Concetti Chiave
- Gli idrogel sono strutture tridimensionali polimeriche che trattengono grandi quantità d'acqua, espandendosi quando sono immersi in essa.
- I legami tra le catene polimeriche determinano le caratteristiche degli idrogel, con legami covalenti che mantengono la forma originale e legami non covalenti che formano soluzioni acquose.
- Gli idrogel di tipo I, con legami covalenti, sono polimeri reticolati che incorporano acqua senza dissolversi, influenzando solubilità, rigonfiamento, porosità e proprietà meccaniche.
- Il rigonfiamento dipende dalla natura idrofila e carica dei monomeri e dal grado di reticolazione, potendo raggiungere il 90-95%.
- La dimensione delle maglie polimeriche è cruciale per la porosità e la capacità di un farmaco di diffondere attraverso l'idrogel.
Idrogel
Gli idrogel sono sistemi tridimensionali costituiti da un polimero (fase dispersa) che ingloba la fase disperdente, in questo caso l’acqua, in grandi quantità.
Se questo polimero viene messo in acqua si ha il fenomeno del rigonfiamento --> l’acqua rimane intrappolata nella struttura tridimensionale del polimero.
Questo reticolo polimerico è formato da catene polimeriche che interagiscono tra loro tramite legami covalenti o non covalenti (es.
Il tipo di legame modifica completamente le caratteristiche dell’idrogel.
• Gel di tipo II (formano legami non covalenti): Idrogel + acqua soluzione di polimero in acqua.
• Gel di tipo I (formano legami covalenti): idrogel + acqua --> il gel rimane nella sua forma originaria.
Gel/idrogel di tipo I
Siccome i legami che compongono gli idrogel di tipo I sono covalenti, si tratta di polimeri reticolati, costituiti da monomeri idrofili che sono capaci di incorporare grandi quantità di acqua rigonfiandosi (perché l’acqua interagisce con i monomeri), ma il sistema non di discioglie.
Il grado di reticolazione (legami che uniscono due catene tra di loro) influenza
- la solubilità del polimero
- il grado di rigonfiamento del polimero
- la dimensione delle maglie polimeriche e quindi la porosità del polimero
- le proprietà meccaniche.
La capacità di rigonfiamento dipende da:
- La natura dei monomeri; Più sono idrofili e carichi, maggiore è il rigonfiamento perché interagiscono meglio con l’acqua.
- Grado di reticolazione; più è reticolato, minore è il grado di rigonfiamento
La capacità di rigonfiamento può essere anche del 90-95%! Per misurare la quantità che un polimero può incorporare nella propria struttura si può effettuare il rapporto volume polimero/volume idrogel dopo averlo messo in acqua, oppure peso polimero/peso idrogel dopo averlo messo in acqua.
La forma dell’idrogel dopo il rigonfiamento rimane costante perché i legami sono covalenti.
La dimensione delle maglie è proporzionale alla porosità del polimero importante perché la dimensione della maglia influenza la capacità di un farmaco di diffondere al di fuori dell’idrogel.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra gli idrogel di tipo I e tipo II?
- Come influisce il grado di reticolazione sulle proprietà degli idrogel di tipo I?
- Da cosa dipende la capacità di rigonfiamento di un idrogel?
Gli idrogel di tipo I formano legami covalenti e mantengono la loro forma originaria quando immersi in acqua, mentre quelli di tipo II formano legami non covalenti e si dissolvono in una soluzione di polimero in acqua.
Il grado di reticolazione influenza la solubilità, il grado di rigonfiamento, la dimensione delle maglie polimeriche, la porosità e le proprietà meccaniche del polimero.
La capacità di rigonfiamento dipende dalla natura idrofila e carica dei monomeri e dal grado di reticolazione; monomeri più idrofili e meno reticolati favoriscono un maggiore rigonfiamento.
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