生物医用高分子ppt课件

合成高分子材料正逐渐取代天然高分子材料
7.4 天然生物降解材料
1）I型胶原
来源：哺乳动物体内结缔组织，构成人体约 30%的蛋白质，共14种，I型最丰富且性能优 良。

结构：三股螺旋多肽，每一个链有1050个氨 基酸，一级结构富有脯氨酸和羟脯氨酸，第三 个总是甘氨酸，结构有序.

性能：
规整的螺旋结构--免疫原性较温和; 体外可形成较大的有序结构--强度良好的纤维; 物理或化学交联--提高强度且延长了降解时间； 可提供细胞生长、分化、增殖、代谢的一个结合 位点
用途：
胶原分子可以作为组织修复的支架材料; 可作为药物控释载体 References (from google.com):
1) Bryan Jeun;Hyukjin Lee;Saurabh Aggarwal;Hailin Wang;
Qiang Li;Sukyeon Hwang. “Application of Collagen in Drug Delivery” 2) “Recombinant collagen and gelatin for drug delivery” Journal Metadata Search: Elsevier - Advanced Drug Delivery Reviews
7.2 药物释放载体
表 2-1 药 物 释 放 体 系 分 类 分 类 缓 释 按 释 药 时 间 延 长 半 衰 期 特 定 时 间 释 放 在 局 部 滞 留 释 放 按 释 药 部 位 到 指 定 目 标 释 放 在 特 定 部 位 释 放 按 综 合 性 能 用 药 简 便 化 目 的 微 包 囊 化 与 载 体 分 子 相 结 合1 外 部 刺 激2 局 部 投 入 免 疫 共 轭 、 免 疫 活 化 外 部 刺 激 经 皮 吸 收 制 剂 举 例
7
1 注 ： 例 如 同 聚 乙 二 醇 链 相 结 合 ； 2 温 度 、 PH、 磁 场 、 超 声 波 、 电 场 、 激 光 等
药物释放载体
药物释放体系重要组成部分 影响药效的主要因素

有机材料
天然 无机材料 高分子材料 有机材料 无机材料
药物释放载体
合成
高分子材料
复合材料 生物降解性和非生物降解性材料
生物医用高分 子
7
理想药物释放体系具备以下功能：
– 药物控制释放功能，使血药浓度维持在所需范围内 – 药物靶向释放功能，使药物只输送到治疗目标部位 – 用药量少 – 毒副作用小
– 服用方便，易于被患者接受
– 在通常环境下具有一定化学和物理稳定性
药物释放体系发展概况：
20世纪50年代前，传统型药物制剂 50年代起，缓释型药物制剂（DSRP） 70年代起，控释型药物制剂（CRP） 80年代起，靶向型药物制剂（TDDS） 及智能型药物制剂（IDDS或SDDS）
举例：
① 成纤维细胞在胶原上生长时，代谢和形 态与其在体内生长极为相似.
②
Yannas等人首先用胶原--硫酸软骨素多 孔交联的支架成功制得人工皮肤，能治 疗严重烧伤的病人。 作为眼药水的胶原保护层，可防止药物 角膜前流失
③
2) 氨基葡聚糖

来源：
植物中

结构：
由双糖重复单位聚合成高分子直链的杂 多糖，一般包括一个醛酸部分（己糖醛酸） 和一个胺基糖部分（N-乙酰氨基己糖), 主要成分为透明质酸。
聚腈基丙烯酸烷基酯 聚硅氧烷橡胶 脂肪族聚酯 聚丙烯酸酯 聚酰胺
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
⑴ 无免疫原性--很好的植入材料
⑵ 可进行化学修饰--强度不同的纤维材料 ⑶ 可进行交联--凝胶材料
⑷ 利用带电性能可以调控物理和化学性质
用途：
⒈ 药物释放包埋材料 ⒉ 膜屏蔽材料 ⒊ 接触镜 ⒋ 细胞培养抗凝剂及血液抗凝剂 作为药物释放材料的文献报道：
1. Chandy T, Rao G H, Wilson R F, Das G S, “Development of Poly(lactic acid)/Chitosan Co-matrix Microspheres: Controlled Release of Taxol-Heparin for Preventing Restenosis”, Drug Delivery, 2001, 8(2), 77-86 Risbud M V, Bhonde R R, “Polyacrylamide-Chitosan Hydrogels: in Vitro Biocompatibility and Sustained Antibiotic Release Studies”, Drug Delivery, 2000, 7(2), 69-75
合成高分子：聚硅氧烷橡胶、聚酯、聚酸酐、 聚氨酯、聚苯乙烯等 生物降解性高分子：聚酯、聚酸酐、聚酰胺等
高分子载体
表7 2-2 常用的药物载体高分子材料
生物降解性高分子 （天然） 明胶 淀粉 白蛋白 胶原 甲壳素或壳聚糖 纤维素 生物降解性高分子 （合成） 藻酸盐 聚酸酐 聚酰胺 非生物降解性高分子 非生物降解性高分子 （合成） 聚乙烯醇 聚醋பைடு நூலகம்乙烯酯 聚苯乙烯 （合成） 聚甲基丙烯酸酯 聚氨基甲酸酯 聚酯 聚乙烯 聚四氟乙烯
目前药物载体大多是生物降解性高分子或高分子复合材料
7.3 高分子药物载体
必须具备以下条件： 具有生物相容性和生物降解性 降解产物必须无毒和不发生炎症反应 高分子的降解必须发生在一个合理的期间 具有可加工性、可消毒性、良好的力学性 能
天然高分子：明胶、胶原、环糊精、纤维素、 壳聚糖等 改性天然高分子：例如：甲醛交联明胶进行化 学和酶改性

性能：
易于进行化学修饰，无免疫原性，不 产生炎症或免疫排斥反应，但强度和稳 定性较差。

用途：
① 组织修复材料（尚有争论） ② 医疗装置（较硬的骨架）
3）壳聚糖(chitosan)
来源：节足动物的甲壳和细菌细胞壁中，产量 丰富，价格低廉

结构：以ß -1，4键合的多糖，氨基带有正电荷
性能：