水凝胶在药用高分子材料中的应用PPT

黏膜黏附的材料大多是亲水性高分子，其相对分子质量都大 于10万，这样有利于形成互穿和分子链的缠绕：它含有大量 的能与黏蛋白形成氢键的基团，其中羧基或羟基特别有利于 发挥黏附作用，又被称作“湿性的”黏附剂。
黏附剂在药物制剂中有着广泛的应用，能够延长药物在吸收 部位或黏膜的接触时间，有利于药物的吸收，在人体的特殊 部位具有定位释放作用，以提高生物利用度。聚合物的黏附 包括两个方面：一是其作为黏合剂时的黏合行为；二是指生 物表面被黏合是生物体表面的行为。
将制剂用于黏膜时，黏附现象存在以下几种情况： 干的或部分水化的药物制剂与大量的黏液层得表面 接触（颗粒剂用于鼻腔）；已经充分水化的药物制 剂与大量的黏液层得表面接触（水性混悬制剂用于 肠道）;干的或部分水化的药物制剂与薄的或不连续 的表面接触（某些局部用片剂或贴片用于口腔或阴 道）；已经充分水化地剂型与薄的或不连续性的黏 膜层表面接触（水性半固体或液体微粒制剂用于口 腔或阴道。
利用度都会降低
（二）缓释、控释制剂的设计
1、药物的选择： 2、设计要求 （1）生物利用度：缓控释制剂的相对生物利用度一般应在普通制剂送
我80％－120％的范围内 （2）峰浓度和谷浓度百分比：缓控释制剂稳态时的峰浓度和谷浓度之
比应小于普通制剂
3、缓释、控释制剂的剂量计算
a) 含缓释或控释部分，无速释部分的剂量计算 b) 既有缓释或控释部分，又有速释部分的剂量计算
一 溶胀性
水凝胶在水中可显著溶胀性。溶胀性是指凝胶 吸收液体后明显增大的现象，这是弹性凝胶的 重要特性，凝胶的溶胀分为两个阶段：第一阶 段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形 成溶剂化层，此过程很快；第二阶段是液体分 子的继续渗透，这时凝胶体积大大增加。溶胀 性的大小可以溶胀度来衡量，溶胀度为一定温 度下，单位重量或体积的凝胶所能吸收液体的 极限量。
四、物理靶向制剂 （一）磁性靶向制剂
1、磁性微球 2、磁性纳米囊 （二）栓塞靶向制剂 （三）热敏靶向制剂 1、热敏脂质体 2、热敏免疫脂质体 （四）PH敏感的靶向制剂
目的:综述了水凝胶基质在眼部给药系统的研 究进展.方法:通过查阅国内外文献总结了卡波
姆、泊洛沙姆、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇
一、口服定时释药系统 按制备技术不同，可分为 （一）渗透泵定时释药系统 （二）包衣脉冲系统 1、膜包衣技术 2、压制包衣技术 （三）柱塞型定时释药胶囊 二、口服定位释药系统
胃定位释药系统 口服小肠释药系统 口服结肠定位释药系统
又称靶向给药系统（targeting grug system,TDS）指载体 将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性的浓集定 位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的给药系统
水凝胶是以水为分散介质的凝胶。具有交 联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水 基团而形成能遇水一定的化学交联或物理 交联，都可以形成膨胀的交联聚合物。是 一种高分子网络体系，性质柔软，能保持 一定的形状，能吸收大量的水。凡是水溶 性或亲水性的高分子，通过水凝胶。
