药用高分子

作为片剂和一般固体制剂的辅料
口服固体 制剂辅料
粘合剂 稀释剂 崩解剂 润滑剂 包衣材料
粘合剂：古代：采用淀粉、树胶等天然高分子作为粘结剂； 近代：甲基纤维素，琼胶，明胶，微晶纤维素，糊 精，乙基纤维素，羟丙甲纤维素等。 稀释剂：也叫“填充剂”。把原药加工成粉剂时，或为了使
其便于喷施所加入的进行稀释的惰性物质。如：粘土、高岭
合成高分子材料正逐渐取代天然高分子材料
3.3 高分子药物载体按存在形式分类
高分子微球 高分子水凝胶
高分子 载体
高分子微囊
高分子纳米载体
高分子微球
微球是指药物分散或被吸附在高分子聚合物基质中而形
成的微粒分散体系。常见粒径在1~40 m之间。
将药物制成微球后，由于微球中的高分子材料对特定器 官和组织具有靶向性，且对负载的药物具有缓释性，可避免 药物被体内酶降解、提高药物的生物利用度。
甲醛交联明胶进行化学和酶改性
合成高分子
聚硅氧烷橡胶、聚酯、聚酸酐、 聚氨酯、 聚苯乙烯、树枝状聚合物等
生物降解性高分子
聚酯、聚酸酐、聚酰胺等
常用的药物载体高分子材料
天然及合成高分子材料对比

天然高分子材料 优点：生物相容性好，无毒副作用 缺点：力学性能较差，药物释放速度不可调控

合成高分子材料 优点：力学性能更好、更全面，药物释放速度可通过调节高 分子载体材料的降解速度来控制，易于对载体进行修饰 缺点：需要选择生物相容性好且毒副作用小的载体，这类载 体材料的选择范围较窄
特点：服用方便，降低给药的频率，毒副作用小。 包括： （1）用于扩散控释的材料； （2）溶解、溶蚀或生物降解的材料以及能形成水凝胶的材料；
（3）具有渗透作用的高分子渗透膜；
（4）离子交换树脂。
用于扩散控释的材料
扩散控释包括膜控和骨架控释。常用的有纤维素 衍生物，壳多糖，乙烯/醋酸乙烯共聚物，硅橡 胶等。
J. Mater. Chem., 2012, 22, 22642
J. Mater. Chem., 2012, 22, 22642
J. Mater. Chem., 2012, 22, 22642
高分子水凝胶
水凝胶是通过分子间交联而形成网状结构的功能高
分子材料。它可以吸收自身干态重量10~20 %以至于
③ 制备和纯化方法简便，易于扩大生产
④ 载体材料可生物降解，低毒或无毒 ⑤ 适当的粒径与粒形 ⑥ 较长的体内循环时间
4.4 纳米药物的分类
① 简单纳米药物—裸纳米粒子 适于口服、注射给药途径，提高吸收和靶向性。 ② 纳米囊和纳米球—纳米粒 粒径＜100 nm
载体：PLA ，PLGA ，Chitosan 等，包载亲水 性或疏水性药物。 适于静脉、肌肉、皮下注射缓控释作用，以及 非降解性材料制备的口服给药。
药用辅料可改善药物的稳定性和成形性；
为新型药剂提供所需的智能（如，对pH、温 度和酶敏感）；改善、调节药物的通透性、 成膜性、粘着性、润滑性、溶解性、载药量、 溶胀性和对生物组织的粘附性以及生物相容
性、生物可降解性等。
药用辅料作用
1.在药物制剂制备过程中有利于成品的加工。
2.加强药物制剂稳定性。
3.提高生物利用度和病人的顺应性。 4.有助于从外观鉴别药物制剂。 5.增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。
Soft Matter, 2010, 6, 85–87
高分子微囊
微胶囊是指由壳层材料包覆一种或者多种物质形成的微米或纳 米级具有核壳结构的微型容器。微胶囊的尺寸可以是纳米级别或
者微米级别，甚至是毫米级别。一般将被包封物称为囊芯，壁壳
层称为囊材。微胶囊的囊材一般是不透性的或者半透性的聚合物 膜，与细胞膜具有良好的相容性和渗透性，因此微胶囊能提高药 物增容量和生物利用度，已广泛应用于医学和生物学领域。
微孔膜包衣片释药原理
溶解、溶蚀或生物降解的材料以及能形成水凝胶的材料
常用的有交联羧甲基纤维素钠，羟丙基纤维素，聚乙二醇，聚 乙醇酸，聚乳酸，聚乙醇酸/聚乳酸共聚物，聚己内酯，交联聚 维酮，黄原胶等，这一类聚合物具水溶性、水不溶性或生物降 解性等不同性质，药物释放机理通过水膨化层的扩散、高分子 链的松弛或高分子链的断裂等作用。
