что вполне ожидаемо. Однако, если объединить альгинатные мягкие дендритные коллоиды и альгинатный гель, связанный ионами Ca2+, то можно получить гидрогель с повышенной прочностью.
Другими словами, они объединили два разных гидрогеля в один, свойства которого превосходят свойства его составных.
К вариантам применения нового гидрогеля его создатели относят медицину, пищевую промышленность и мягкую робототехнику. Но до полноценного использования еще далеко, так как гидрогель требует доработок. В частности, ученые хотят изменить гидрогель так, чтобы его можно было применять в 3D-печати биомедицинских инъекционных материалов. Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и хорошей всем рабочей недели, ребята. 🙂
Немного рекламы
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.
99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Maincubes Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.
2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
Создан материал, который мягкий и прочный одновременно
Британские ученые разработали материал с очень противоречивыми свойствами. Он на 80% состоит из воды, но при этом одновременно мягкий, эластичный и прочный.
В ходе проведенного эксперимента прямоугольник из этого материала несколько раз переехал автомобиль весом 1200 килограммов.
Можно было ожидать, что он лопнет как заполненный водой воздушный шар, но этого не произошло — он восстановился и снова поднял листы металла, под которыми лежал.
По словам изобретателей, их материал в спокойном положении обладает свойствами резины, а при сжатии будто бы превращается в сверхтвердое стекло. Созданный материал планируется использовать в создании роботов, датчиков, протезов и даже спортивной обуви. Предлагаю вместе разобраться, как ученым удалось дать «куску резины» настолько сложные свойства.
Самый мягкий и прочный материал в мир похож на кусок холодца
Подробностями о необычном материале поделилось научное издание Science Alert. Если говорить точнее, он представляет собой даже не резину, а холодец. При касании он, подобно желе, сгибается и подрагивает.
Однако, несмотря на 80% содержание воды в его составе, его не сможет раздавить даже самый сильный человек в мире.
Как и говорилось выше, материал обладает высоким сопротивлением к сжатию — при сильном давлении он будто бы превращается в закаленное стекло.
Что такое гидрогель?
По своей сути, новый материал представляет собой гидрогель. Так принято называть вещества, которые состоят из прочно связанных между собой полимерных цепей. Гидрогели способны впитывать большое количество воды — регулируя его количество, ученые способны придавать материалу разные физические свойства.
Гидрогели уже давно интересуют ученых, потому что обладают большой прочностью и способны восстанавливать свою форму даже после высокого давления. Однако, до сих пор существовали пороговые значения — при слишком сильном сдавливании сделанные из гидрогеля фигуры разрушались.
Но британским ученым удалось решить эту проблему.
Гидрогель можно купить даже в магазине — из него делают средство для накопления и удержания влаги в почве
Самый прочный гидрогель
По словам одного из авторов научной работы Цзехуана Хуанга (Zehuan Huang), для увеличения прочности материала они укрепили связи между молекулами гидрогеля при помощи сшивающих агентов.
В их роли выступило вещество кукурбитурил, молекулы которого по форме напоминают бочку. Он, как выразились ученые, удерживает молекулы подобно наручникам. Изменяя состав гидрогеля, исследователи могут создавать материалы и с другими свойствами.
Всем этим материалам можно будет найти применение.
Насколько нам известно, это первый гидрогель со свойствами, похожими на прочное стекло. Мы не просто создали что-то интересное, а открыли новую главу в области «мягких материалов с высокими эксплуатационными характеристиками», — похвастался Цзехуан Хуанг.
Чтобы доказать прочность материала, ученые провели эксперимент. Они положили небольшой кусочек «холодца» между двумя тонкими листами металла. После этого по этой поверхности несколько раз проехал автомобиль весом 1200 килограммов.
Материал сжимался до нескольких миллиметров, но оставался целым и после уезда автомобиля быстро восстановил свою форму. По словам авторов научной работы, материал ничуть не повредился — внешний вид у него был такой же, как до испытания.
