《药用高分子材料》之药用合成高分子

7.化学性质 聚乙烯醇是结晶性聚合物，玻璃化转变温度约85℃，在 100℃开始缓缓脱水，干燥及高温脱水时发生分子内和 分子间醚化反应，同时伴有结晶度增加、水溶性下降以 及色泽变化。 聚乙烯醇在化学结构上可以看成交替相隔碳原子上带有 羟基的多元醇。
（三）应用 1．聚乙烯醇的安全性 ① 聚乙烯醇对眼、皮肤无毒、无刺激，是一种安全的外 用辅料。 ②口服聚乙烯醇在胃肠道吸收甚少，长期口服未见肝、 肾损害，大鼠口服LD50>20g∕kg。 2．聚乙烯醇是一种药物膜片基材 用作涂膜剂的成膜材料；用作膜剂的成膜材料；在巴布 膏剂中的应用；在凝胶型制剂中作基质
（2）黏度和流变性 黏度：分子链越舒展，黏度越大 流变性：聚电解质效应，类似凝胶 假 塑 性 流 体 行 为
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聚合度越高 浓度越大
越强
大分子吸附 固体粒子
（２）黏度和流变性 • 黏性： • 黏度与构象有关． • 分子链越舒展，黏度越大． • PAA及PAA－Ｎa 水溶液 • 属阴离子聚电解质，羧酸根阴离子间静电斥力作用，大分子 伸展，解离度越大－链上电荷密度，黏度越大 • 黏度减小因素： • 降低pＨ值或加入小分子盐 • 本质：－ＣＯＯＨ或－ＣＯＯＮa解离度下降，分子链卷曲， 流体力学阻力下降，黏性减小
（三）、卡波沫
（一）来源 是丙烯酸与丙烯基蔗糖交联的高分子聚合物，按粘 度不同分为 934 、 940 、 941 等规格，交联度不高， 微弱交联 化学结构： [CH2-CH]n [C3H2 COOH C12H21O12]m
（二）性质
1.性状 • 是一种吸湿性很强的白色松散粉末，微有特异臭味 2.溶解、溶胀及其凝胶特性 • 具有一定的亲水性，可分散于水，在水中迅速溶胀， 但不溶解，呈弱酸性，表现出很低的粘性。 • 卡波沫常用无机碱和有机碱中和使用，中和后，增 稠作用即时完成，呈水凝胶。 • 利用氢键结合也可实现卡波沫的溶胀与凝胶化作用， 其机理是引入一个羟基给予体。
3.液体、半固体制剂中的应用 聚乙烯醇具有助悬、增稠、增黏剂及在皮肤、毛发表面 成膜等作用，用于糊剂、软膏以及面霜、面膜、发型胶 中，各种眼用制剂 4.聚乙烯醇凝胶的药物控制释放 利用携带阿霉素和葡聚糖的PVA水凝胶作为药物释放体系， 不仅降低了药物的黏附，而且通过向腹膜腔释放活性的 阿霉素阻止了腹膜腔的感染。
（五）、聚乙烯醇 （一）来源 并不是由乙烯醇单体聚合形成的，因为乙 烯醇极不稳定，不存在乙烯醇单体，由聚醋酸 乙烯醇解而成
（二）性质
1.性状 白色至奶油色无臭颗粒或粉末 2.溶解性 聚乙烯醇具有极强的亲水性，溶于热水或冷水中。 分子量和醇解度越大，结晶性越强，水溶性越差， 但水溶液的粘度相应增加；同时醇解度增大，羟基 增多，使聚合物亲水性增强。 聚乙烯醇在酯、醚、烃及高级醇中微溶或不溶，但 醇解度低的产品在有机溶剂中的溶解度增加。
（3）应用 1.丙烯酸树脂的安全性 • 它们具有连续的碳氢链结构，在胃内很稳定，不 受消化酶破坏，在体液中溶胀；但不被吸收、不 参与人体生理代谢。口服后以不变的分子形成很 快排出，对人体无害。其广泛应用于片剂、丸剂、 颗粒剂、中药制剂等固体制剂中，是一种优良新 辅料。 2.丙烯酸树脂做骨架材料 • 用作缓释、控释制剂的骨架材料
药用高分子材料
第五章 药用合成高分子
聚乙烯基类高分子 聚酯及可生物降解类高分子
内容概要
聚醚类高分子
有机杂原子高分子
压敏胶材料
4.1 聚乙烯类高分子
一 丙烯酸类均聚物和共聚物
(一) 聚丙烯酸和聚丙烯酸钠
1、 化学结构 聚丙烯酸 PAA （Polyacrylic Acid）
结构式
2、性质 （1）溶解性 PAA易溶于水，乙醇、甲醇等极性溶剂 PAA-Na溶于水，不溶于有机溶剂 水中解离羧酸根阴离子大分子： ＮaOH过量，钠离子与羧酸根阴离子结合机会增多，大 分子趋向卷曲构象状态，溶解度下降，溶液由澄明变 得浑浊．
（3）应用 1.黏合剂 对湿、热敏感的药物，如硝酸甘油、阿司匹林等用PVP的 醇溶液造粒，可有效消除水分、干燥温度及时间对药物稳 定性的影响。 对疏水性药物，用其水溶液作黏合剂不但有利于均匀湿 润，而且还能增加药物的溶出度。 2.固体分散剂 PVP与药物小分子共混物中，药物分子填充于PVP大分 子形成的微空间内，提高药物的分散性。 PVP作为难溶药物的固体分散体载体，可以提高难溶药 物的溶解度和溶出速度。
