Гидрогели в биомедицине: свойства и механизмы, лежащие в их основе

Гидрогели — это гидрофильные трёхмерные сети, способные поглощать большое количество воды или биологических жидкостей. Благодаря этому они перспективны для применения в биосенсорах, системах доставки лекарств, а также в качестве носителей или матриц для клеток в тканевой инженерии. В этом критическом обзоре обсуждаются преимущества гидрогелей, позволяющие преодолеть ограничения других типов биоматериалов. В зависимости от химического состава гидрогели реагируют на различные стимулы, включая нагревание, изменение pH, свет и химические вещества. Для подробного понимания влияния параметров структуры на свойства набухания рассматриваются два механизма набухания, а также механизм гелеобразования и расчёт размера ячеек полимерной сетки. Подробно описаны гидрогели из природных материалов, таких как полисахариды и полипептиды, а также различные типы синтетических гидрогелей, представленные в недавних публикациях. Наконец, рассматриваются биомедицинские применения гидрогелей разных типов, включая культивирование клеток, самовосстановление и доставку лекарств.