水凝胶课件

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水凝胶的研究进展
报告人 ： 指导人：
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什么是水凝胶？
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日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
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抗旱保水剂
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西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
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隐形眼镜
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口服控释药物剂型
人造肌肉
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尿片
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卫生巾
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（二）环境敏感性
环境敏感水凝胶
---------又称智能水凝胶，根据环境变化的 类型不同，环境敏感水凝胶又分为如下几 种类型：温敏水凝胶，PH敏水凝胶，盐敏 水凝胶，光敏水凝胶，电场感应水凝胶， 形状记忆水凝胶，非离子型水凝胶溶胀性 只取决于聚合物的化学成分，而与外界环 境无关。
温（热）敏水凝胶
--------热敏的水凝胶作为原位的药物传递
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pH敏感水凝胶 ------- pH敏感水凝胶是指聚合物的溶胀与 收缩随环境pH的变化而发生变化。 这些水 凝胶的溶胀性可随外界pH的变化发生极大 的、甚至不连续的 改变。
电解质敏感水凝胶 --------这类水凝胶对溶胀度的影响主要是 阴离子部分，离子化水凝胶的溶胀行为与 收缩行为与离子运动密切相关。阴离子型 水凝胶平衡溶胀随pH增大而增大；阳离子 24
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聚丙烯酰胺（PAMA）
从１９９７年１０月到２０ ００年４月，采用聚丙烯酰 胺这种新型软组织填充材料 矫正面颊、颞部、下肢、等， 共２２７９例。效果良好， 并发症少、使用方便，安全 有效。

模拟胃液( SGF，pH = 1.2) 模拟肠液( SIF，pH = 7.4)
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水凝胶
光响应水凝胶 电场响应水凝胶 盐响应水凝胶 压敏水凝胶 热敏水凝胶 ……
形状记忆材料 人工肌肉 人工爬虫 细胞培养 人工关节 调光材料 人工细胞 化学机械器件
……
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2021/8/25
pH敏感性水凝胶 P( MAPOSS-co-AA) 网络孔径要明显小于 PAA 水凝胶的网络孔径。 该 共 聚 水 凝 胶具有 良好的 pH敏感 性，且少量MAPOSS 的加入能降低水凝胶在不同 pH 值条件下的溶胀比。同时，MAPOSS的 加入明 显降低 了载药 水凝胶 中的药 物在SGF中的 释放速 率，因 而可以 通过加 入一定 量的MAPOSS来降低 载药水 凝胶中 药物的 释放， 避免药 物对胃 的刺激 作用， 同时使 药物尽 可能多 地在肠 道释放 ，实现 药物的 定点可 控释放 ，避免 药物产 生的毒 副作用 。
2021/8/25
Thank you ！
参考文献：
[1]Walter Richtering and Brian R.Saunders,Gelarchitectures and theircomplexity,Soft Matters,2014,10,3695-3702 [2] Hydrogels for Tissue Engineering , Chemical Reviews, 2001, 101(7):1869-79 [3]陈国强 朱南康 李进进,医用水凝胶的研究进展，国外丝绸， 2009,3,26-28 [4]刘环宇 叶静仪 梁佩莹, 水凝胶的制备,化工时刊,2014,28,11-14 [5]江春梅 牟建新 刘利明 王婷婷 张春玲，pH 敏感性水凝胶 P( MAPOSS-co-AA) 的制备及药物缓释性能，高分子材料科学与工程， 2014，第 30 卷第 3 期 [6]王 袄 张黎明，医用高分子水凝胶的设计与合成 ，功能高分子学 报，2004，Vol.17,No.4

