药用高分子材料
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药用高分子材料药用高分子材料是指用于医药领域的高分子材料,其具有良好的生物相容性、可降解性和药物载体功能。
药用高分子材料在医学领域中有着广泛的应用,包括药物输送、组织工程、医疗器械等方面。
本文将重点介绍药用高分子材料在医学领域中的应用及其相关研究进展。
首先,药用高分子材料在药物输送方面具有重要的应用价值。
传统的药物输送方式往往存在药物的不稳定性、生物利用度低、毒副作用大等问题。
而药用高分子材料作为药物的载体,可以提高药物的稳定性、延长药物在体内的停留时间、减少毒副作用,从而提高药物的疗效。
例如,聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)是一种常用的药用高分子材料,可以作为微球或纳米粒子的载体,用于输送抗癌药物、抗生素等。
另外,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和明胶等药用高分子材料也被广泛应用于药物输送领域。
其次,药用高分子材料在组织工程方面也有着重要的应用。
组织工程是一种利用生物材料、细胞和生物活性分子构建人工组织和器官的技术,旨在修复和再生受损组织。
药用高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性,可以作为组织工程材料用于修复骨折、软骨损伤、皮肤缺损等。
例如,聚乳酸(PLA)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)可以用于制备骨修复材料和软骨修复材料,可促进骨细胞和软骨细胞的生长和再生。
另外,明胶和壳聚糖等药用高分子材料也被广泛应用于组织工程领域。
此外,药用高分子材料在医疗器械方面也有着重要的应用。
医疗器械是用于诊断、治疗、缓解疾病的器械,如缝合线、人工心脏瓣膜、支架等。
药用高分子材料具有良好的生物相容性和可加工性,可以用于制备医疗器械。
例如,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)可以用于制备医用缝合线和人工心脏瓣膜,具有良好的生物相容性和机械性能。
另外,聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等药用高分子材料也被广泛应用于医疗器械领域。
总之,药用高分子材料在医学领域中具有着广泛的应用前景,其在药物输送、组织工程、医疗器械等方面都有着重要的应用价值。
药用高分子材料药用高分子材料是一类应用于医药领域的特殊高分子材料。
它们具有良好的生物相容性、可控释放性和生物可降解性等特点,在医疗器械、药物传递系统和组织工程等方面有着广泛的应用。
以下将介绍一些常见的药用高分子材料及其应用。
1. 聚乳酸(PLA)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA):聚乳酸和PLGA是最常用的药用高分子材料之一。
它们具有良好的生物相容性和生物降解性,可用于制备缝合线、药物载体和组织工程支架等。
此外,由于它们的可良好可控释放性,它们也被广泛应用于药物缓释系统,如微球、纳米颗粒和纳米纤维等。
2.玻尿酸(HA)和聚乙二醇(PEG):玻尿酸是一种天然多糖,具有良好的生物相容性和生物活性。
它可用于制备软骨修复材料、皮肤填充剂和药物传递系统等。
聚乙二醇是一种具有良好生物相容性的合成高分子材料,可用于改善药物的稳定性、增加其溶解度,并延长药物的半衰期。
3.聚酯和聚酰胺:聚酯和聚酰胺是常用的生物降解高分子材料。
它们可用于制备缝线、填充剂和组织工程支架等,在骨科、牙科和整形外科等领域得到广泛应用。
此外,它们还可以通过改变化学结构和物理性质来调控材料的生物可降解性和机械性能,以适应不同的医疗需求。
4.明胶和胶原蛋白:明胶和胶原蛋白是一种具有良好生物相容性和生物活性的天然高分子材料。
它们可用于制备组织工程支架、药物载体和伤口愈合材料等。
此外,由于其结构与人体组织相似,它们在医学成像和细胞培养等方面也有着重要的应用。
除了以上几种常见的药用高分子材料外,还有许多其他类型的药用高分子材料被用于特定的医疗应用,如聚己内酯(PCL)、聚碳酸酯(PC)和聚乳酸-联谷氨酸共聚物(PLLA-Glu)等。
随着科技的不断发展,药用高分子材料还将有更广阔的应用前景,并为医学领域的进步做出贡献。
1.高分子材料:高分子化合物材料。
高分子化合物,简称高分子,是分子量很高的一类化合物。
常用高分子的分子量高达104~106。
2.药用高分子材料:药品生产和制造加工过程中使用的高分子材料,药用高分子材料包括作为药物制剂成分之一的药用辅料与高分子药物,以及与药物接触的包装贮运高分子材料。
药用高分子辅料:指能将药理活性物质制备成药物制剂的各种高聚物。
3药用辅料的作用:在药剂制备过程中有利于成品的加工;加强药剂稳定性,提高生物利用度或病人的顺应性;有助于从外观鉴别药剂;增强药剂在贮藏或应用时的安全和有效。
4.辅料和药用高分子材料的比较:A相同点:辅料与药用高分子辅料都是主药以外的另一种材料,但又是制剂中必不可少的辅助材料。
B不同点:辅料包括制剂中所有用到的气液固材料,含义比药用高分子材料广,但它不具备药理活性;药用高分子材料包括高分子药物,侧重于天然、半天然、合成大分子液体和固体材料应用于现代制剂中。
5.高分子化合物(简称高分子):是指分子量很高的一类化合物。
分子量在104以上.由许多相同的、结构简单的单元(unit)通过共价键(covalent bond)重复键接而成的化合物。