3.丙烯酸树脂做薄膜包衣材料 • 胃溶型树脂薄膜包衣有利于药品防潮、避光、掩色 和掩味; • 肠溶型树脂重要用于那些易受胃酸破坏或胃刺激性 较大药物的包衣，也可以作为防水隔离层使用; • 单纯渗透型树脂或与其他类型树脂复合运用可控制 药物释放速度。
4. 丙烯酸树脂亦用于制备微囊、用作透皮吸收系统骨架、 压敏胶及直肠用凝胶剂等。
聚维酮在医药上有广泛的应用，为
国际倡导的药用新辅料之一。可作为粘合 剂，助流剂，润滑剂，助溶剂，分散剂， 酶及热敏药物的稳定剂。聚维酮还可与碘 合成PVP-I消毒杀菌剂。PVP在医药上还可 用作低温保存剂。采用PVP产品作辅料的 药物已有上百种。
（1）聚维酮的制备 德国科学家Reppe VP单体催化聚合 N-乙烯基－2－吡咯烷酮－VP 聚合方式：阳离子、阴离子、自由基聚合 引发剂：三氟化硼、氨基化钾和过氧化物 目前： 过氧化物引发自由基聚合，溶液聚合和悬浮聚合 亲水溶剂，温度35－65℃，喷雾干燥.
（四）、丙烯酸树脂
（1）来源 实际上是甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸 等单体按不同比例共聚而成的一大类聚合物,在药剂领 域中常用的薄膜包衣材料. 化学结构： [CH2 CH3 C ]n1 [ CH2 R1 C ]n2 C=O OR2
C=O
OH
（2）性质
1.玻璃化转化温度 • 丙烯酸树脂由于甲基和酯侧基的含量、酯侧基柔性的差异， 不同型号树脂的玻璃化转变温度有很大差异。 肠溶型甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋共聚物Tg在160℃以上 胃崩型丙烯酸树脂的Tg却低达一8 ℃ 渗透型丙烯酸树脂的Tg介于二者之间，约在55℃左右。 • 共混或加入增塑剂可以降低丙烯酸树脂的玻璃化转变温度， 调节树脂的成膜性。
5.用作透皮吸收制剂辅料 PVA凝胶透皮系统，目前已有硝酸甘油、可乐定等易于 透过皮肤的药物的透皮系统问世。
6.聚乙烯醇微球在医药中的应用 通过PVA上的羟基的反应活性，可以把药物分子共价键 或离子键合到PVA的側基上。如茶多酚的聚乙醇缓释胶 囊，不仅提高了茶多酚的稳定性，而且对茶多酚具有缓 释作用。
• 5.渗透性 虽然含季胺基团的渗透型树脂在水中不溶，但季胺盐基 具有很强的亲水性，使其具有一定的水渗透溶胀性质。季胺 基团比例越高，渗透性越大，故渗透型树脂分为高渗型和低 渗型两类。 胃崩型树脂结构中的酯链侧基，具有一定疏水性，渗透 性很小，单独应用在胃肠液中既不溶也不崩，必须添加适量 亲水性物质，如糖粉、淀粉等，使树脂成膜时形成孔隙，利 于水分渗入。 肠溶型树脂不溶解且对水分子的渗透有一定的抵抗作 用，适合用作隔离层以阻滞水分或潮湿的空气渗透。
7.其他应用 聚乙烯醇水凝胶还可作为医用导管材料、伤口敷料、传 感器、软角内膜接触镜、手术缝合线。
（六）、聚维酮(聚乙烯吡咯烷酮，PVP，Povidonl)
20世纪30年代聚维酮合成成功，1939年 取得专利,聚维酮可提高血浆胶体渗透压， 增加血容量，它在医药品中可作为血浆代用 品使用，用于外伤性出血及其他原因引起的 血容量减少。
3.乳化及稳定作用 一方面由于其分子中存在亲水、硫水部分，因而具有乳化 作用;另一方面它可在较大范围内调节两相粘度，大部分型 号均可采用，这是卡波沫运用于乳剂系统的最大伏点。 4.稳定性 固态卡波沫较稳定 宜中和后使用，中和后的聚合物凝胶在正常的条件下不会 水解、氧化 5.生物相容性
（三）应用 1.黏合剂、包衣材料 用作颗粒剂和片剂的粘合剂，用作包衣材料具有衣层坚固、 细腻和滑润感好的特点。 2.局部外用制剂基质 用作软膏、洗剂、乳膏剂、栓剂或亲水性凝胶剂的基质，具 有优良的流变学性质与增湿润滑能力，搽于皮肤表面具有特 别的细腻滑爽感，在皮肤上铺展良性良好. 3.乳化剂、增稠剂和助悬剂 卡波沫具有交联的网状结构,特别适合用作助悬剂