Проверка прочности нового материала
Где применяются гидрогели?
Ученые считают свое изобретение очень перспективным и уже предполагают, где его можно использовать. Так как гидрогель очень мягкий и безвреден для человеческого здоровья, его можно использовать при создании носимых устройств. Например, можно создать удобные кроссовки с датчиком шагов — электроника будет надежно защищена и обувь может прослужить очень долго.
Из нового материала можно сделать кроссовки со счетчиком шагов
Благодаря тому, что материал выдерживает большое давление и восстанавливает свою форму, его можно использовать в роботах. В теории, можно наделить роботов системой распознавания прикосновений, сделав их еще больше похожими на настоящих людей.
Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!
Как я уже говорил выше, гидрогели давно интересуют ученых своими необычными свойствами. В 2019 году китайские ученые нашли им отличное применение в медицине — при помощи них можно останавливать неконтролируемые кровотечения.
Ученые постарались сделать гидрогель максимально совместимыми с соединительными тканями человека и у них это получилось. При возникновении кровотечения можно заделать рану веществом и посветить на него ультрафиолетом — смесь затвердевает и предотвращает потерю крови.
Подробнее об этом изобретении вы можете почитать тут.
Гидрогель с антимикробными пептидами победил инфекцию
Saba Atefyekta et. al. / ACS Biomaterials Science & Engineering
Шведские химики создали гидрогель с
антибактериальным эффектом, внедрив в него антимикробные пептиды. В работе, опубликованной в журнале ACS
Biomaterials Science
& Engineering, ученые на
крысах продемонстрировали эффективность гидрогеля против некоторых штаммов
бактерий, включая золотистый стафилококк. Также антимикробный гидрогель ускорил свертывание крови.
Устойчивость бактерий к антибиотикам усложняет
лечение раневых инфекций. Раны, колонизированные мультирезистентными бактериями, могут привести к сепсису и летальному исходу. На сегодняшний день пациентам с
инфекцией в ране часто назначают антибиотики.
Однако эффективное лечение
требует идентификации микробов и тщательного выбора антибиотиков, а микробиологический
анализ зачастую требует времени.
Более того, бактерии в ране могут
образовывать биопленку и существовать в ней, повышая свою устойчивость к лечению антибиотиками и иммунному ответу.
Существуют повязки с соединениями серебра, которые обладают бактерицидными свойствами. Однако ионы
серебра токсичны для всех микроорганизмов, а не только для целевых бактерий, которые к тому же могут развивать устойчивость.
На сегодняшний день есть хорошая альтернатива ионам серебра —это антимикробные пептиды, которые взаимодействуют с бактериальной
мембраной и разрушают клетки бактерий.
Такой механизм воздействия менее подвержен развитию резистентности к нему у бактерий. Также пептиды не проявляют токсичности для
клеток хозяина при местном применении и адекватной дозировке.
Но несмотря на
все достоинства антимикробных пептидов, в свободном состоянии они нестабильны в биологических
жидкостях.
Ученые во главе с Сабой Атефьектом (Saba
Atefyekta) из Технического университета Чалмерса в Швеции решили проблему
низкой стабильности антимикробных пептидов путем их иммобилизации на гидрогеле,
состоящем из воды и сшитого коммерческого триблок-сополимера Плюроник F127.
Химики провели
реакцию между Плюроником F127 и хлорангидридом акриловой кислоты, чтобы присоединить к полимеру необходимые химические группы для последующей модификации пептидами.
Гидрогель получился толщиной в два миллиметра. Его нарезали небольшими пластинками для дальнейших экспериментов.
Антимикробный пептид, который химики «пришили»
к гидрогелю, состоит из аминокислот аргинина и пролина, которые обеспечивают
положительные заряды для усиления электростатических взаимодействий с
бактериями, а также из аминокислоты триптофана, которая улучшает взаимодействие
пептида с фосфолипидными мембранами бактерий и увеличивает бактерицидную
активность.
