水凝胶在药用高分子材料中的应用PPT.ppt

水凝胶是以水为分散介质的凝胶 具有交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团而形成能遇水一定的化学交联或物理交联 都可以形成膨胀的交联聚合物 是一种高分子网络体系 性质柔软 能保持一定的形状 能吸收大量的水 凡是水溶性或亲水性的高分子 通过水凝胶 这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类 天然的亲水性高分子包括多糖类 淀粉 纤维素 海藻酸 透明质酸 壳聚糖等 和多肽类 胶原 聚l 赖氨酸 聚l 谷胺酸等 合成的亲水高分子包括聚乙烯醇 丙烯酸及其衍生物类 聚丙烯酸 聚甲基丙烯酸 聚丙烯酰胺 聚n 聚代丙烯酰胺等 作为一种高吸水高保水材料 水凝胶被广泛用于多种领域 如 干旱地区的抗旱 在化妆品中的面膜 退热贴 镇痛贴 农用薄膜 建筑中的结露防止剂 调湿剂 石油化工中的堵水调剂 原油或成品油的脱水 在矿业中的抑尘剂 食品中的保鲜剂 增稠剂 医疗中的药物载体等等 值得注意的是 不同的应用领域应该选用不同的高分子原料 以满足不同的需求 一溶胀性水凝胶在水中可显著溶胀性 溶胀性是指凝胶吸收液体后明显增大的现象 这是弹性凝胶的重要特性 凝胶的溶胀分为两个阶段 第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层 此过程很快 第二阶段是液体分子的继续渗透 这时凝胶体积大大增加 溶胀性的大小可以溶胀度来衡量 溶胀度为一定温度下 单位重量或体积的凝胶所能吸收液体的极限量 二环境敏感性环境敏感水凝胶又称智能水凝胶 根据环境变化的类型不同 环境敏感水凝胶可分为 温敏水凝胶 ph敏感水凝胶 盐敏水凝胶 光敏水凝胶 电场响水凝胶 形状记忆水凝胶等 1温 热 敏水凝胶是指在水或水溶液中这种凝胶与收缩强烈地依赖于温度 凝胶体积在某一温区有突变 该温度称为低临界溶液温度或下部临界会溶液温度 ph敏感水凝胶ph对溶胀度的影响比较复杂 要视具体合物而论 如蛋白类高分子凝胶 介质的ph在等电点附近时溶胀度最小 ph敏感水凝胶是指聚合物的溶胀与收缩随着环境ph的变化而变化 3电解质敏感水凝胶这类水凝胶对溶胀度的影响主要是阴离子部分 其影响作用与影响凝胶作用的顺序相反 离子型水凝胶溶胀度不仅取决于化学组成 也取决于周围介质ph的改变 一般来说 当离子化基团的pka值比外界环境ph低的时候 阴离子型水凝胶的去质子化作用和溶胀作用更强 三粘附性在现代新型的药物制剂中为了通过粘附作用达到长效 缓释和靶向给药的而目的额 往往使用聚合水凝胶 以达到在生物体上粘附的母的 1生物粘附指的是在两个生物体表面之间形成任何结合 或一个生物的表面与另一外一个外来天然或材料便面黏结的总称在药剂学中生物黏附一般是用来描述聚合物 包括合成的以及天然的 与软组织 如胃肠道的膜 口腔 皮肤 之间的黏附作用 黏膜黏附的材料大多是亲水性高分子 其相对分子质量都大于10万 这样有利于形成互穿和分子链的缠绕 它含有大量的能与黏蛋白形成氢键的基团 其中羧基或羟基特别有利于发挥黏附作用 又被称作 湿性的 黏附剂 黏附剂在药物制剂中有着广泛的应用 能够延长药物在吸收部位或黏膜的接触时间 有利于药物的吸收 在人体的特殊部位具有定位释放作用 以提高生物利用度 聚合物的黏附包括两个方面 一是其作为黏合剂时的黏合行为 二是指生物表面被黏合是生物体表面的行为 将制剂用于黏膜时 黏附现象存在以下几种情况 干的或部分水化的药物制剂与大量的黏液层得表面接触 颗粒剂用于鼻腔 已经充分水化的药物制剂与大量的黏液层得表面接触 水性混悬制剂用于肠道 干的或部分水化的药物制剂与薄的或不连续的表面接触 某些局部用片剂或贴片用于口腔或阴道 已经充分水化地剂型与薄的或不连续性的黏膜层表面接触 水性半固体或液体微粒制剂用于口腔或阴道 一般认为 剂型和黏膜的黏结点有三个区域 第一是黏膜黏附剂层区 第二是黏膜区 第三是界面区 生物黏液层 2生物粘附的机制理想的生物粘附性药物传递系统的黏附性存在三种机制 聚合物润湿与溶胀 生物黏附性聚合物链与聚合物的线团和黏膜蛋白的互穿作用 在先团的链之间都很微弱的化学结合 1 润湿理论生物黏附或粘液能够在相应的生物组织表面铺展是一个很重要的前提 润湿理论在液状的黏胶剂附黏方面是一种主要的理论 她是利用界面张力来预测黏胶剂铺展里一及黏附力的大小 聚合物与生物组织表面能的研究可以用来预测黏膜黏附性 2 扩散理论生物黏附性聚合物链以及黏膜的聚合物链之间的互穿作用与缠绕作用的理论是由扩散理论来支持的 3 断裂理论断裂理论是最有实际性的 因为可以通过机械测量 