医用水凝胶创伤敷料的优点： 医用水凝胶创伤敷料的优点：
• • • • • 1、不断降温、立即止痛 2、吸附渗液、阻隔细菌 3、湿性环境、加速愈合 4、生物相容、换药不粘 5、不易成痂、减少疤痕
6.药物崩解剂 6.药物崩解剂
• 以免医药片剂或者胶囊在生产和运输过程 中碎裂，因此要求有一定的强度。服用后， 又要求能够迅速崩解，被人体吸收。而在 医药片剂或者胶囊中加入适量干的PVP凝胶， 医药片剂或者胶囊中加入适量干的PVP凝胶， 则在服用后，凝胶吸收体液中的水分而膨 胀，在药剂内造成很大的压力，从而使药 剂迅速崩解，并且有生产和运输过程中不 会碎裂。
医用水凝胶材料
什么是水凝胶？
日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
抗旱保水剂
西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
隐形眼镜
口服控释药物剂型
人造肌肉
尿片
卫生巾
面膜
丰胸充填物
一、水凝胶的定义
• 水凝胶（Hydrogel）是一类具有亲水基团， 水凝胶（Hydrogel） 能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结 构的聚合物。
药物控制释放产业现状: 药物控制释放产业现状:
• 我国有6,000多家制药企业，但总体上技术 我国有6,000多家制药企业，但总体上技术
资源、资金力量都比不上西方制药企业， 其中控制释放系统的企业仅有有限几家。 • 我国企业的研发投入总体很少，无法与国 际制药相比。 • 我国的控释制剂以研发为主，产业化商品 少，市场上基本为进口药品制剂。
• • • • • 缓释技术 靶向技术 纳米技术 智能控制释放 ……
口服缓释片剂、胶囊
• 应用实例：
① Miyata等制备了抗原—抗体敏感性水 Miyata等制备了抗原— 凝胶，该凝胶的溶胀行为可响应自由兔抗 凝胶，该凝胶的溶胀行为可响应自由兔抗 原rabbit IgG浓度的变化，且该凝胶具有 IgG浓度的变化，且该凝胶具有 专一的抗原识别性，只响应兔抗原的浓度 变化，对羊抗原无响应性。 ② Halliday等以PEO、二异氰酸酯及小 Halliday等以PEO、二异氰酸酯及小 分子多元醇为原料合成了用于口腔给药的 聚氨酯水凝胶载体，在含药物成分的溶液 聚氨酯水凝胶载体，在含药物成分的溶液 中形成自粘性载药凝胶，可以直接粘附于 口腔溃疡面等患处给药。

水凝胶的简介
目录 水凝胶的定义 水凝胶的基本性质 水凝胶的分类 水凝胶的制备 水凝胶的应用 研究前景
定义
水凝胶是一种能够在水中溶胀并保持一定 水分而又不溶于水的具有三维网络结构的 新型功能高分子材料，兼有固体和液体的
性质
水凝胶具有良好的生物相容性 ,自 20世纪 40 年代以来 ,有关水凝胶的合成、理化性质以 及在生物化学、医学等领域中的应用研究十
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
药物传输体系
当水凝胶被移植或注射到生物体后 ， 水凝胶能够维持或向体液控制释放包埋 在水凝胶中的药物 ，一般说来 ，有两 种类型的控制释放 ，一种是像凝胶涂 敷物一样释放小分子 ，另一种情况是 含有药物的聚合物基材逐渐分解 ，在 这种情况下 ，药物扩散进入周围环境 ， 由材料的生物降解速率控制。
补齿材料
水凝胶的溶胀收缩行为通常用凝胶溶胀前后的质量 百分比表示 ,对于膜的溶胀也常用膜面积的变化表示。
力学性能
水凝胶不仅要求具有良好的溶胀性能 ，而且应具有理想 的力学强度 ,以满足实际的需要。
大多数水凝胶在溶胀状态下呈橡胶态 ，当水凝胶处于橡 胶态时 ,它的力学行为主要依赖于聚合物网络结构 ，在 足够低的温度下 ，这些凝胶失去橡胶弹性而表现为粘弹 性。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导