Присоединение
пептидов к гидрогелю химики осуществили с помощью реакции между карбоксильными
группами на поверхности гидрогеля и аминогруппами пептидов. Такая же химическая связь присутствует и в самом пептиде между аминокислотами.
Полученные гидрогель, помимо антибактериальных свойств, может эффективно абсорбировать жидкость, что делает его хорошей повязкой на рану.
На
полученных антимикробных гидрогелях исследователи высевали бактерии Staphylococcus
epidermidis (эпидермальный стафилококк), Staphylococcus aureus (золотистый
стафилококк) и Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка). Для сравнения химики сделали посевы этих же бактериальных колоний на гидрогели,
немодифицированные пептидами.
Бактерии культивировали в течение 24 часов при 37
градусах по Цельсию, чтобы способствовать образованию биопленки. Визуализацию
бактериальной пленки проводили с помощью флуоресцентной микроскопии.
В
результате, по сравнению с контрольными гидрогелями, количество эпидермального
и золотистого стафилококка на гидрогелях с пептидами сократилось на 90
процентов, а синегнойной палочки — на 70 процентов.
Флуоресцентные изображения бактерий на гидрогеле с пептидами и без них. Живые бактерии отображены зеленым цветом, а мертвые — красным.
Saba Atefyekta et. al. / ACS Biomaterials Science & Engineering
Затем химики
проверили насколько пептиды, иммобилизованные на гидрогеле, стабильны в
сыворотке крови человека.
Выяснилось, что иммобилизованные пептиды, инкубированные в
сыворотке крови, сохраняли антибактериальный эффект против золотистого
стафилококка до двух дней.
Более высокая доля мертвых бактерий также обнаруживалась в гидрогелях с пептидами по сравнению с контрольными образцами гидрогелей. Однако пептиды
потеряли примерно 50 процентов антибактериальной активности в человеческой крови через 48 часов.
Также
исследователи показали, что антимикробный гидрогель, используемый как
повязка на рану, сможет ускорить свертывание крови. Используя свежую кровь, полученную от двух доноров, ученые определили количество тромбоцитов в крови до и после часа ее контакта с гидрогелем. Большой видимый сгусток наблюдался на гидрогеле с пептидами, в то время как он отсутствовал на контрольном образце.
(а) Количество тромбоцитов после инкубации антимикробного гидрогеля с кровью в течение часа. Данные представляют собой среднее значение и стандартное отклонение для четырех образцов, * p
Saba Atefyekta et. al. / ACS Biomaterials Science & Engineering
В
финальной стадии работы химики приступили к экспериментам на животных. Семи самкам крыс надели маски для непрерывной ингаляции наркоза (изофлуран). Крысам побрили
спинки и сделали шесть разрезов для создания карманов, в которые поместили пластины с
гидрогелем: три контрольных гидрогеля и три антимикробных.
Затем ученые ввели 50 микролитров раствора с золотистым стафилококком в карманы, после чего зашили раны. Каждая крыса получала анальгетики. Животных
умертвили спустя 72 часа с помощью большой дозы пентобарбитала. Спину крыс
промыли хлоргексидином, сняли швы и извлекли гидрогелевые пластины.
Оказалось, что на пластинах с антимикробным гидрогелем было примерно в 10 раз меньше бактерий, чем на контрольных
пластинах.
Вопрос лечения резистентных
бактериальных инфекций с каждым годом становится все острее. В нашем большом
материале «Конец прекрасной эпохи» мы рассказывали про основные проблемы, с
которыми сталкиваются врачи по всему миру, пытаясь лечить инфекции, вызванные
устойчивыми к антибиотикам бактериями.
Виктория Барановская
Какие линзы лучше: гидрогелевые или силикон-гидрогелевые? Как выбрать подходящие?
