Вивчення особливостей гелеутворення та реологічних властивостей гідрогелей на основі агар-агару - Лебедєва, Катерина Олександрівна; Черкашина, Ганна Миколаївна; Савченко, Дмитро Олександрович; Лебедєв, Володимир Володимирович (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022)
У статті показані дослідження з вивчення кінетики гелеутворення та особливостей реологічних властивостей гідрогелей на основі агар-агару. Встановлено, що гідрогелі привернули значну увагу в останні 50 років завдяки своїй винятковій можливості застосування в широкому діапазоні. Вони володіють певним ступенем гнучкості, дуже схожі на натуральні тканини через великий вміст води. В рамках літературного огляду показано, що полімерні гідрогелі зазвичай отримують полімеризацією водорозчинних ненасичених сполук у присутності біфункційного агента перехресної зшивки або структуруванням попередньо приготованих реакційно-здатних преполімерів. Здатність полімерних гідрогелів до об’ємних переходів між набухлою та сколапсованою фазами під дією зовнішнього середовища є однією з найбільш важливих та універсальних властивостей цих матеріалів. Показано, що відомі полімерні гідрогелі, які використовуються як інертні матриці для контрольованого виділення попередньо абсорбованих біологічно-активних речовин. В цьому випадку швидкість виділення біологічно-активної речовини визначається природою та структурою полімерного каркаса гідрогелів. В статті проведено дослідження з вивчення кінетики гелеутворення та особливостей реологічних властивостей гідрогелей на основі агар-агару з метою отримання сучасних біосумісних матеріалів для медичної, косметологічної та фармацевтичної галузей. Показано, що у композиціях, які складаються виключно з агар-агару та води спостерігається найменший час втрати липкості та плівкоутворення. При цьому, при збільшенні вмісту агар-агару с 25 до 50 % можна побачити найбільш швидкі процеси втрати липкості та плівкоутворення. Визначені композиції з найбільшим часом втрати липкості та плівкоутворення, які містять 25% агар-агару та 50 % молока та меду, тому що саме для них буде характерний якнайдовший час дифузії активних речовин до організму людини. Наукова новизна дослідження пов’язана з вивченням ефективності гелеутворення в умовах висококонцентрованих розчинів агар-агару з різним вмістом полімерної частини та активних речовин на основі якого запропоновані склади композицій для отримання масок для обличчя та медичних тейпів.

The article shows studies on the study of the kinetics of gelation and the features of the rheological properties of hydrogels based on agar-agar. It has been found that hydrogels have attracted a lot of attention in the last 50 years due to their exceptional wide range of applications. They have a certain degree of elasticity, very similar to natural fabrics due to the high water content. Within the framework of the literature review, it has been shown that polymer hydrogels are usually obtained by polymerization of water-soluble unsaturated compounds in the presence of a bifunctional cross-linking agent or by structuring pre-prepared reactive prepolymers. The ability of polymer hydrogels to undergo bulk transitions between swollen and collapsed phases under the action of an external medium is one of the most important and universal properties of these materials. It has been shown that polymer hydrogels are known that are used as inert matrices for the controlled release of pre-absorbed biologically active substances. In this case, the release rate of the biologically active substance is determined by the nature and structure of the hydrogel polymer framework. The article studies the kinetics of gelation and the features of the rheological properties of hydrogels based on agar-agar in order to obtain modern biocompatible materials for the medical, cosmetological and pharmaceutical industries. It is shown that in compositions that consist exclusively of agar-agar and water, the shortest time for loss of stickiness and film formation is observed. At the same time, with an increase in the content of agar-agar from 25 to 50 %, one can see the most rapid processes of loss of stickiness and film formation. Compositions with the longest time for loss of stickiness and film formation were determined, which contain 25 % agar-agar and 50 % milk and honey, because they will be characterized by a long diffusion time of active substances to the human body. The scientific novelty of the study is related to the study of the effectiveness of gelation in conditions of highly concentrated agar-agar solutions with different contents of the polymer part and active substances, on the basis of which compositions for the preparation of face masks and medical tapes are proposed.
Study of the features of gel formation and rheological properties of hydrogels based on agar-agar
Keywords: полімерні гідрогелі; агар-агар; гелеутворення; реологічних властивості; концентрація; активні речовини; polymer hydrogels; agar-agar; gelation; rheological properties; concentration; active substances