高分子微球材料分析与载药控释共39页文档

2.药物包埋与释放形式【4，5】
（1） 分散在高分子构成的囊壁基材中 （2） 包埋在微囊中空部分
空心微球电镜图
复合层次结构中空微球
双层无机物中空微球Fra Baidu bibliotek
化学所在腔体结构与材料领域取得系列进展 Adv. Funct. Mater. 2019, 15, 1523 Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 44, 6727
空心微球制备机理
• 1.使液滴雾状化；2.小液滴进入试管熔炉
微（纳）球制备方法
微胶囊【3】
• 把分散的药物完全包封在一层致密膜中形成囊泡 状结构的载体，一般粒径500nm~1000um
• 根据形状主要有：单核、多壁、双核三大结构
三大结构示意图
不同结构微胶囊示意图
宋心远，《新型染整 技术》第四章，微胶 囊技术在染整中的应 用，2019,281:130-
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微胶囊壁聚合材料应具备的性能
研究方向展望
• 研究方向关键词：微球（微囊），两亲性嵌段共 聚离子，可生物降解高分子材料，载药，靶向控 释
• 研究较多的是聚乳酸、聚多糖微球的制备方法及 研究进展，近年来，可生物降解的共聚物微球材 料及微球载药体系的研究成为热点，很多已经得 到临床应用。
微球材料的分类
• 天然高分子
• 明胶、壳聚糖、蛋白类、淀粉等基质
• 良好的弹性 • 适宜的囊壁渗透性 • 可降解性 • 适宜的物理、化学性能以便微胶囊的固化
微胶囊载药制备原理
• 微胶囊载药
制备方法
制备微胶囊的关键是形成核壳结构的聚合物粒子， 囊心物质的核可以是：固体颗粒、液滴、气泡， 总结为：固体、液体、气体三种模板。
微胶囊优缺点
• 优点：聚合物壁壳包装药物在药物释放上更有优 势，缓释效果更好，通透性好，相对更大的载药 空间，药物输送效率高，能保护药物活性时更好 的缓释
• 半合成高分子
• 多系纤维素衍生物，如羧甲基纤维素，琥珀酸醋酸纤维 素等
• 合成高分子
• 可降解，不可降解，根据应用需要主要是研究可降解的 聚合物，主要的基材：天然蛋白类、多糖、生物合成聚 酯
可生物降解高分子材料载体形式【1】
• 微（纳)球 • 微胶囊 • 胶束 • 水凝胶 • 前体药物
高分子载体的材料
各种微粒的载药控释
• 1. 微（纳）球药物释放机理 • 2. 微胶囊药物包埋与释放形式 • 3. 胶束药物包埋释放 • 4. 水凝胶载药 • 5. 前体药物的载药与控释
1.药物释放机理【2】
• 从微球表面直接溶解
• 从可溶胀基体中扩散
• 材料的降解
多数情况下都不是通过单一机理来释放的，亲水性聚合 物以前两种为主，疏水的合成高分子主要通过材料的降 解释放药物。
洲,邓爱民
中空聚合物微球的 制备及其在涂料中 的应用研究 实心微
球扫描电镜图
自组装空心微球
• 自组装空心微球的新进展 问题：制备方法复杂、材料相容性差、难降解
聚乙二醇接枝海藻酸钠的合成，发现它与a-环糊精包合在水体系中自组装成相
容性好又可降解的纳米空心微球。
来源:《Soft Matter》英
文文摘
前体药物骨架
• 作为前体药物骨架的聚合物需具备的条件：
（1）可与药物分子、靶向试剂反应的功能基团 （2）良好水溶性 （3）可降解性 （4）生物相溶性 （5）来源广泛
前体药物优缺点
• 优点：为新药的研发开辟了新途径，能够优化药 物传输，提高靶向作用，增强治疗效果。
• 缺点：对高分子药物骨架的要求较高，高分子药 物骨架与药物通过共价键结合制备麻烦，发挥药 效一般是通过裂解剂作用断链实现并不好控制剂 量，在控释方面存在问题。
各种载体的制备方法
载药与释药方式
微（纳）球
• 主要是通过对药物的物理包埋实现药物的传输， 药物分子包埋在高分子聚合载体中或表面而形成 微粒分散系统。
• 主要有：实心微球、空心微球，空心微球的医用 价值更好，这方面的研究广泛
实心微球电镜图片
来源:沈阳理工大学 环境与化学工程学 院 作者:穆锐,何广
• 缺点：结构不稳定，胶束形态多样不利于药物控 释，在水中形成胶束时易聚集，不利于载药
水凝胶
• 是一种具有很强吸水与保水能力的聚合物网络， 有物理和化学交联两大类【7】，交联方式主要取 决于水凝胶材料自身性质。
• 市场上已经有很多关于水凝胶的产品，例如，化 妆品、隐形眼镜片、抗菌药物、敷料药、光控水 凝胶等。
前体药物
本身在体外无生理活性，在体内代谢为活性代谢物发挥 药性的药物。高分子前体药物是通过共价键与药物分子 结合的，它是由高分子骨架、间隔基团、药物分子、靶 向位点、促溶解基团几个部分构成。
常用的载体包括烯烃聚合物（主要是丙烯酸聚合物）、 多糖、聚氨基酸、蛋白、PEG等。葡聚糖、白蛋白与聚 氨基酸也被大量用于抗癌药物、活性因子及DNA的药物 前体研究。【8,9】
• 缺点：包封率的问题，囊膜材料要求高，胶囊的 制备工艺更复杂，载药困难
胶束
• 由两亲聚合物在水溶液中自组装形成的核壳结构 的微粒载体
胶束形态分类
• 层状胶束 • 球状胶束 • 棒状胶束 • 板状胶束 • 束状胶束
胶束结构图片
浙大医药精品课 程 第三节表面
活性的特征
胶束优缺点
• 优点：能在不同环境下改变形态，有很丰富的结 构特征,由两亲性聚合物形成核壳亲油性药可以 大量包埋在疏水链段的核层微区，提高了药效和 载药的稳定性，载药范围广
水凝胶微球图
• 三维网络结构水凝胶
负载Ag纳米 粒子水凝胶形
成示意图 Chemical Engineering Journal(2019, 179(1): 90-98
水凝胶优缺点
• 优点：医用被覆凝胶膜的用途广泛，医用价值高。
• 缺点：对膜材料的要求高，透气、透水、吸收液 体的性能高、有效阻菌、有一定机械强度、有弹 性、透明、能有效控制药物释放速度、物化性能 稳定、本身无毒、价格便宜、材料广泛等，要满 足所有要求很难。
不同的材料制备方法不同，主要的方法有：
• 乳液交联 • 共凝聚 • 共沉淀 • 喷雾干燥 • 离子凝胶
微（纳）球优缺点
• 优点：制成球形制剂对药物能起到良好的掩盖作 用，提高患者用药的顺应性；材料广泛，有利于 缓慢溶解释放，定点植入，能更好的浓集于靶向 器官
• 缺点：药物包封困难，微球的大小、制备难控制， 实心微球药物缓释控制难