性和副作用的目的。进入人体后，可有效地到达症患部位。
合成高分子药物的出现，不仅改进了某些传统药物的不足 之外，而且大大丰富了药物的品种，为攻克那些严重威胁人类 健康的疾病提供了新的手段。因此以合成高分子药物取代或补 充传统的低分子药物，已成为药物学发展的重要方向之一。
2 药用高分子定及其类型
药用高分子指的是药品生产和制造加工过程中使用的高分 子材料，包括作为药物制剂成分之一的高分子药物与药用辅
4.1 纳米药物的产生与发展
纳米药物：纳米复合材料或纳米组装体系 基本内涵：以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管、囊为基本 单元在一维、二维和三维空间组装排列或具有纳米结构的体系。
纳米载药系统—研究热点
美国、日本、德国---21世纪科研重点发展项目。 美国近80％纳米技术专利—与医药有关 美国FDA已批准几种抗癌纳米药物制剂进入市场 如：阿酶素纳米脂质体制剂于2000年进入市场。
高分子药物的类型
1、骨架型高分子药物 高分子本身本身具有治疗作用的高分子药物。 2、接入型高分子药物 用化学方法通过共价键直接将小分子药物引入 高分子骨架构成高分子药物。
3、高分子配合型药物 金属配合物（具有很强生理活性）
高分子-药物耦合体
2.2 药用辅料
药用辅料是指在药剂制品加工时所用的及为改善药物使用 性能而采用的高分子材料。药用辅助材料本身并不具有药理作 用，只是在药品的制造和使用中起从属或辅助的作用。
聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯钛酸酯。
水溶性包衣材料：淀粉衍生物、水溶性纤维素衍生物等。 水溶性胶囊剂材料：明胶、聚乙烯酸丙烯酸共聚物、淀粉、 壳聚糖等多糖类。
作为缓释、控释制剂的辅料-高分子载体材料
缓释制剂：是指通过适当方法，延缓药物在体内的释放、吸收、
分布、代谢和排泄过程，以达到延长药物作用的一类制剂。
1 药用高分子的由来与发展
近一个多世纪以来，通过有机合成的方法获得了大量的低分
子药物，为推动全球医疗事业起了巨大的作用，在医学史上有
着不可磨灭的贡献。但是，低分子药物却具有很大的局限性。 ⑴ 存在着很大的副作用； ⑵ 低分子药物在生物体内新陈代谢速度快，半衰期 短，易排 泄，在发病期间要频繁进药。过高的药剂浓度常常带来过敏、
• 抗原：凡诱发免疫反应的物质都可以称为抗原，主要指病
原微生物及其代谢产物以及抗毒血清和药物等。
• 抗原性：抗原与其所诱导产生的免疫效应物质（抗体或致
敏淋巴细胞）发生特异性结合的特性。
3.2 高分子药物载体按材料分类
天然高分子
明胶、胶原、环糊精、纤维素、海藻酸盐、壳聚 糖等
改性天然高分子 高分子载体
的滞留时间、改变膜转运机制增加药物对膜通透性、 有效克服
酶等生物屏障来提高疗效和减轻毒副作用，具有广阔的发展前 景。
Soft Matter, 2012, 8, 765–773
Soft Matter, 2012, 8, 765–773
Soft Matter, 2012, 8, 765–773
4 纳米药物与制剂
1 药用高分子的由来与发展
合成高分子应用于生物医药领域最早是在20世纪40年代。在医药上早期 使用的都是天然高分子化合物，如树胶、动物胶、淀粉、葡萄糖、甚至动 物的尸体等。如今，尽管天然高分子药物在医药中仍占有一定的地位，但 以合成高分子化合物取而代之已成为一种不可扭转的趋势，尤其是与纳米 技术相结合的药用高分子的发展更是迅速。
助流剂：压片前加入，以降低颗粒间的摩擦力的辅料；
抗粘着剂：压片前加入，用以防止压片物料黏着于冲模表面
的辅料；
包衣材料：指20-100 um厚的高分子衣膜材料，具有封闭孔 隙及使粗糙表面光滑的作用，并且具有一定的防潮作用。包
括：肠溶衣材料，水溶性包衣材料，水溶性胶囊剂材料。
肠溶衣材料：指耐胃酸、在十二指肠很易溶解的聚合物，如
目前药用的有波拉克林交换 树脂(即二乙烯苯/甲基丙烯酸钾 共聚物)等。
3 高分子药物载体
3.1 高分子材料作为药物载体的要求：
