药物控制释放载体材料

程序式药物脉冲释放体系
• 药物释放持续时间的控制方法: (1)利用聚合物融蚀速度控制 (2)利用药物在水凝胶中的扩散释放速度
控制。
智能式药物脉冲释放系统
• 智能式药物脉冲释放系统根据信号的来源可分为:
(1)外部调节的药物脉冲释放系统( external
regulated IPRS, ERIPRS)
药物控制释放载体材料
学生：许航 学号：11101020 专业：生化与分子生物学
目录
• 研究背景
• 第一节 药物的控制释放 • 第二节 药物控制释放的载体材料 • 第三节 高分子微胶囊药物释放体系
研究背景
• 传统的给药方式（口服或注射）往往使得血液中 药物浓度大幅波动，即有时超过有效治疗指数而 带来毒副作用，有时未达到有效治疗范围而失去 作用。因此，通过药物控制释放，控制药物在人
体的释放速率，以达到有效治疗目的。
第一节 药物的控制释放
控制释放给药系统
• 定义：
控制释放给药系统（controlled release drug
delivery system，CRDDS）是通过物理、化学等
方法，使药物在预定的时间、按某以速度是释放
于作用器官或特定靶组织，并使药物浓度较长时
间维持在有效浓度内的一类制剂或装置。
药物控释剂
缓释剂：延缓药物释放；
药物控释剂
速释剂：速效、高效释药；
恒释剂：释药过程为零级速率；
药物控释的方式
1.胃内直流漂浮控释：控释剂计入胃内，高分子胶体产生 水化作用，在药物表面形成不透水的交替屏障膜，控 制药物的扩散速率。 2.脉冲式控释：利用人体生物节律变化，间断式定时释药。 3.自动调节控释：能接受反馈信息，并按信息调节输出药 量的控释方式。例如，胰岛素自动调节控释剂。 4.微孔膜控释：将药物用高分子药物辅料包衣，辅料常用 胃液中不容的以及纤维素（EC）和可溶的羟甲基纤维 邻二苯二甲酸盐（HMCP），在胃液中，HMCP被溶解， 形成EC微孔膜，是药物释放。
药物脉冲释放体系
• 药物脉冲释放体系由于其释药动力学符合生物机 体的要求而受关注。 • 药物脉冲释放体系根据对信号响应可分为: 程序式药物脉冲释放体系(PPRS) 智能式药物脉冲释放体系(IRRS) • PPRS指药物的脉冲释放方式完全由制剂的结构预 先设定,而IPRS则需要外界信号的刺激及制剂的响 应共同作用。
(2)体内自身调节的药物脉冲释放系统( self regulated IPRS, SRIPRS)。
智能式药物脉冲释放系统
• 外部调节的药物脉冲释放系统（ERIPRS）信号 有光、电、磁、超声波等。例如制备了一种光照 引发膜破裂的微胶囊；
• 体内自身调节的药物脉冲释放系统(SRIPRS)控制 系统根据药物释放速度受信号影响程度可分为: • 调节型 SRIPRS(modulated SRIPRS) • 触发型SRIPRS(trigged SRIPRS)。 • 所谓调节型SRIPRS是在体内信号的刺激下系统释 放出一部分药物,随着信号减弱乃至消失,逐渐减 少乃至停止释放药物； • 触发型 SRIPRS 为当系统受到体内信号的刺激时, 释放出内部所有药物。
脂肪族聚酯
• （3）脂肪族聚酯
其具有良好的热熔或溶剂可溶
性，可以加工成微粒、纤维、海绵体和管、柱、
膜、板等不同形状的细胞支架。因此可根据实际
释药要求将脂肪族聚酯加工成不同的药物剂型。
聚膦腈
• （4）聚膦腈 是一组由交替的氮磷原子以交替的 单键、双键构成主链而形成的高分子材料。通过
侧链衍生化引入性能各异的有机基团，其理化性
第三节 高分子微胶囊药物释放体系
微胶囊
• 定义：
微胶囊：指一种具有聚合物壁壳和微型容器或包
装物。其大小一般为5—200μ m不等，形状多样，