В чём разница между силикон-гидрогелевыми и гидрогелевыми линзами и какие лучше?
В этой статье мы поможем разобраться!
Подбор идеальных линз — непростая, но важная задача. Если вы хотите забыть о проблемах со зрением, нужно осознанно и детально подойти к покупке.
Главные ожидания человека, который решает использовать контактные линзы — это чёткость зрения и комфорт глаз! Но то, насколько здоровым и приятным будет ношение оптических изделий, во многом зависит от выбора материала, из которого они изготовлены.
Совет: Перед покупкой необходимо изучить характеристики и ассортимент, но в первую очередь — обязательно посетите врача-офтальмолога для получения рецепта на линзы для глаз. Обратите внимание, он отличается от рецепта на очки! Исходя из ваших предпочтений и потребностей, специалист порекомендует вам материал и сроки и режимы замены.
Какие линзы лучше: гидрогелевые или силикон-гидрогелевые
Для изготовления современных мягких контактных линз используется два вида материалов: гидрогель и силикон-гидрогель. Не только новичкам, но и опытным пользователям довольно сложно разобраться в различиях и особенностях материалов с похожими названиями.
Итак, гидрогель, состоящий из геля и воды, стал первым материалом для изготовления современных мягких контактных линз. Гидрогелевые изделия отлично удерживают влагу, они тонкие, гибкие, легкие, практически неощутимы на глазах. Вода в них служит не только для увлажнения, но и для обеспечения доступа кислорода к роговице, что делает ношение комфортным.
Позднее был создан более “дышащий” материал — силикон-гидрогель. В его основе всё тот же гидрогель, но теперь его дополняет силикон. Именно он снабжает роговицу ещё большим количеством кислорода, защищая глаза от гипоксии и покраснения.
Говоря профессионально, такой материал обладает более высокой кислородной проницаемостью. Однако силикон-гидрогелевые линзы более плотные и упругие, хуже удерживают влагу, а потому, могут сильнее ощущаться на роговице и требуют больше времени на привыкание.
Таким образом, материалы отличаются в ключевых характеристиках: способности пропускать кислород и удерживать влагу. И уже из этого вытекают различия в сроке ношения, удобстве использования. Но гидрогелевые и силикон-гидрогелевые линзы не делятся на лучшие и худшие. У каждого материала свои преимущества, нужно лишь выбрать подходящий именно вам!
На что обратить внимание, выбирая гидрогелевые или силикон-гидрогелевые линзы?
Роговице глаза для здорового состояния необходимо “дышать”, то есть получать достаточное количество кислорода. Он поступает к роговице извне, напрямую из воздуха. Это значит, что контактная линза может послужить препятствием для полноценного “дыхания” глаз.
Поэтому важно выбирать оптические изделия с высоким уровнем пропускания кислорода, особенно, если вы преследуете цель как можно дольше их носить. Современные силикон-гидрогелевые материалы способны пропускать 99% кислорода к глазу! Поэтому их можно носить в течение нескольких суток подряд. Только по рекомендации специалиста!
Помимо кислорода, роговице необходима влага. Её наличие обеспечивает слёзная жидкость, но при длительном ношении контактных линз её выделение замедляется. Поэтому важно, чтобы материалы хорошо удерживали влагу и таким образом предотвращали риск пересыхания роговицы.
У всех средств контактной коррекции зрения есть показатель влагосодержания. Чем он выше, тем более мягким и неощутимым будет изделие. Показатель выше 70% необходим людям с синдромом сухого глаза, но для обычных пользователей вполне достаточно 30-50%, чтобы не ослаблять естественную работу слёзной железы.
В гидрогелевых материалах влага служит не только для смачиваемости глаза, но и для обеспечения кислородного обмена с роговицей. Поэтому гидрогель нуждается в большем содержании влаги, чем силикон-гидрогель.