29. Sannino A et al (2003) Biomedical application of a superabsorbent hydrogel for body water elimination in the treatment of edemas. J Biomed Mater Res A 67A(3):1016–1024
In general, the three integral parts of the hydrogels synthesis are monomer, initiator, and crosslinker. Sometimes, diluent are needed.
The hydrogels properties can be modulated by varying the synthetic factors, such as reaction vessel, reaction time, reaction temperature, monomer type, type of crosslinker, crosslinker-to-monomer ratio, monomer concentration, and type and amount of initiator
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Swelling Forces in Hydrogels
两类力的平衡 静电排斥+高分子与水的作用力+离子电荷的渗透
作用=弹性力
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水凝胶可以分为非离子型、离子型(阳离子型、阴 离子型、两性离子型)与亲水性骨架上修饰疏水基 团型
非离子型水凝胶,如聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯 (聚环氧乙烷)，仅仅存在高分子-水相互作用
子体系中；第二步：高分子链段的运动 对于交联密度高的高分子凝胶，溶剂的扩散是第一步的，

天然和合成高分子杂化水凝胶药物释放载体水凝胶的结构水凝胶一级结构二级结构三级结构亲水基团如羧基酰胺基羟基等疏水基团如烷基等轻度交联的三维网络结构呈无定形的结构名称结合方式与物质结合水以氢键的形式与亲水基团结合界面水或第二结合水以范德华力与疏水基团结合起来游离水在渗透压作用下分布于聚合物链间网络中水凝胶的特点
水凝胶的结构
一级结构 亲水基团如羧基 、酰胺基、羟基 等 疏水基团如烷基等 轻度交联的三 维网络结构 呈无定形的结构
水凝 胶
二级结构
三级结构
水凝胶中的水
名称 结合水 结合方式与物质 以氢键的形式与亲水基团结合 以范德华力与疏水基团结合起 来 在渗透压作用下分布于聚合物 链间网络中
界面水（或第二结合水）
擦、划伤伤口
褥疮伤口
优点：不粘连伤口
不破坏新生组织 能同时杀死各种细菌、 避免伤口感染。
游离水
水凝胶的特点：
1.它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著 胀之后，能够继续保持其原有结构而不被溶解； 2.良好的生物相容性、优良的物理机械性能和长期植 入的稳定性； 3.良好的水蒸气透过率和合适的气体(如O 2 和C O 2) 通过率,而且, 水凝胶不会和伤口粘连, 敷贴及取出极为方 便； 4.能够感知外界刺激的微小变化，如温度、pH值、 离子强度、电场、磁场等，并能够对刺激发生敏感性的响 应，常通过体积的溶胀或收缩来实现。
硅水凝胶隐形眼睛
水凝胶的应用
人工玻璃体
药物释放载体
水胶体敷料
水凝胶简介
水凝胶（Hydrogel）
是由明胶、多糖、多电介 质复合物和甲基丙烯酸树 脂组成的三维立体网状吸 水性多聚体。该敷料与组 织接触时可发生反复水合 作用，把组织中的水份吸 收到敷料中，随着吸水量 的增加，敷料逐渐肿胀直 至达到平衡。

二甲基亚砜(DMSO)和水 组成的混合溶剂中, 在低 温条件下冷却该溶液, 经 过一段时间后, 由于PVA 分子的结晶而形成凝胶。 然后用水完全取代凝胶 中的DMSO , 可得到具有 高伸张强度、高含水且 透明的PVA 水凝胶。
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物理交联法
• 影响因素：
①PVA分子量 ②PVA浓度
④解冻条件
膜置于５０℃真空烘箱中干燥至恒重p．pt课件
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化学试剂交联
• 优点：相比物理交联，保水性和某些力学强度 有一定提高。
• 缺点：化学试剂交联由于采用交联剂，交联后有交 联剂残留问题，难以得到高纯度PVA 交联产物；并 且随着聚合物交联反应的进行，不断增高的溶体粘 度使交联剂在基体中的分散性较差，出现不均匀交 联，局部发生“焦烧”现象；并且化学交联难以控 制交联度。透明性不好，含水量不高。
聚乙烯醇（PVA）水凝胶的制 备及应用
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PVA水凝胶
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶 性高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水 为介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持 一定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物 相容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
辐射交联
• 辐射交联：是利用γ- 射线、电子束、X光及 紫外线等直接辐射PVA 水溶液或辐射用物 理交联法制成的PVA 水凝胶。
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辐射交联
• 优点：辐射交联采用的高能射线能均匀地作用在材料上，聚合 物的交联点分布均匀，并且交联度易于控制，能满足对聚合物 交联密度要求较高的场合；辐照交联的另一独到之处在于无需 添加引发剂或交联剂，产物纯度高且具有较好的光学透明度， 并且在加工过程中还可同步实现消毒的作用，辐射交联时间短， 节约能源，尤其在医用高分子材料领域具有明显优势和巨大的 应用前景。

