生物材料学药物载体材料（课堂PPT）

1、1 优点：优点：药物在血液中保持对疾病治疗所需的最药物在血液中保持对疾病治疗所需的最低浓度，保持血药浓度恒定，避免了偏高时药物低浓度，保持血药浓度恒定，避免了偏高时药物中毒、偏低时治疗无效的问题。中毒、偏低时治疗无效的问题。控制释放：控制释放：药物以恒定速度、在一定时间内从材药物以恒定速度、在一定时间内从材料中释放的过程。料中释放的过程。273 药物控制释放功能，使血药浓度维持在所需范围内药物控制释放功能，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用药量少毒副作用小毒副作用小服用方便，易于被患者接受服用方便，易于被

2、患者接受在通常环境下具有一定化学和物理稳定性在通常环境下具有一定化学和物理稳定性4 20世纪世纪50年代前，传统型药物制剂年代前，传统型药物制剂 50年代起，缓释型药物制剂（年代起，缓释型药物制剂（DSRP） 70年代起，控释型药物制剂（年代起，控释型药物制剂（CRP） 80年代起，靶向型药物制剂（年代起，靶向型药物制剂（TDDS） 及智能型药物制剂（及智能型药物制剂（IDDS或或SDDS）5表 2-1 药物释放体系分类 分类 目的 举例 按释药时间 缓释 延长半衰期 特定时间释放 微包囊化 与载体分子相结合1 外部刺激2 按释药部位 在局部滞留释放 到指定目标释放 在特定部位释放 局部投入

3、免疫共轭、免疫活化 外部刺激 按综合性能 用药简便化 经皮吸收制剂 注：1 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 76天然天然合成合成有机材料有机材料无机材料无机材料高分子材料高分子材料有机材料有机材料无机材料无机材料高分子材料高分子材料复合材料复合材料生物降解性和非生物降解性材料生物降解性和非生物降解性材料7具有生物相容性和生物降解性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、良好的力学性具有可加工性、可消毒性、良好的

4、力学性能能8明胶、胶原、环糊精、纤维素、明胶、胶原、环糊精、纤维素、 壳聚糖等壳聚糖等例如：甲醛交联明胶进行化例如：甲醛交联明胶进行化 学和酶改性学和酶改性聚硅氧烷橡胶、聚酯、聚酸酐、聚硅氧烷橡胶、聚酯、聚酸酐、 聚氨酯、聚苯乙烯等聚氨酯、聚苯乙烯等聚酯、聚酸酐、聚酰胺等聚酯、聚酸酐、聚酰胺等9表 2-2 常用的药物载体高分子材料 生物降解性高分子 （天然） 生物降解性高分子 （合成） 非生物降解性高分子 （合成） 非生物降解性高分子 （合成） 明胶 藻酸盐 聚乙烯醇 聚甲基丙烯酸酯 淀粉 聚酸酐 聚醋酸乙烯酯 聚氨基甲酸酯 白蛋白 聚酰胺 聚苯乙烯 聚酯 胶原 聚腈基丙烯酸烷基酯 聚硅氧烷橡

5、胶 聚乙烯 甲壳素或壳聚糖 脂肪族聚酯 聚丙烯酸酯 聚四氟乙烯 纤维素 聚酰胺 710 生物相容性好，无毒副作用生物相容性好，无毒副作用力学性能较差，药物释放速度不可调控力学性能较差，药物释放速度不可调控力学性能更好、更全面，药物释放速度可通力学性能更好、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载体进行修饰需要选择生物相容性好且毒副作用小的载体，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这类载体材料的选择范围较窄11。121314 1) Bryan Jeun;Hyukjin Lee;Sa

6、urabh 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 Reviews1516 。1718以以-1，4键合的多糖，氨基带有正电荷键合的多糖，氨基带有正电荷节足动物的甲壳和细菌细胞壁中，产量节足动物的甲壳和细菌细胞壁中，产量丰富，价格低廉丰富