Совет: выбирая, какие линзы купить, нужно обращать внимание на две главные характеристики: кислородопроницаемость и уровень содержания влаги. Именно от этих параметров зависит то, насколько комфортно вам будет, и как долго вы сможете их носить, не снимая.
Гидрогелевые контактные линзы
Гидрогелевые линзы — это более тонкие, эластичные и неощутимые оптические изделия для коррекции зрения. Благодаря способности материала хорошо удерживать влагу, роговица сохраняет увлажненность и получает достаточно кислорода для комфортного ношения линз.
Преимущества и недостатки гидрогелей
Преимущества:
- обладают большим запасом влажности
- практически не ощущаются на глазах
- требуют короткий период адаптации
- отлично подходят для чувствительной роговицы
- при соблюдении режима ношения не вызывают сухости и дискомфорта
- более устойчивы к образованию липидных и белковых отложений
Недостатки:
- пропускают меньше кислорода
- хуже держат форму, из-за чего новым пользователям может быть сложнее их надевать
- из-за своей тонкости более склонны к повреждениям
- не подходят для длительного ношения
Сколько часов можно носить
Изделия из гидрогеля рекомендуется носить не более 8-10 часов в день, их обязательно нужно снимать на ночь. Есть гидрогелевые линзы, которые можно носить и до 12 часов подряд, например, ADRIA GO. В составе их материала сразу два увлажнителя — гиалуронат натрия и поливинилпирролидон. Поэтому они обеспечивают глазам длительный комфорт без сухости, даже при работе за компьютером.
Чаще всего из гидрогеля изготавливаются однодневные линзы. Они носятся в течение дня, а после утилизируются, и на следующий день используется новая пара. Такие изделия не требуют ухода и особого хранения.
Силикон-гидрогелевые контактные линзы
Силикон-гидрогелевые или, как их еще называют, силиконовые линзы для глаз — “дышащие” оптические изделия для коррекции зрения. Они позволяют глазам получать практически столько же кислорода, сколько и без линз.
В производстве современных силикон-гидрогелевых материалов используются новейшие технологии и полимеры, что гарантирует комфортное ношение.
Преимущества и недостатки силикон-гидрогелей
Преимущества:
- силикон-гидрогель — современный материал, из которого делаются самые популярные линзы
- пропускают большое количество кислорода к роговице
- позволяют глазам “дышать” в течение всего времени ношения
- защищают от гипоксии и покраснения глаз
- более плотные, упругие, лучше держат форму, благодаря чему более удобные в манипуляциях, при надевании
- менее склонны к повреждениям
- подходят для безопасного длительного ношения
Недостатки:
- сильнее ощущаются на глазах
- требуют больше времени для привыкания
- менее устойчивы к накоплению липидных отложений
Особенность силикон-гидрогелевых линз
Из силикон-гидрогеля изготовлено большинство современных линз ежемесячной замены. Их можно носить каждый день в течение месяца по 8-10 часов и не беспокоиться о здоровье и состоянии глаз. Ведь материал с высокой воздухопроницаемостью гарантирует безопасность и комфорт.
Кроме того, некоторые силикон-гирогелевые материалы позволяют ношение в продлённом режиме. Так, например, ADRIA O2O2 пропускают почти 100% кислорода и будут абсолютно комфортны, даже если не снимать их на протяжении 7 суток. В них можно и работать днём, и спать ночью.
Однако не стоит увлекаться непрерывным ношением, рекомендуется соблюдать режим, вовремя очищать и правильно хранить ежемесячные линзы. Для этого используйте универсальные растворы и контейнеры.
Совет: Если вы привыкли к силикон-гидрогелевым изделиям, переход от них к гидрогелевым может вызвать некоторый дискомфорт. Ведь глаз привык получать сразу много кислорода. И наоборот — если вы привыкли к тонким и влажным гидрогелевым, то в первое время силикон-гидрогелевые могут показаться более жёсткими и создать ощущение соринки в глазу.