缓释制剂 指用药后能在较长时间内持续释放药物以达到长效作用的制剂控释制剂 指药物能在预定的时间内自动以预定速度释放 使血药浓度长时间恒定维持在有效浓度范围的制一溶出原理由于药物的释放受溶出的限制 溶出速度慢的药物显示缓释的性质 根据溶出速度公式 减小药物的溶解度 增大粒径 可降低药物的溶出速度 达到长效作用 可采取以下方法 1 制成溶剂度小的盐或酯2 与高分子化合物生成难溶性的盐3 控制粒子大小 二 扩散原理以扩散为主的缓控释制剂 药物首先溶解成溶液后再从制剂中扩散出来进入体液 其释药受扩散速率的控制 药物的释放以扩散为主的结构有以下几种 1 水不溶性包衣膜 2 含水性孔道的包衣膜3 骨架型药物扩散利用扩散原理达到缓控释作用的方法有 1 包衣 药物用小丸或片剂用的阻滞材料包衣2 制成微囊 使用微囊技术制备缓控释制剂是较新的方法3 制成不溶性骨架片 以水不溶性材料为骨架制备的片剂4 增加粘度以减少扩散速度 主要用于注射液或其它液体制剂5 制成植入剂6 制成乳剂 三溶蚀与扩散 溶出结合 生物溶蚀性骨架系统 亲水凝胶骨架系统 膨胀型控释骨架四渗透压原理 利用渗透压原理制成的控释制剂 能均匀恒速送的释放药物 比骨架型缓释制剂更优越五离子交换作用 二 缓释 控释制剂的设计 一 影响口服缓释 控释制剂设计的因素1 理化因素 1 剂量大小 2 pka 解离度和水溶性 3 分配系数 4 稳定性 2 生物因素 1 生物半衰期 2 吸收 本身吸收很低的药物不太适宜制成缓释制剂 3 代谢 吸收前有代谢作用的药物制成缓释制剂 生物利用度都会降低 二 缓释 控释制剂的设计1 药物的选择 2 设计要求 1 生物利用度 缓控释制剂的相对生物利用度一般应在普通制剂送我80 120 的范围内 2 峰浓度和谷浓度百分比 缓控释制剂稳态时的峰浓度和谷浓度之比应小于普通制剂3 缓释 控释制剂的剂量计算a 含缓释或控释部分 无速释部分的剂量计算b 既有缓释或控释部分 又有速释部分的剂量计算2 缓释 控释制剂的辅料多以高分子化合物作为阻滞剂控制药物释放速度 其阻滞方式有 骨架型包衣膜增稠剂 三 缓释 控释制剂的处方和制备工艺1 骨架型缓释 控释制剂 1 骨架片的处方与工艺1 亲水性凝胶骨架片 2 蜡质类骨胶价片 3 不溶性骨架片 2 缓释 控释颗粒 微囊 压制片 在胃中崩解后类似于胶囊剂 一般制备方法有 将三种不同释放速度的颗粒混合压片微囊压制片将药物制成小丸 然后再压成片子 最后包薄膜衣 3 胃内滞留片 4 生物粘附片 5 骨架型小丸 2 膜控型缓释 控释制剂微孔膜包衣片 膜控释小片 肠溶膜控释片 膜控释小丸 3 渗透泵片 4 植入片 三 缓释 控释制剂体内 体外评价 一 体外释放度试验1 释放度试验方法5 取样点的设计除肠溶制剂外 二 体内生物利用度和生物等效性试验生物利用度 指剂型中的药物吸收进入人体血液循环的速度和程度生物等效性 指一种药物的不同剂型在相同实验条件下 以相同剂量 其吸收速度与程度没有明显差异 三 体内外相关性1 体内 体外相关性的建立体外累积释放率 时间的释放曲线体内吸收率 时间的吸收曲线2 体内 体外相关检验 一 口服定时释药系统按制备技术不同 可分为 一 渗透泵定时释药系统 二 包衣脉冲系统1 膜包衣技术2 压制包衣技术 三 柱塞型定时释药胶囊二 口服定位释药系统胃定位释药系统口服小肠释药系统口服结肠定位释药系统 又称靶向给药系统 targetinggrugsystem tds 指载体将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性的浓集定位于靶组织 靶器官 靶细胞或细胞内结构的给药系统 一 靶向制剂的分类1 被动靶向制剂2 主动靶向制剂3 物理化学靶向制剂 二 靶向性评价1 相对摄取率 2 靶向效率te3 峰浓度比ce 二 被动靶向制剂 一 乳剂 二 脂质体吸附 脂交换 内吞 融合 三 微球 四 纳米粒 三 主动靶向制剂 一 修饰的药物载体1 修饰性脂质体长循环脂质体 免疫脂质体 糖基修饰的脂质体2 修饰的纳米乳3 修饰的微球4 修饰的纳米球聚已二醇修饰的纳米球 免疫纳米球 二 前体药物和药物大分子复合物1 前体药物 prodrug 活性药物衍生而成的惰性物质 能在体内经化学反应或酶反应 使活性的母体药物再生而发挥其治疗作用 1 抗癌的前体药物 2 脑部靶向前体药物 3 结肠靶向前体药物2 药物大分子复合物啊 指药物与聚合物 体 配体以共价键形成的分子复合物 四 物理靶向制剂 一 磁性靶向制剂1 磁性微球2 磁性纳米囊 二 栓塞靶向制剂 三 热敏靶向制剂1 热敏脂质体2 热敏免疫脂质体 四 ph敏感的靶向制剂 目的 综述了水凝胶基质在眼部给药系统的研究进展