7、，价格低廉19 无免疫原性无免疫原性-很好的植入材料很好的植入材料 可进行化学修饰可进行化学修饰-强度不同的纤维材料强度不同的纤维材料 可进行交联可进行交联-凝胶材料凝胶材料 利用带电性能可以调控物理和化学性质利用带电性能可以调控物理和化学性质20Chandy 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

8、Delivery, 2001, 8(2), 77-86Risbud M V, Bhonde R R, “Polyacrylamide-Chitosan Hydrogels: in Vitro Biocompatibility and Sustained Antibiotic Release Studies”, Drug Delivery, 2000, 7(2), 69-7521：由微生物制成，分子量由一万到十几万，由微生物制成，分子量由一万到十几万， 研究最多的是聚研究最多的是聚- -羟基丁酸酯（羟基丁酸酯（PHBPHB）COCH2CHCH3On均聚物高度结晶性、脆、憎水性均聚物高度结晶性、脆

9、、憎水性低毒、可在体内降解成低毒、可在体内降解成D-3D-3羟基丁酸（人体血羟基丁酸（人体血液成分）液成分）可进行共聚改性可进行共聚改性22 药物控释药物控释 缝合线缝合线 人工皮肤人工皮肤聚羟基丁酸与聚羟基丁酸与 30% 30% 羟基戊酸共聚，商品名为羟基戊酸共聚，商品名为: : Biopol. Biopol. 材料由原来的高结晶度、脆、憎水，变为结晶材料由原来的高结晶度、脆、憎水，变为结晶度低、柔顺、易于加工的医用材料度低、柔顺、易于加工的医用材料. .23 纤维素的羟基羧甲基醚化的产物纤维素的羟基羧甲基醚化的产物OHOOHOHHHHCH2OCH2COONaHOHOHCH2OCH2COON

10、aORHHOHORn24阴离子型高分子电解质阴离子型高分子电解质, , 溶于水成粘稠溶液溶于水成粘稠溶液, , 加热会成果冻加热会成果冻. .常与明胶配合作复合囊材常与明胶配合作复合囊材(1-5g/L SCMS(1-5g/L SCMS和和30g/L30g/L明胶按体积比明胶按体积比2:12:1混合混合), ), 用于口服肠道用于口服肠道靶向药剂靶向药剂. .25 HOORORHHHCH2ORHOHOHCH2OR1ORHHOHORnR：CH3COR1：CCOOHO26 27OHOORORHHHCH2ORHOHOHCH2ORORHHHORn R：HCH3CH2CH3n: Polymer degre

11、e2829OHOORORHHHCH2ORHOHOHCH2ORORHHHORn R：HCH3CH2CH(OH)CH3n: Polymer degree3031 OCH2COnOOOOO CH2COnSn(Oct)2or ZnCl2degradationHO CH2COOH3233OCH2COnCH3OOOOH3CCH3Sn(Oct)2or ZnCl2degradationHOCH2COOHOCH2COnCH3CH334D-PLAL-PLADL-PLA（外消旋）（外消旋）DL-PLA（内消旋）（内消旋）353637 38 39 40OCH2CH2CH2CH2CH2COn4142 43 RCOCRO

12、OnR=H , CH2R=H , CH2444546PRRNnPNPNPNClClClClClCl开 环 Cat聚 合PNClClnRNH2or ROH氨 基 酸(NH2RCOOH)PNRRnR=RNH or RO / NHROOH4748495051 525354 5556 5758CH2CHCONRR H. Y. Liu, X. X. Zhu, “Lower critical solution temperatures of N-substituted acrylamide copolymers in aqueous solutions”, Polymer, 1990, 40, 6985-6990R R= H,CH3CH2CH3CHCH3CH3etc.or,5960 61 62636465666768CPLAKdtdmS)/(dtdm6970：药物的溶出速度dtdc)(CCVKdtdcSD7172 73（1 1） 74匀速释药凝胶物膨胀、溶胀共聚物溶剂化 7576777879808182838485水溶性药物脂溶性药物磷脂双分子层8687888990919293949596979899100 +1011021031041051061071081091101111121131141151