这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类。天然的 亲水性高分子包括多糖类（淀粉、纤维素、海藻酸、透 明质酸，壳聚糖等）和多肽类（胶原、聚L-赖氨酸、聚 L-谷胺酸等）。合成的亲水高分子包括聚乙烯醇、 丙烯 酸及其衍生物类（聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰 胺，聚N-聚代丙烯酰胺等）。 作为一种高吸水高保 水材料，水凝胶被广泛用于多种领域，如：干旱地区的 抗旱，在化妆品中的面膜、退热贴、镇痛贴、 农用薄膜、 建筑中的结露防止剂、调湿剂、石油化工中的堵水调剂， 原油或成品油的脱水，在矿业中的抑尘剂，食品中的保 鲜剂、增稠剂，医疗中的药物载体等等。值得注意的是， 不同的应用领域应该选用不同的高分子原料，以满足不 同的需求。
四渗透压原理：利用渗透压原理制成的控 释制剂，能均匀恒速送的释放药物，比骨 架型缓释制剂更优越
五离子交换作用
二、缓释、控释制剂的设计
（一）影响口服缓释、控释制剂设计的因素 1、理化因素
（1） 剂量大小： （2） Pka、解离度和水溶性： （3）分配系数： （4）稳定性： 2、生物因素
（1） 生物半衰期： （2） 吸收：本身吸收很低的药物不太适宜制成缓释制剂 （3） 代谢：吸收前有代谢作用的药物制成缓释制剂，生物
1、包衣：药物用小丸或片剂用的阻滞材料包衣 2、制成微囊：使用微囊技术制备缓控释制剂是较新的方法 3、制成不溶性骨架片：以水不溶性材料为骨架制备的片剂 4、增加粘度以减少扩散速度：主要用于注射液或其它液体制剂 5、制成植入剂 6、制成乳剂
三溶蚀与扩散、溶出结合：生物溶蚀性骨 架系统、亲水凝胶骨架系统、膨胀型控释 骨架
一般认为，剂型和黏膜的黏结点有三个区域，第一 是黏膜黏附剂层区；第二是黏膜区；第三是界面区 （生物黏液层）。
2 生物粘附的机制 理想的生物粘附性药物传递系统的黏附性存在三种 机制：聚合物润湿与溶胀；生物黏附性聚合物链与 聚合物的线团和黏膜蛋白的互穿作用；在先团的链 之间都很微弱的化学结合。 （1）润湿理论 生物黏附或粘液能够在相应的生物 组织表面铺展是一个很重要的前提 。润湿理论在 液
2、缓释、控释制剂的辅料 多以高分子化合物作为阻滞剂控制药物释放速度，其阻滞方式有：
骨架型
包衣膜
增稠剂
三）缓释、控释制剂的处方和制备工艺
1、骨架型缓释、控释制剂 （1）骨架片的处方与工艺
1） 亲水性凝胶骨架片： 2） 蜡质类骨胶价片： 3） 不溶性骨架片：
（2）缓释、控释颗粒（微囊）压制片：在胃中崩解后类似于胶囊 剂，一般制备方法有：
1、释放度试验方法 5、取样点的设计 除肠溶制剂外 （二）体内生物利用度和生物等效性试验 生物利用度：指剂型中的药物吸收进入人体血液循环的速度和程 度
生物等效性：指一种药物的不同剂型在相同实验条件下，以相 同剂量，其吸收速度与程度没有明显差异 （三）体内外相关性 1、体内－体外相关性的建立
体外累积释放率－时间的释放曲线 体内吸收率－时间的吸收曲线 2、体内－体外相关检验
2、修饰的纳米乳 3、修饰的微球 4、修饰的纳米球 聚已二醇修饰的纳米球、免疫纳米球
（二）前体药物和药物大分子复合物
1、前体药物（prodrug）:活性药物衍生而成的 惰性物质，能在体内经化学反应或酶反应，使 活性的母体药物再生而发挥其治疗作用
（1）抗癌的前体药物 （2）脑部靶向前体药物 （3）结肠靶向前体药物 2、药物大分子复合物啊；指药物与聚合物、 体、配体以共价键形成的分子复合物
将三种不同释放速度的颗粒混合压片
微囊压制片
将药物制成小丸，然后再压成片子，最后包薄膜衣
（3）胃内滞留片： （4）生物粘附片： （5）骨架型小丸：
2、膜控型缓释、控释制剂 微孔膜包衣片： 膜控释小片： 肠溶膜控释片： 膜控释小丸： 3、渗透泵片： 4、植入片：
三、缓释、控释制剂体内、体外评价 （一）体外释放度试验
以及一些天然树胶等几种水凝胶基质的各自特 点和应用,并对目前水凝胶基质眼部给药系统
研发中存在的难点及其发展方向做了初步的分 析.结果:水凝胶基质眼部给药系统的研发近年 取得了长足的进展,在治疗眼部疾病中日益受 到重视.结论:水凝胶具有眼部滞留时间长、无 油腻感、生物相容性好以及安全性高等优点, 是眼用制剂的良好基质,具有广阔的应用前景.