取决于原料与制备方法。
微胶囊技术：就是将固体、液体或气体包埋、封
存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技
术。其中，被包埋的物质称为心材,包埋心材实现
微囊胶化的物质称为壁材。
程序式药物脉冲释放体系
• 程序式药物脉冲释放系统设计的关键在于能控制 药物释放的滞后时间及药物释放的持续时间。 • 综合目前的文献,药物释放滞后时间的控制方法有: (1)以油膏状生物降解聚合物如聚原酸酯作为大分 子药物的载体材料阻止内部药物的扩散释放,直到 聚合物降解到一定分子量; (2)利用不载药的膜层或聚合物层阻止内层药物的 扩散释放,直到膜破裂或聚合物层融蚀掉。
控制释放给药系统
• 药物控制释放一般是利用聚合物作为药物的载体 或介质，制成一定的剂型，控制药物在人体内的释 放速率，使药物按照设计的剂量，在要求的时间范 围内按一定的速率在体内缓慢释放，以达到有效的 治疗的目的。
药物控制释放体系的优点
1.可提提高药物的利用率、安全性和有效性。
2.可减少给药频率，方便用药者。
药物控释的给药途径
口服
皮肤渗透 四种给药途径 粘膜植入 皮下植入
第二节 药物控制释放的载体材料
药物载体材料
• 药物载体大多数是高分子材料，包括天然 高分子材料、半合成高分子材料和合成材 料； • 根据它们在体内是否降解分为：
非生物降解材料
可生物降解材料
非生物降解材料
• 非生物降解材料是指在体内为惰性的、不发生变 化的聚合物，可以是亲酯性的，但必须是非水解 性的。 • 如硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）
高分子微胶囊给药途径
• 药物的给药途径同药物的吸收和疗效亦有很大关 系。目前常用的六类药物的给药途径为: （a）通过胃肠消化道给药； （b）体腔内给药(包括眼内、口腔、舌下、鼻腔、 直肠以及阴道、子宫内给药) ； （c）透皮给药； （d）动脉注射及静脉点滴； （e）皮下及肌肉注射； （f）皮下埋置。
高分子微胶囊的优点
• 与传统的药剂相比: (1)高分子药物胶囊可大大减少服药次数； (2)屏蔽药物的刺激性气味； (3)延长药物的活性； (4)控制药物释放剂量； (5)提高药物疗效； 因此具有比一般药物制剂明显的优越性。
高分子微胶囊的制备
• 在工业和实验室中,微胶囊化的具体制备方法 • 很多,一般有以下几种: （a）化学方法。包括界面聚合法、原位聚合法、聚 合物快速不溶解法、气相表面聚合法等。 （b）物理化学方法。包括水溶液中相分离法、有机 溶剂中相分离法、溶液中干燥法、溶液蒸发法、 粉末床法等。 （c）物理方法。空气悬浮涂层法、喷雾干燥法、 真空喷涂法、静电气溶胶法、多孔离心法等。
3.可使药物的释放部位尽可能接近病源，或被定位释放到病
变部位，提高治疗效果和减少剂量。
4.可以释放许多新的复合大分子药物。
5.释放的药物浓度比较稳定，能最有效的利用药物。
药物控制释放的机理
药 物 控 制 释 放 的 机 理
扩散药物控释体系
化学控释体系
材料控释体系
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扩散控释
1.扩散控释：药物是以物理方式结合在聚合物 基质中，通过扩散作用达到控制释放的目的。 常见的扩散形式有一下两种形式： （1）药物集中在中心，外面包裹了聚合物膜， 如微胶囊、包衣长效片剂等。 （2）药物均匀的分散在整个聚合物基质中， 如微球、埋植棒、海绵、水凝胶等。
高分子微胶囊释放体系
贮存式：贮存式结构的药物集中 在内层, 其外层为由高分子材料 制成的膜；
