84
MÛANYAG- ÉS GUMIIPARI ÉVKÖNYV 2015
Szintetizált állapotukban ezek a hidrogélek eredeti
hosszuk akár 20-30 szorosára is nyújthatók mara-
dó deformáció nélkül [7]. A slide-ring hidrogélek
kiváló tulajdonságaik ellenére sem az ipar, sem az
orvosbiológia területein nem terjedtek el, ami bo-
nyolult és költséges előállításuknak tudható be.
3. ábra: a) A hagyományos szintézissel előállított
hidrogélekben a hálópontok közötti lánchosszak eltérőek,
a legrövidebb láncon lokalizálódik a terhelés, ezért ri-
degek. b) A slide-ring hidrogélek esetén a nyolcas alakú
térhálópontokban a láncok szabadon mozoghatnak, a fe-
szültség több, azonos hosszúságú láncszakaszon oszlik el.
c) A polirotaxán makromolekula felépítése, a PEG láncvé-
geket nagyméretű molekulák zárják le. d) Az α-CD moleku-
lákat elsőrendű kémiai kötésen keresztül kapcsolódnak [7]
Tetra-PEG hidrogélek
A mechanikai tulajdonságok javítását a homogén
szerkezetet kialakításában látták az ún. tetra-PEG
gélek esetében is. Amegfelelő monomerválasztás-
sal a térhálók közötti lánchossz távolság gyakor-
latilag megegyező lesz. Ezen polimer hidrogélek
egyik típusában kétféle négykarú, tetraéder alakú
monomert alkalmaztak Sakai és társai [8]. A PEG
láncokat tartalmazó monomerek szimmetrikusak,
azonos lánchosszúságú karokkal rendelkeztek. A
legegyszerűbb tetraPEG hidrogél a 4 darab pri-
mer amin csoportot (tetraamin-PEG [TAPEG])
és a 4 darab észter csoportot (tetra-N-hidroxi-
szukcinimid-glutarát-PEG [TNPEG]) tartalmazó
makromonomer között lezajló aminolízis útján ál-
lítható elő (4. ábra). A kialakuló szerkezet akkor a
legegységesebb, ha a monomereket 1:1 arányban
alkalmazzák. A kiindulási monomer koncentráció
is lényeges, hogy elkerülhetőek legyenek a lelógó
szabad láncvégek, lánchurkok, illetve a fluktuáci-
ós háló kialakulása is minimális legyen. A kialakí-
tott szerkezet kiváló mechanikai tulajdonságokat
biztosít ezeknek a hidrogéleknek: a szakadási nyú-
lás 300 < < 2000 %, míg a szakítószilárdság
0,4 < < 10 MPa között változik [9]. Kiemelen-
dő, hogy mind a gélek szilárdsága, mind a duzza-
dásfoka függ a PEG láncok hosszától, a felsorolt
paraméterek értéke növekszik a PEG láncok hosz-
szának növekedésével. A szintézist egyszerű ké-
miai reakcióval és biokompatibilis molekulákkal
valósították meg.
4. ábra: A tetra-PEG szintézise során alkalmazott mono-
merek kémiai szerkezete és a kialakuló szabályos térhálós
szerkezet
Double-network hidrogélek
A következő két fejezetben bemutatott hidrogélek
esetében a korábbiakban bemutatott gélektől el-
térő koncepciót alkalmaztak a kutatók szívós
hidrogélek előállítására. Nem a repedés kialaku-
lásának lehetőségét igyekeztek lecsökkenteni, ha-
nem a repedés terjedését akadályozták meg haté-
konyan.
Két polimer térháló kombinációját, amelyek közül
legalább az egyik szintézise vagy térhálósítása a
másik térháló jelenlétében következik be, polime-
rek egymásba hatoló térhálóinak (interpenetrating
network, IPN) nevezzük. Ha a hidrogélt két egy-
másba hatoló térhálóból állítjuk elő, a mechanikai
tulajdonságok lényegesen jobbak lehetnek, mint a
hagyományos gélek esetében. Az Osada és Gong
által 2003-ban publikált double-network [DN]
hidrogél egy speciális IPN hidrogél [10]. Az 1.
térháló fő kiindulási monomere a 2-akrilamido-
2-metil-propán-szulfonsav) [AMPS], melyet