三 粘附性
在现代新型的药物制剂中为了通过粘附作用达到长效、缓释 和靶向给药的而目的额，往往使用聚合水凝胶，以达到在生 物体上粘附的母的。
1 生物粘附 指的是在两个生物体表面之间形成任何结合，或一个生物的
表面与另一外一个外来天然或材料便面黏结的总称在药剂学 中生物黏附一般是用来描述聚合物（包括合成的以及天然的） 与软组织（如胃肠道的膜、口腔、皮肤）之间的黏附作用。
２ PH敏感水凝胶 PH对溶胀度的影响比较复杂，要视具体 合物而论，如蛋白类高分子凝胶，介质的PH在等电点附近时 溶胀度最小。 PH敏感水凝胶是指聚合物的溶胀与收缩随着环 境PH的变化而变化。
3 电解质敏感水凝胶 这类水凝胶对溶胀度的影响主要是阴 离子部分，其影响作用与影响凝胶作用的顺序相反，离子型 水凝胶溶胀度不仅取决于化学组成，也取决于周围介质PH的 改变.一般来说，当离子化基团的PK a值比外界环境PH低的时 候，阴离子型水凝胶的去质子化作用和溶胀作用更强。
指一种药物的不同剂型在相同实验条件下以相同剂量其吸收速度与程度没有明显差异三体内外相关性1体内体外相关性的建立体外累积释放率时间的释放曲线体内吸收率时间的吸收曲线2体内体外相关检验一渗透泵定时释药系统二包衣脉冲系统1膜包衣技术2压制包衣技术二口服定位释药系统胃定位释药系统口服小肠释药系统口服结肠定位释药系统又称靶向给药系统targetinggrugsystemtds指载体将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性的浓集定位于靶组织靶器官靶细胞或细胞内结构的给药系统一靶向制剂的分类1被动靶向制剂2主动靶向制剂3物理化学靶向制剂二靶向性评价1相对摄取率
二 环境敏感性
环境敏感水凝胶又称智能水凝胶，根据环境变化 的类型不同，环境敏感水凝胶可分为:温敏水凝 胶,PH敏感水凝胶，盐敏水凝胶，光敏水凝胶，电 场响水凝胶，形状记忆水凝胶等。
1 温（热）敏水凝胶 是指在水或水溶液中这种凝胶与收 缩强烈地依赖于温度，凝胶体积在某一温区有突变，该温度 称为低临界溶液温度或下部临界会溶液温度（ＬＣＳＴ）。
可采取以下方法： 1、制成溶剂度小的盐或酯 2、与高分子化合物生成难溶性的盐 3、控制粒子大小
二、 扩散原理
以扩散为主的缓控释制剂，药物首先溶解成溶液后再从制剂中扩散出 来进入体液，其释药受扩散速率的控制，药物的释放以扩散为主的结 构有以下几种：
1、水不溶性包衣膜： 2、含水性孔道的包衣膜 3、骨架型药物扩散 利用扩散原理达到缓控释作用的方法有：
（一）靶向制剂的分类
1、被动靶向制剂 2、主动靶向制剂 3、物理化学靶向制剂 （二）靶向性评价
1、相对摄取率： 2、靶向效率te 3、峰浓度比Ce
二、被动靶向制剂 （一）乳剂 （二）脂质体
吸附、脂交换、内吞、融合 （三）微球 （四）纳米粒
三、主动靶向制剂 （一）修饰的药物载体
1、修饰性脂质体 长循环脂质体、免疫脂质体、糖基修饰的脂质体
状的黏胶剂附黏方面是一种主要的理论，她是利用 界面张力来预测黏胶剂铺展里一及黏附力的大小。 聚合物与生物组织表面能的研究可以用来预测黏膜 黏附性。
(2)扩散理论 生物黏附性聚合物链以及黏膜 的聚合物链之间的互穿作用与缠绕作用的 理论是由扩散理论来支持的。
（3） 断裂理论 断裂理论是最有实际性的， 因为可以通过机测量。
缓释制剂：指用药后能在较长时间内持续释放药物以达 到长效作用的制剂
控释制剂：指药物能在预定的时间内自动以预定速度释 放，使血药浓度长时间恒定维持在有效浓度范围的制 一 溶出原理
由于药物的释放受溶出的限制，溶出速度慢的药物显示 缓释的性质，根据溶出速度公式，减小药物的溶解度， 增大粒径，可降低药物的溶出速度，达到长效作用。