分为两种 基体式：药物则是均匀地分散于 微胶囊内, 其药物可以呈单分散， 也可以呈一定聚集态结构分散于 高分子基体中
高分子微胶囊给药途径
• 作为一个理想的药物释放体系, 通常应当满足如 下的要求: ①将药物传送到作用部位； ②在达到要求疗效的前提下,药物投放量最小,药 物的毒副作用最小； ③安全，服用方便,易被患者接受； ④在通常的环境下具有一定的物理和化学稳定性。
可生物降解材料
• 可生物降解材料：作为药物缓释载体具有能被人 体吸收代谢的材料。 • 具有以下3个特定： （1）释速率对药物性质的依赖性较小。 （2）释放速率更为稳定。 （3）适应不稳定药物的释放要求。
作为药物载体的可生物降解材料
• （1）聚乳酸及其共聚物
聚乳酸（PLA）及聚乳
酸-羟基乙酸（PLGA）共聚物在体内的代谢是通过 聚酯水解，首先被降解为乳酸和羟基乙酸，然后 通过三羧酸循环转变为二氧化碳和水，最后排出
质可以在很广的范围内变化，聚膦腈具有良好的
生物相容性。
脂质体
• （5）脂质体 已被广泛用作药物载体，它具有一下特点: • ①主要有天然的磷脂和胆固醇组成的脂质体进入体内后可 被生物降解，不会在体内堆积，免疫原性小。 • ②水溶性和脂溶性药物都可包埋在脂质体内，在体内缓慢 释放，使药效持续较长时间。 • ③通过细胞内吞和融合作用，脂质体可直接将药物送入细 胞内，避免适用高浓度游离药物。 • ④可控制脂质体在体内集中与病变组织处释放药物以增强 药效，并减少对正常组织的毒性和副反应。 • ⑤相对于聚合物-药物系统，能提供更大的药物运载体积
水(油)中相分离法
• 水(油)中相分离法:将聚合物溶于适当介质 (水或有机溶剂) ,并将被包裹物分散于该 介质中,然后向介质中逐步加入聚合物的非 溶剂, 使聚合物从介质中凝聚出来, 沉积 在被包裹物颗粒表面而形成微胶囊。
高分子微胶囊的药物释放机制
• 高分子微胶囊的药物释放机制不仅与包裹 的高分子材料有关, 而且还与微胶囊材料 的性能有关。药物释放机制涉及到: (a)聚合物的降解性; (b)通过孔的扩散; (c)从微胶囊的表面释放等三个方面。
化学控释
2.化学控释：药物分子以化学键结合在高分子 载体的大分子主链上，在体内受酶和酸碱度的 作用，是连接药物的化学键断裂，从而释放出 药物，化学键的水解速度决定着药物的释放速 度。 优点：生物相容性和血液相容性较好； 可用于分子靶向给药。 缺点: 药物释放的速度较难控制。
材料控释
• 3.材料控释：在体内环境下，受体液中水的作 用，载体材料的形状发生变化而引起药物的释 放。 • 主要有两类材料可形成材料控释体系: (1)生物降降解材料。通过调节载体基质的降解 速度来控释药物的释放速度。 （2）可溶胀材料。药物吸附包埋在具有交联网 状结构的水凝胶基质材料中，水凝胶在体液中 吸水溶胀，释放出药物。
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一般步骤：芯材分散——壁材包覆
界面聚合法
• 界面聚合法：这种方法是利用在界面处发
生聚合反应而形成纳米粒,不仅包封率高,
而且能很好地保护药物。
原位聚合法
• 原位聚合法,就是单体、引发剂或催化剂以
原位处于同一介质中, 然后向介质中加入
单体的非溶剂, 使单体沉积在原位颗粒表
面上, 并引发聚合,形成微胶囊。
体外。
聚氨基酸
• （2）聚氨基酸 通过同种氨基酸均聚或不同氨基 酸的共聚而制得的，将功能性侧链基键入主键， 再把药物键合到材料上，或用储存或以骨架方式 与药物结合，用改变材料的亲疏水性、电荷性和 酸碱性等方法来调节药物的扩散速度与材料自身 的降解进度。 • 氨基酸是人体必须的，能自行降解、代谢被集体 吸收和排泄，具有其它材料不可比拟的优点