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    水凝膠的改性是水凝膠在多方面獲得應用的前提條件。水凝膠通過改性在藥物緩釋、物質分離、器官移植、組織培養、酶的固定以及免疫分析等方面具有許多優異的性能，在生物醫學領域具有誘人的應用前景。

    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。在人工關節、人造肌肉、人工玻璃體、人工角膜、虹膜等方面也有應用。

    組織細胞培養。經過改性的PEG水凝膠中共價結合血管內皮生長因子(VEGF)，提高生物支架材料上的種子細胞的初始種植效率；加入轉化生長因子(TGF-β1)可促進細胞外基質(ECM)的產生。短肽精氨酸–甘氨酸–天冬氨酸(RGD)增強了細胞間和細胞材料間的黏附。異丙基丙烯酰胺(PNIPA)凝膠可成功進行軟骨、皮膚、角膜、肝臟方面的體內外移植研究。

    分子檢測與分離。凝膠因可根據分離物質設計凝膠的交聯密度或單體結構，用于蛋白質、酶、抗原和抗體的分離，和常規方法相比，該法快速、靈敏、準確。

    智能材料與生物傳感。智能型水凝膠對環境的細微變化或刺激能做出及時響應。受關注的形狀記憶材料，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。脂質體的半徑在10nm~100nm之間，藥物被包裹在這些結構中的內水相和雙層結構之間的疏水域中，通過修飾在脂質體表面安裝識別物質如抗體來識別病源細胞的結構。將PVA水凝膠作為藥物載體，與小分子藥物以結合健的形式相聯，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。