1．适宜的载药能力； 2．载药后有适宜的控制释放能力； 3．无毒，并具有良好的生物相容性。
4．无抗原性。
5. 适宜的分子量和物理 械性能，以适应加工成型 要求
• 控制释放：即药物以恒定速度、在一定时间内从材料中释 放的过程。 • 无毒：不引起炎症或溶血作用。 • 生物相容性：材料在生物体内不被感到是异物的物质。
上千倍重量的水，这种富含水的胶态结构使其物理性
质十分接近于柔软的人体器官。因此，水凝胶因其优
异的仿生性及生物相容性、能保护药物不被酸解或者
酶解，控制药物释放等优点而被广泛的应用于生物医
药领域如药物释放以及组织工程等。
Soft Matter, 2010, 6, 85–87
Soft Matter, 2010, 6, 85–87
溶蚀与扩散、溶出结合示意图
具有渗透作用的高分子渗透膜
背衬层 药物储库 控释膜 压敏胶
皮肤
膜-储库型透皮吸收制剂示意图
离子交换树脂
此类高分子载体系用于离子药物的控制释放，离子 交换树脂是由聚电解质(即带有大量离子基团的高分 子)交联而成，具水不溶性。
树脂+பைடு நூலகம்-药物- + X- →树脂+--X- + 药物树脂---药物+ + Y+→树脂---Y+ +药物+
4.2 纳米载药系统特点
① 纳米载体尺寸小，可进入毛细血管，通过胞饮 方式吸收 ② 纳米载体比表面高——药物增溶
③ 延长药物半衰期
④ 解决口服易水解药物的给药途径 ⑤ 制备成靶向定位系统 ⑥ 消除生物屏障对药物作用限制。如：血脑屏障、 血眼屏障、细胞生物膜屏障
4.3 理想的纳米药物应该具备条件
① 较高的载药量＞30％ ② 较高的包封率＞80％
土、陶土、滑石粉等 。
崩解剂：指能使片剂在肠胃液中迅速裂碎成细小颗粒的物质， 从而使功能成分迅速溶解吸收，发挥作用。一般片剂中都加 有崩解剂。 常见的崩解剂：干淀粉；羧甲基淀粉钠；低取代羟丙基甲基 纤维素；交联聚乙烯吡咯烷酮；泡腾崩解剂。 润滑剂：用以降低颗粒或片剂与冲模间摩擦力的辅料；包括 助流剂、抗黏剂；
Biomaterials 35 (2014) 7929-7939
Biomaterials 35 (2014) 7929-7939
Biomaterials 35 (2014) 7929-7939
Biomaterials 35 (2014) 7929-7939
高分子纳米载体
纳米载体是指粒径在10~1000 nm、由天然或合成高分子材 料制成的一类新型载体。纳米载体可改变药物在体内的药动学 特征，增加药物在靶器官的分布量；还可通过延长药物在粘膜
料。
2.1 高分子药物
高分子药物即把生理活性物质用化学的方法 挂接到高分子上，使其达到持续释放和定位释放 药物的目的，或本身具有强烈活性的高分子化合 物。主要依靠高聚物本身的物理化学作用来发挥
药效。进入人体后，能与肌体组织发生生理反应，
从而产生医疗效果或预防性效果。
高分子药物的特点
（1）与生物体的相容性好，停留时间长 （2）可通过单体的选择和共聚组分的变化，调节 药物的释放速率，达到提高药物的活性、降低 毒性和副作用的目的 （3）进入人体后，可有效地到达症患部位 因此，高分子药物具有低毒、高效、缓释和长 效等特点。
第二部分
2016/1/5
大
纲
1. 药用高分子的由来与发展
2. 药用高分子及其类型 3. 高分子药物载体 4. 纳米药物与制剂 5. 智能型高分子药物载体
1 药用高分子的由来与发展
我国是医药文明古国，中草药用于治疗生物体疾病的历史十分悠久， 天然药用高分子的使用要比西方国家早得多。东汉张仲景（公元142～ 219）在《伤寒论》和《金匮要略》中记载的栓剂、洗剂、软膏剂、糖浆 剂及脏器制剂等十余种制剂中，首次记载了采用动物胶汁、炼蜜和淀粉 糊等天然高分子为多种制剂的赋形剂，并且至今仍然沿用。
急性中毒和其他副作用。
⑶ 低分子药物对进入体内指定的部位缺乏选择性，这也是使进 药剂量增多、疗效较低的原因之一。
1 药用高分子的由来与发展
高分子药物具有低毒、高效、缓释和长效等特点。与生物 体的相容性好，停留时间长。还可通过单体的选择和共聚组分 的变化，调节药物的释放速率，达到提高药物的活性、降低毒