Pod nazwą „hydrożele” kryją się materiały zbudowane z hydrofilowych („lubiących wodę”) polimerów, których łańcuchy usieciowano za pomocą czynników fizycznych bądź chemicznych. Tak powstała sieć polimerowa jest trwałą, trójwymiarową strukturą, zdolną do kumulowania bardzo dużej ilości wody i to właśnie ta cecha decyduje o atrakcyjności hydrożeli jako materiału opatrunkowego.

Wodę występującą w hydrożelach można podzielić: – w zależności od stopnia związania z polimerem – na trzy rodzaje: wodę silnie związaną, wodę luźno związaną i wodę wolną. Wyobraźmy sobie hydrożel w postaci wysuszonej matrycy, którą umieszczamy w środowisku wodnym. Docierające w pierwszej kolejności do materiału cząsteczki wody zwiążą się z licznymi grupami hydrofilowymi (np. -OH), tworząc w ten sposób wodę silnie związaną. Po wysyceniu się grup hydrofilowych, odsłonią się obecne w polimerach grupy hydrofobowe, wokół których również utworzy się warstwa hydratacyjna
– tutaj mówimy już o wodzie luźno związanej. Na koniec pozostają jeszcze puste przestrzenie pomiędzy łańcuchami polimerów, które również ulegają wypełnieniu przez tzw. wodę wolną.

Co ciekawe, w przypadku spadku temperatury poniżej 0 °C, każda z opisanych frakcji wody będzie się zachowywała w inny sposób. Woda wolna, nie oddziałująca z matrycą hydrożelową, ulegnie wymrożeniu, tak jak dzieje się to normalnie w przyrodzie. Woda luźno związana będzie zamarzać, ale w temperaturze niższej niż 0 °C, a w przypadku wody silnie związanej nie dojdzie do zmiany stanu skupienia.

Materiały hydrożelowe
Pierwszym komercyjnym materiałem hydrożelowym był syntetyczny polimetakrylan 2-hydroksyetylowy (pHEMPA), opatentowany w 1963 r. w Pradze przez Otto Wichterle’a i Drahoslava Lima. Posłużył on do wyprodukowania miękkich i gazoprzepuszczalnych soczewek kontaktowych.

W przypadku opatrunków hydrożelowych, wykorzystuje się zarówno polimery syntetyczne, jak i naturalne. Wśród biopolimerów szerokie zastosowanie znajdują: alginiany, agar, celuloza, żelatyna, chitozan czy pektyna.

Na rynku dostępnych jest wiele opatrunków opartych właśnie na polimerach naturalnych, np. alginianowy Kaltostat® czy Traumastem Taf® z celulozy. Nie mniejszym zainteresowaniem cieszą
się opatrunki wykonane z polimerów syntetycznych, takich jak: poli(alkohol winylowy) (PVA), poli(N-winylopirolidon) (PVP), poli(kwas akrylowy) (PAA), poli(glikol etylenowy) (PEG). Przykładem może być opatrunek Hydrofera Blue® wykonany z PVA. Z kolei Aqua-Gel® jest opatrunkiem, w którym wykorzystano kilka materiałów hydrożelowych: PVP, PEG i agar.

Nowe właściwości opatrunków hydrożelowych
Dlaczego utrzymanie wilgoci jest tak ważne w procesie gojenia się rany? Okazuje się, że wilgotne środowisko przyspiesza proces epitelizacji – odnowy naskórka, dzięki lepszemu dostępowi substancji odżywczych i komórek do łożyska rany. W takich warunkach łatwiej odbywa się też autolityczne oczyszczanie rany. Od lat 60. XX w., kiedy to odkryto pozytywny wpływ wilgoci na rany, obserwuje się niesłabnące zainteresowanie tzw. aktywnymi opatrunkami, które mogłyby spełniać to zadanie.

Opatrunki hydrożelowe to już III jak dotąd najnowocześniejsza generacja tego typu materiałów opatrunkowych. Bardzo dobre wyniki leczenia ran z ich użyciem to rezultat wielu unikatowych właściwości, do których należą:

• Utrzymanie optymalnego, wilgotnego środowiska;
• Możliwość absorpcji wysięku z rany do struktury hydrożelowej;
• Przepuszczalność dla tlenu, wspomagająca wzrost komórek i ograniczająca rozwój beztlenowców;
• Brak tendencji do przyklejania się do rany;
• Możliwość nasączenia opatrunku lekiem;
• Przezroczystość umożliwiająca obserwację rany;
• Kojące działanie zmniejszające ból;
• Brak działania alergizującego.

Opatrunki hydrożelowe są wykorzystywane w przypadku trudno gojących się ran, takich jak: odleżyny, owrzodzenia czy rany pooperacyjne. Rany takie są szczególnie narażone na atak bakterii i infekcje. Stosuje się je także w przypadku rozległych ran oparzeniowych, gdzie opatrunki takie sprawdzają się jako materiały odprowadzające ciepło z miejsca rany i zmniejszające w ten sposób uszkodzenia tkanki. Nie bez znaczenia jest też łagodzenie odczuwanego bólu. Coraz intensywniej rozwijanym tematem są opatrunki hydrożelowe działające równocześnie jako środki transportujące substancje lecznicze. Przykładem mogą być opracowane przez zespół prof. Janusza M. Rosiaka z Wydziału Chemicznego Politechniki Łódzkiej opatrunki hydrożelowe do leczenia ran cukrzycowych. Materiał opracowany przez naukowców z Łodzi zawiera tetrapeptyd, będący czynnikiem wzrostu naczyń krwionośnych i środkiem o udowodnionej efektywności w leczeniu tego typu ran. Dzisiejszy stan wiedzy i technologii może napawać optymizmem. Powstają coraz lepsze materiały opatrunkowe, dzięki którym leczenie ran staje się coraz szybsze i mniej bolesne.