（3）化学反应性 聚丙烯酸可以被氢氧化钠中和，也可以被氨水、三乙醇胺、 三乙胺等弱碱性物质中和。多价金属的碱中和聚丙烯酸生成 不溶性盐。 在较高温度下，聚丙烯酸可以与乙二醇、甘油、环氧烷烃 等发生醋键结合并形成交联型水不溶性聚合物。
（4）毒性 二者均无毒 3、应用 ① 分散剂－ 将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于 水中不沉淀，用于循环冷却水系统作阻垢分散剂使用，从而 达到阻垢目的； ② 基质、增稠剂、增黏剂－软膏、乳膏外用药剂或化妆品
3.粘度 粘度随聚乙烯醇浓度增加而急剧上升，温度升高则粘 度下降。 4.凝胶化 30度以下存放过程中，由于聚乙烯醇凝胶化作用，粘 度逐渐升高，凝胶化。 聚乙烯醇可以与其他高分子（聚丙烯酸、聚乙二醇等） 混合，形成的凝胶兼具两种聚合物的性质。
5.混溶性 与大多数无机盐有配伍禁忌
6.成膜性 具有良好的成膜性
• 4.溶解性 • 丙烯酸树脂易溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和氯仿等极性 有机溶剂，但在水中的溶解性质则取决于树脂结构中的侧链 基团和水溶液pH。 • 肠溶性树脂分子中的羧基比例越大，则需在pH更高的溶液中 溶解 • 胃崩型树脂和渗透性树脂中的酯基和季胺基在酸性和碱性环 境中均不解离，故不发生溶解。胃溶型树脂在胃酸环境溶解 取决于其叔胺碱性基团。
③ 现代制剂应用
控释制剂: PAA-壳聚糖离子复合物－肽及蛋白质 PAA－聚乙烯醇、聚乙二醇可逆络合物
口服和黏膜制剂：
PAA－聚乙烯醇 PAA－羟丙甲纤维素 巴布膏剂压敏胶： PAA－聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇
（二）、交联聚丙烯酸钠
（1）制备 丙烯酸钠聚合而成，呈胶冻状透明的弹性体 （2）性质 高吸水性树脂材料，在水中不溶，但吸水膨胀 吸水机理：羧酸基团的亲水性，使其可吸引与之配对的可动离 子和水分子，产生很高的渗透压，结构内外渗透压差和聚电 解质对水的亲和力，促使大量水迅速进入树脂内。 （3）应用 外用软膏或乳膏的水性基质；巴布剂的基质的主要材料； 医用尿布、吸血巾等一次性复合卫生材料的主要填充剂
4.缓控释材料 ①卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质。 ②本品可与碱性药物生成盐并形成可溶性凝胶发挥缓释、控释 作用，特别适合与制备缓释液体制剂，如滴眼剂、滴鼻剂等， 同时还可发挥掩味作用。 5.黏膜黏附材料 近年来常利用卡波沫制备粘膜粘附片剂以达到缓释效果，聚 合物大分子链可以与粘膜糖蛋白大分子相互缠绕而维持常长 时间粘附作用，与一些水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好 的效果。
3.助溶剂或分散稳定剂 低分子量的PVP可以在注射液中作为助溶剂或结晶生长 抑制剂，这种增溶作用主要是药物与PVP缔合作用产生 的。
4.包衣材料 用作薄膜包衣材料，柔韧性较好，不易破碎
5.用作缓控释制剂 PVP可与许多药物有分子间的缔合作用，可控制缔合程 度，延长药物在体内的释放和吸收 6.其他 眼用药的增稠剂和角膜润湿剂 涂膜剂的主要材料，对皮肤有较强的粘性、无刺激性
H2 C H 2C C H 2C N * O H 2C H2 C
BF3
H 2C N
C
O
CH
CH2
CH
H2 C
*
n
（2）、性质 1.性状 白色至乳白色粉末，无嗅，可压性良好 2.溶解性 易溶于水，可溶于许多有机溶剂，不溶于醚、烷烃、矿物油、 四氯化碳等 3.粘性 溶液粘性与分子量有关；分子越大，粘度越大 4.化学反应性 化学惰性，能与大多数化合物混溶。 5.生物特性 不参与人体的生理代谢，又具有优良的生物相容性，人体可 从消化道、腹内、皮下及静脉途径接受
2.最低成膜温度 最低成膜温度(MFT)指树脂胶乳液在梯度加热干燥条件下形 成连续性均匀而无裂纹薄膜的最低温度限,在MFT以下，聚合 物粒子不能发生熔合变形成膜。在含有丙烯酸酯的树脂中， 丙烯酸酯比例越高，MFT越低。 3.机械性质 丙烯酸树脂能够在药上形成具有一定拉伸强度及柔性的独 立薄膜, 主要依赖于分子中酯基与药片表面分子带电负性原 子形成氢键、分子链对药片隙缝的渗透以及包衣液中其他成 分的吸附。