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膜剂概述
• 特点 • 优点 • 工艺简单，生产中没有粉末飞扬； • 成膜材料较其他剂型用量小； • 含量准确； • 稳定性好； • 吸收快； • 体积小、质量轻，应用、携带及运输方便。 • 缺点 • 载药量小，只适合于小剂量的药物，而且其重量差异不易控制，收率不高。
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水凝胶基质
• 卡波姆
三乙醇胺或 NaOH中和
1％水分散液 pH3.11， 粘度较低
逐渐溶解，粘度↑ 低浓度：澄明溶液 高浓度：半透明凝胶
pH6~11,粘度和稠度最大
中和1g卡波姆约需1.35g三乙醇胺或400mgNaOH
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水凝胶基质
• 卡波姆 • 本品制成的基质无油腻感，使用润滑舒适，特别适宜于治疗脂溢性皮肤病。 • 配伍禁忌：盐类电解质、碱土金属离子以及阳离子聚合物、强酸等
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水凝胶基质
• 卡波姆基质处方
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水凝胶基质
• 纤维素衍生物 • 水中溶胀或溶解为胶性物 • 调节适宜的稠度可形成水溶性软膏基质 • 常用的品种有甲基纤维素（MC）和羧甲基纤维素钠(CMC-Na) • 两者常用的浓度为2％－6％
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水凝胶的制备
• 一般制法
戚建平 复旦大学药剂学教研室
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膜剂与涂膜剂
• 膜剂概述 • 成膜材料 • 处方组成 • 制备工艺 • 涂膜剂
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膜剂概述
• 膜剂（films） • 系指药物溶解或均匀分散于成膜材料中加工成的薄膜制剂 • 膜剂可供口服 、口含、舌下给药，也可用于眼结膜囊内或阴、多层膜（复合）与夹心膜等。 • 厚度一般为0.1~0.2μm，面积为1cm2的可供口服，0.5cm2的供眼用。

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Swelling Forces in Hydrogels
两类力的平衡 静电排斥+高分子与水的作用力+离子电荷的渗透
作用=弹性力
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水凝胶可以分为非离子型、离子型(阳离子型、阴 离子型、两性离子型)与亲水性骨架上修饰疏水基 团型
非离子型水凝胶,如聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯 (聚环氧乙烷)，仅仅存在高分子-水相互作用
阳离子型水凝胶在低pH下更易溶胀
阴离子型水凝胶在高pH下更易溶胀
两性离子型水凝胶在等电点位置不易溶胀
对于亲水性骨架上修饰疏水基团的高分子材料，其 亲水作用与疏水作用在不同温度下作用不同，因此， 在一定温度下这类高分子材料可以形成凝胶。
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不同种类水凝胶结构
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有时仅仅一种类型的水凝胶是不能满足需要的，因 此需多种水凝胶共混形成合金，例如溶胀性强的水 凝胶力学性能差，可以添加力学性能好，但溶胀性 差的高分子改性。
于他们远离官能团或电荷中心，结合力较弱
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水凝胶的表征手段
物理结构中不带有气孔的水凝胶为两相，即高分子 固体与水；而带有气孔的水凝胶为三相：高分子固 体，水，空气
每种相结构都对水凝胶的物理性能有影响，如密度、 折射率、机械性能。气体对力学强度有负面影响， 然而，如果气孔之间彼此相连则水凝胶有利于水的 吸收。可形成超吸水性水凝胶（气体含量有30%）。
第一部分 水凝胶简介
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提纲
Crosslinked Polymer Hydrogel Synthesis Expansion of a Hydrogel structure Swelling Forces in Hydrogels Swelling Mechanism Water in Hydrogels Hydrogels Properties Hydrogels Characterization Summary

