Gel

von lateinisch: gelatus - gefroren
Englisch: gel

1 Definition

Ein Gel ist eine Dispersion, bestehend aus einer flüssigen und einer festen Phase. Die feste Phase bildet dabei ein netzartiges Geflecht, in dem sich die flüssige Phase aufhält. Gele können sowohl aus organischen als auch aus anorganischen Verbindungen aufgebaut sein.

2 Eigenschaften

Gele sind visköse, elastische, halbfeste Substanzen. Die Umwandlung einer flüssigen Substanz in Gel wird als Gelierung bezeichnet.

3 Einteilung

3.1 ...nach Konsistenz

Nach ihrer Konsistenz kann orientierend zwischen zwei Gelformen unterschieden werden:

• Lyogele: Enthalten Flüssigkeit und sind in ihrer Struktur elastischer, Beispiele sind die Wharton-Sulze der Nabelschnur oder das Corpus vitreum des Auges.
• Xerogele: Sind aufgrund ihres geringeren Flüssigkeitsgehaltes fester, können durch Aufnahme von Flüssigkeit jedoch flüssiger werden, ein Beispiel ist Agar-Agar.

3.2 ...nach chemischer Struktur

Chemisch können Gele weiterhin unterschieden werden in:

• Hauptvalenzgele: Die Bindungen des Netzwerks in der festen Phase sind kovalente Bindungen.
• Nebenvalenzgele: Die Bindungen der festen Phase sind nicht kovalent und beruhen zum Beispiel auf Wasserstoffbrückenbindungen.

Nebenvalenzgele sind nicht hitzebeständig, werden also beim Erhitzen flüssig und beim Erkalten wieder gelartig.

3.3 ...nach Ph. Eur.

Nach dem Europäischen Arzneibuch (Ph. Eur.) sind Gele Flüssigkeiten, die mittels eines Gelbildners geliert sind. Die IUPAC fügt hinzu, dass Gele eine endliche, meist ziemlich kleine, Fließgrenze besitzen. Dazu muss der Gelbildner Wechselwirkungen ausbilden. Nach ihrer Grundstruktur können Gele in 3 Kategorien klassifiziert werden:

• Gele mit geordneten Mesophasen: Strukturgebend sind hier Kolloide, welche aus Tensiden aufgebaut sind. Beispiel: Tensidgele
• Gele mit Polymervernetzung: Strukturgebend sind sowohl geordnete als auch ungeordnete Strukturen, die über Nebenvalenzen verknüpft sind. Beispiel: Cellulosegele
• Gele mit partikulärer Gelstruktur: Sie bestehen meist aus kolloidalen Feststoffteilchen, die über Nebenvalenzen aggregieren. Beispiel: Gele aus anorganischen Gelbildnern wie z.B. Bentonit

Daneben können Gele aufgrund der Polarität ihrer Grundlage unterschieden werden. So gibt es hydrophile Gele ("Hydrogele") und lipophile Gele ("Oleogele")

4 Einsatz in der Medizin

Gele werden in der Medizin häufig als Grundlage von Salben oder Cremes verwendet. Sie eignen sich zur Herstellung gut applizierbarer und häufig auch kühlender topischer Medikamente (z.B. Voltaren Emulgel^® mit Diclofenac oder Fenistil Gel^® mit Dimetinden).

Ein weiteres Einsatzgebiet haben Gele bei Sonographien. Sie verbessern die Echogenität der zu untersuchenden Strukturen, indem sie zwischen Schallkopf und Haut ein "Flüssigkeitspolster" etablieren.

In der Labormedizin und Biochemie werden eine Vielzahl spezieller Gele zu Elektrophoresen oder Chromatographien verwendet, zum Beispiel das Polyacrylamidgel für die SDS-PAGE.