Но это совсем не значит, что вам придется отказаться от одного из материалов. Глаза быстро адаптируются к новому! Главное — соблюдать режим ношения и замены.
Лучшие марки контактных гидрогелевых и силикон-гидрогелевых изделий
Купить линзы можно не только в оптике или аптеке, но и в интернет-магазинах. На рынке представлены разные производители и бренды, как надёжные, проверенные годами, так и современные, опирающиеся на последние технологии. Перечислим некоторые из них:
Однодневные
Acuvue 1-Day TruEye — силикон-гидрогелевые; одни из самых популярных контактных линз с отличными показателями пропускания кислорода и содержания влаги, совершенно неощутимы для века.
Acuvue 1-Day Moist — гидрогелевые; в материал добавлен увлажняющий агент, который лучше удерживает влагу внутри в течение дня. Обладают индикатором для определения правильного положения линзы и защитой глаз от УФ-излучения.
Плановой замены
AIR Optix plus HydraGlyde — силикон-гидрогелевые; созданы на основе двух инновационных технологий. Технология HydraGlyde притягивает и удерживает влагу. Технология SmartShield защищает от липидных отложений с 1-го до 30-й день ношения.
Soflens 59 от Bausch&Lomb — гидрогелевые; обладают высоким влагосодержанием, устойчивы к различным отложениям. Подходят для комфортного ношения в течение всего дня. Плотный материал гарантирует удобное использование без повреждений и разрывов.
Ежеквартальные
Adria Season — гидрогелевые; одна пара на целый сезон использования. Изготовлены по уникальной HD-технологии, которая обеспечивает четкость и контрастность зрения при любом уровне освещения и на разных расстояниях.
Optima FW от Bausch+Lomb — гидрогелевые; отличное зрение и комфортное ношение по выгодной цене. Гладкая поверхность и ультратонкие края гарантируют удобную посадку.
Ассортимент этих производителей отличается по цене и характеристикам, но неизменно гарантирует качество и безопасность! Выбирая линзы этих брендов, вы точно не ошибётесь.
Какие линзы выбрать
Теперь, учитывая всё вышесказанное о том, в чем отличие гидрогелевых линз от силикон-гидрогелевых линз, вы сможете сделать более лёгкий и правильный выбор.
Выбирайте гидрогелевые, если вы:
- предпочитаете однодневный режим замены: без хлопот по уходу, удобно и просто
- много времени проводите за компьютером или смартфоном и нуждаетесь в особом увлажнении глаз
- имеете чувствительную роговицу или синдром сухого глаза
- опытный пользователь контактных линз и умеете с ними обращаться
- ищете линзы, чтобы чередовать их с очками
- ведёте активный образ жизни, занимаетесь спортом, часто наносите макияж
- знаете, что ваши глаза склонны к аллергическим реакциям
Или выбирайте силикон-гидрогелевые, если вы:
- хотите использовать самые современные модели
- предпочитаете ежемесячный режим замены и готовы правильно обеспечивать уход и хранение
- хотите носить линзы в течение недели, не снимая
- впервые будете использовать контактные линзы
- замечаете, что в с гидрогелевыми изделиями глазам не хватает кислорода и появляется покраснение
- много работаете, в том числе, в ночную смену, любите поездки и иногда точно не знаете, когда закончится ваш день
Но помните, что принять окончательное решение должен помочь врач-офтальмолог!
Совет: Несмотря на биосовместимость современных средств для контактной коррекции зрения, они все же являются инородным телом. Если носить их постоянно, замедляется выработка естественной слёзной жидкости, и роговица скорее высыхает.
Но такое характерно только для случаев, когда человек проводит в линзах большое количество времени. При обнаружении такой проблемы стоит обратиться за советом к офтальмологу или просто самостоятельно купить в аптеке нейтральные глазные капли с увлажняющими свойствами.
Загрузка...