University of Science and Technology of 2C3hina
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冷却至 50℃
2.5mlAA
搅拌均匀
PVA/CS/AA 溶液
冷却至室温， 通N2，超声 30min
均匀溶液移到培养 皿
在N2中，紫 外光下交联
60℃下，
真空干燥24h
PVA/CS水凝胶薄膜
15ml 30mM C6H12O6和 50mM NaOH
PVA/CS水凝胶薄膜
15ml 30mMAgNO3 黑暗中浸泡6小时 后，洗涤
2. Ozay, H., Sahin, O., Koc, O. K., & Ozay, O. (2016). The preparation and applications of novel phosphazene crosslinked thermo and pH responsive hydrogels. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 43, 28-35. doi: 10.1016/j.jiec.2016.07.043
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2. 药物缓释水凝胶
靶向定位——千军万马夺上将首级 水水凝胶3D打印
美剧《西部世界》片头
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3. 水凝胶3D打印
水凝胶3D打印示意
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4. 水凝胶隐形眼镜
加拿大多伦多大学研究人员开发出 一种新型水凝胶生物材料，有助于保 持细胞活性，也能使它们更好地结合 成组织。试验显示，运用这一材料能 在一定程度上改善视力，甚至逆转失 明。
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三、主要合成思路
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物理交联
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化学交联
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1. 物理交联

医用高分子水凝胶的设计与合成
化学交联的设计与合成
1.自由甚共聚反应交联
自由基共聚反应交联是迄今用于医用高分子水凝胶 设计和制备的最常用方法。
依赖于所需的合成原料化学结构与性能特点，两种 主要的途径被广泛采用:
一、通过一种或多种低分子量烯类单体在交联剂存 在下直接进行交联共聚反应;
二、先使原本不具聚合反应活性的一些水溶性聚合 物转变为含可聚合反应基团的衍生物、再进行交联共 聚反应。
溶胀度：一定温度下，单位质量或体积的凝胶所能吸收液体 的极限量
pH敏水凝胶：聚合物的溶胀与收缩随弧环境的pH、离子强 度 变化而变化
阴离子水凝胶平衡溶胀度随pH增大而增大，阳离子型则随 pH增大而降低
温敏及pH双重敏感凝胶 将pH敏单体和温敏单体通过接枝和嵌段共聚或用互穿网络技
术合成的互穿网络水凝胶 N,N－二异丙基丙烯酰胺、 N,N-二甲基丙烯酰胺、油酸三元
医用高分子水凝胶的设计与合 成
医用高分子水凝胶的设计与合成
凝胶与功能水凝胶
1 凝胶的结构和性质 定义：gel是指溶胀的三维网状结构高分子，在高聚 物间相互连接形成的网状空隙中填充了液体介质. 水凝胶：液体介质为水，由水溶性或亲水性高聚物组 成.吸水性强，保水性能强,一般压力难以排除.
医用高分子水凝胶的设计与合成
共聚胶由于直接与生物系统相作用，除需 具备一般理化性能要求外，还需满足下述一些特殊性 能要求:
①水凝胶本身无毒，不致癌、不致崎，不引起人体细 胞的突变和不良组织反应; ②具有良好的生物或组织相容性，不引起中毒、溶血、 凝血、发热和过敏等现象; ③具有与人体天然组织相适应的力学性能; ④针对不同的使用目的而具有特定的功能。
形状记忆水凝胶 温敏水凝胶：在水或水溶液中凝胶的溶胀与收缩强烈依赖温度

