水凝膠是以水為分散介質(zhì)的凝膠。在水中能夠吸收大量的水分溶脹，并在溶脹后繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解。具有網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水溶性高分子中引入一部分疏水基團(tuán)和親水殘基，親水殘基與水分子結(jié)合，將水分子連接在網(wǎng)狀內(nèi)部，而疏水殘基遇水膨脹的交聯(lián)聚合物。
改性水凝膠是水凝膠在多方面獲得應(yīng)用的前提條件。水凝膠通過改性在藥物緩釋、物質(zhì)分離、器官移植、組織培養(yǎng)、酶的固定以及免疫分析等方面具有許多優(yōu)異的性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景。水凝膠通過改性在藥物緩釋、物質(zhì)分離、器官移植、組織培養(yǎng)、酶的固定以及免疫分析等方面具有許多優(yōu)異的性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景。
組織細(xì)胞培養(yǎng)。經(jīng)過改性的PEG水凝膠中共價結(jié)合血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)，提高生物支架材料上的種子細(xì)胞的初始種植效率；加入轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β1)可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的產(chǎn)生。短肽精氨酸–甘氨酸–天冬氨酸(RGD)增強(qiáng)了細(xì)胞間和細(xì)胞材料間的黏附。異丙基丙烯酰胺(PNIPA)凝膠可成功進(jìn)行軟骨、皮膚、角膜、肝臟方面的體內(nèi)外移植研究。
傷口敷料及人工器官。高吸水凝膠又稱高吸水樹脂，能吸收自身重量10~5000倍的水、鹽水、氨、尿液和血液。PVA水凝膠可吸收大量滲液而不與傷口粘連，不易感染。在人工關(guān)節(jié)、人造肌肉、人工玻璃體、人工角膜、虹膜等方面也有應(yīng)用。
智能材料與生物傳感。智能型水凝膠對環(huán)境的細(xì)微變化或刺激能做出及時響應(yīng)。受關(guān)注的形狀記憶材料，用PVA水凝膠可以制得。通過采用液晶蛋白分析法，檢測濃度低的免疫球蛋白G(IgG)、牛血清蛋白(BSA)和異硫氰酸熒光素(FITC)等。
藥物緩釋載體及微膠囊。脂質(zhì)體的半徑在10nm~100nm之間，藥物被包裹在這些結(jié)構(gòu)中的內(nèi)水相和雙層結(jié)構(gòu)之間的疏水域中，通過修飾在脂質(zhì)體表面安裝識別物質(zhì)如抗體來識別病源細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。將PVA水凝膠作為藥物載體，與小分子藥物以結(jié)合健的形式相聯(lián)，或者將凝膠做成微膠囊，將小分子藥物包埋，使藥物釋放時間得到較大的延長，減少了藥物的用量。
分子檢測與分離。凝膠因可根據(jù)分離物質(zhì)設(shè)計凝膠的交聯(lián)密度或單體結(jié)構(gòu)，用于蛋白質(zhì)、酶、抗原和抗體的分離，和常規(guī)方法相比，該法快速、靈敏、準(zhǔn)確。