水凝胶在生物医学领域中的 应用(课件)..
什么是水凝胶？
尿片
卫生巾
丰胸充填物
面膜
一、水凝胶的定义
• 水凝胶（Hydrogel）是一类具有亲水基团， 能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结 构的聚合物。
二、水凝胶的特点
• 水溶胀性，交联聚合物 • 亲水性，可吸水达自身重量的数千倍 • 三维网状结构，在水中不溶解 • 能够感知外界微小刺激（智能水凝胶）
• 参阅全球最佳业务实践 ，检验流程/作业的合理 性与经济性
• 发现潜在的流程优化机 会，或者识别出效率低 的作业
• 定义完整的从资源投入 到产出的流程/作业的关 系模型
• 制定作业成本方法
• 根据前面定义资源/作业 /成本对象的关系地图， 定义所有相应的分配关 系：
•分配谁
•怎么分
•分给谁
• 把上述分配模型录入采 用Excel模板的作业成本 系统
• 理想的烧伤涂敷材料，应有一定的柔软性和机 械强度，具有较强的液体吸收能力，能够透过 空气，但屏蔽细菌，水凝胶容易吸收药物，并 能释放药物，不刺激伤口。辐射交联或者化学 交联的PVP能够满足上述要求。国内已有学者成 功研制了PVP烧伤涂敷材料。
医用水凝胶创伤敷料的优点：
• 1、不断降温、立即止痛 • 2、吸附渗液、阻隔细菌 • 3、湿性环境、加速愈合 • 4、生物相容、换药不粘 • 5、不易成痂、减少疤痕
• 详细作业图 • 作业成本方法
作业成本法模型的工作方法(续)
1：建立成本作业分配模型确立成本预算标准
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收集成本数据 及数据输入
成本模型 测试及启用
• 分析现有数据来源，例 如ERP/CRM等
• 搜集目前运营和财务系 统中没有的其他基础数 据

水凝胶在药用高分子材料 中的应用
1
• 水凝胶（Hydrogel） 以水为分散介 质的凝胶。具有交联结构的水溶性高分 子中引入一部分疏水基团而形成能遇水 膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络 体系，性质柔软，能保持一定的形状， 能吸收大量的水。凡是水溶性或亲水性 的高分子，通过一定的化学交联或物理 交联，都可以形成水凝胶
2
一 水凝胶的分类
分类 对外界 刺激的 反应情况
来源
性质
天然 水凝胶
合成 水凝胶ຫໍສະໝຸດ 电中性 水凝胶离子型 水凝胶
传统的 水凝胶
环境敏感 水凝胶
• 传统的水凝胶 这类水凝胶对环境的变 化， 如pH或温度的变化不敏感
3
• 环境敏感水凝胶 这类水凝胶对温度或 pH等环境因素的变化所给予的刺激有非 常明确或显著的应答 • 目前研究得最多的是温敏型和pH敏水 凝胶。所谓温敏是指在水或水溶液中这 种凝胶的溶胀与收缩强烈的依赖于温度， 凝胶体积在某一温区有突变，该温度称 为低临界溶液温度（lower critical solution temperature，LCST）。pH敏 感水凝胶是指聚合物溶胀与收缩随着环 境的pH、离子强度的变化而变化。
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2、水性软膏基质
• • • • • 软膏通用处方： 明胶 30g(10%--30%), 甘油 25g (10%--30%)， 药物 10g 水 35g
甘油明胶 （glycerogelatinum） 纤维素衍生物 MC,CMC-Na等
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聚乙二醇类 （PEG）
•纤维素的合成衍生物。 •水溶液浓度较高时为凝胶， •呈中性，性质稳定，不易 腐败，一般不需加防腐剂。
第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层此过程很快伴有放热效应和体积收缩现象指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层此过程很快伴有放热效应和体积收缩现象指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小第二阶段是液体分子的继续渗透这时凝胶体积大大增加是液体分子的继续渗透这时凝胶体积大大增加溶胀性的大小可用溶胀度swellingcapacity来衡量溶胀度为一定温度下单位重量或体积的凝胶所能吸收的液体的极量112mmmqm?或00vvvq?qm为质量溶胀度q为体积溶胀度mm1mm22分别为溶胀前后凝胶的质量v分别为溶胀前后凝胶的质量v0v为溶胀前后的体积溶胀度倒数对时间倒数溶胀度测定装置图二环境敏感性环境敏感水凝胶又称智能水凝胶smarthydrogels根据环境变化的类型不同环境敏感水凝胶又分为如下几种类型

1
水凝胶简介
2
水凝胶分类
3
水凝胶特性
目录
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.
智能水凝胶的特性
❖一、溶胀性（swelling） 是指凝胶吸收液体后自 身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性
溶胀过程分为两个阶段， 第一阶段是溶剂分子钻入 凝胶中与大分子相互作用 形成溶剂化层，此过程时 间很短速度快，伴有放热 效应和体积收缩现象（指 凝胶体积的增加比吸收的 液体体积小） 第二阶段是液体的渗透作 用，此过程中凝胶吸收大 量液体，体积大大增加。
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用冷
收缩 减少 减少 减少 增加 减慢 减慢 减弱 减慢 下降
.
影响冷疗法效果的因素
❖ 方式 ❖ 面积 ❖ 时间 -在一定时间内冷效应是随着时间的增加而增强 -如时间过长，则会产生继发效应抵消治疗效应，
甚至还可引起不良反应
42
.
影响冷疗法效果的因素
❖ 温度
冷疗法温度与体表温度相差越大,机体反应越强 环境温度影响冷效应
1.兴奋作用 急救时用冷水喷面促进昏迷病人的苏醒
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智能水凝胶的特性
❖ 二、环境敏感性 又称智能水凝胶（smart hydrogels）
体积相变现象
即随溶剂组成、温度 、pH值、凝胶中离子 组成、光、电场等外 界条件的变化，凝胶 体积发生突然地、很 大变化的现象。
因此，具有应答外部 环境，而改变自身性 质或者状态的特性， 称为智能性水凝胶
18
3
.
生活中水凝胶
4
.
生活中水凝胶
人造肌肉
5
.
1.医药控制释放材料
水
2.作为组织充填材料
凝
3.人工玻璃体
胶 在

水良好效果，显示出在农业生产
中的巨大作用。
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化妆品
水凝胶面膜也叫凝水膜。顾名思义，其具有强大的凝集水 分的功能，它以水为分散介质，当把凝胶贴到皮肤上时， 受到体温的影响，凝胶内部的物理结构从固态变成液态， 并渗透到皮肤里。因此，在以水凝胶为基地材质的面膜内 注入胶原蛋白、透明质酸、熊果苷、烟酰胺等有效成分， 可制成多种功能的面膜。
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退热贴
适用于各种原因引 起的发热发热辅助 治疗及物理降温， 缓发发热引起的头 痛、头晕等不适症 状，使人体产生舒 适感。对于儿童和 成人发热，可用于 紧急退热，避免发 热过度伤及脑部。
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水土保湿剂
一种人工合成的具有超强吸水
的保湿性能的高分子聚合物，主
3.根据合成材料的不同 合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶
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聚合物交联
从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交 联两种。物理交联通过物理作用力如静电作用、离 子相互作用、氢键、链的缠绕等形成。化学交联是 在聚合物水溶液中添加交联剂,使聚合物交联成网络 聚合物水凝胶。
从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交 联法,所谓辐射交联是指辐照聚合物使主链线性分子 之间通过化学键相连接。许多水溶性聚合物可通过 辐射法制备水凝胶,如PVA、polyNI2PAAm、聚乙烯基 吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚氧乙烯(PEO) 等。
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电场敏感性水凝胶
目前利用电场敏感性水凝胶控制药物释放的研究尚 处于起步阶段。电场敏感性水凝胶的优点在于药物释放 速度可以通过调整电场强度来控制，简单方便；缺点在 于对电场变化的响应慢、需要可控制的电场提供装置， 而且大多数电场敏感性水凝胶需要在没有电解质的条件 下发挥作用，而在生理条件下，不容易达到要求。