6.单体(monomer):合成聚合物的低分子的原料。
重复单元(repeating unit):大分子链上重复出现的、最小基本单元(分子式中括号内的部分)。
7.结构单元(structural unit):单体在大分子链中形成的单元。
习惯上,将形成结构单元的分子称为单体8 a有机高聚物;碳链高聚物:主链纯为碳原子构成 .杂链高聚物:主链中含有碳原子及氧、氮、硫、磷等原子b 元素有机聚合物:主链结构中不含碳原子,而是由硅、硼、铝、钛等原子和氧原子构成c无机高聚物:主链和侧链结构中均无碳原子,一般呈现规则交联的面型结构或体型结构9.PVC-聚氯乙烯PE-聚乙烯PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯PP-聚丙烯PC-聚碳酸酯聚酰胺(尼龙)10.高分子的聚集态有晶态和非晶态之分的晶态比小,高聚物分子的晶态的有序程度差很多,存在着很多缺陷。
药用高分子材料:是具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子材料。
高分子材料在药剂学中的应用:作为片剂和一般固体制剂的崩解剂、黏合剂、赋形剂、外壳;作为缓释、控释制剂的骨架材料和包衣材料;作为液体制剂或半固体制剂的辅料;作为生物黏着性材料;可生物降解的高分子材料;用作新型给药装置的组件;用做药品的包装材料。
2006.3.23国家食品药品监督管理总局在总结了多年的药用辅料管理工作中总结经验后参考了国外的有关资料,发布了{药用辅料生产质量管理规范}PE聚乙烯PP聚丙烯PVC聚氯乙烯PVDC聚偏氯乙烯PV A聚乙烯醇PEO聚氧乙烯PEG聚乙二醇PLA聚乳酸分子内结构包括两层次:近程结构、远程结构近程结构:指单个大分子链结构单元的化学结构和立体化学结构远程结构:指分子的大小与构象聚集态结构:是指高分子材料整理的内部结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构。
均聚物:在合成高分子时,有一种单体发生聚合反应生成的聚合物。
含M1M2两种单体的共聚物分子链的结构单元有四种典型排列方式:无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物。
影响结晶过程的因素:1、链对称性,高分子的化学结构越简单,连取代基越小以及链节对称性越高就越易形成结晶2、链规整性,链规整性越高,结晶越容易3,分子间相互作用,分子间相互作用较强的聚合物链的柔性较差,链段不容易在晶核表面聚集形成结晶结构。
聚合反应:是指在低分子单体合成高分子化合物的化学反应。
聚合反应分为:加聚反应和缩聚反应。
自由基聚合反应机制:1,链引发反应,是形成单体活性中心的反应2,链增长反应,单体自由基能打开另一单体的∏键形成新的自由基,该自由基活性不变,继续与其他单体结合生成单元更多的链自由基3,链终止反应,链自由基失去活性形成聚合物的反应4,链转移反应,指链自由基从单体、引发剂、溶剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止并使这些失去原子的分子成为自由基5,阻聚反应,自由基与某些物质反应形成稳定分子或稳定自由基,使聚合速率下降为零的反应。
自由基聚合反应的特征:可概括为慢引发、快增长、速终止。
引发速率是控制总聚合速率的关键;聚合体系中只有单体和聚合物组成,在聚合过程中,聚合度变化较小。
缩聚反应:是含有两个或两个以上官能团的单体分子间逐步缩合形成聚合物,同时析出低分子副产物的化学反应。
缩聚反应的实施方法主要有:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、界面聚合、辐射聚合。
无限溶胀:是指随着溶剂分子的不断渗入,聚合物体积不断增大,使链段得以运动,再通过链段的协调运动而达到整条大分子链的运动,使得大分子链逐渐地分散到溶剂中,转入溶解成为热力学稳定的均匀体系。
有限溶胀:是指聚合物吸收溶剂到一定限度后,无论再放置多久,溶剂吸入量不再增加,聚合物体积也不再改变,聚合物只能停留在溶胀阶段而不能进一步成为真溶液。
聚合物溶剂选择的三个原则:溶度参数相近原则、极性相似相容原则、溶剂化原则。
聚合物的渗透性及透气性受聚合物的结构和物理状态影响因素:1温度,温度升高,高分子链运动激烈,增大分子透过的孔道,因此渗透性好2极性,透过物质与聚合物极性越相近,越易相容,越易透过3物质分子大小,分子直径大的透过性小4链的柔性,链的柔性增大,渗透性提高。
结晶度越大,渗透性越小。
Tg;无定型聚合物玻璃态与高弹态之间的转变对应于链段运动的“冻结”与“解冻”以及分子链构象的变化,对应的转变温度称为Tg。
水凝胶的性质:不同结构,不同化合物的水凝胶具有不同性质1溶胀性,水凝胶在水中显著溶胀。
离子型水凝胶因其结构中离子型基团的解离作用增加了聚合物的亲水性,导致其有较强的吸水性2环境敏感性,根据环境变化的类型不同,环境敏感水溶胶可分为温敏水溶胶、PH敏水溶胶、盐敏水溶胶、光敏水溶胶、电场响应水溶胶、环状记忆水溶胶。
3黏附性,一般指同种或两种不同的物体表面相黏结的现象。
淀粉是天然存在糖类,有两种多糖分子组成,一为直链淀粉,另一为支链淀粉,他们的结构单元是D-吡喃环形葡萄糖,直链淀粉是以α-1,4苷键连接的葡萄糖苷元。
预交化淀粉的应用:其工艺性能优良1预交化淀粉由于其中游离态支链淀粉润湿后巨大溶胀作用和非游离态部分的变形复原作用,因此具有极好的促进崩解作用2由于改善药物溶出作用,有利于生物利用度提高3改善成粒性能,加水后有适度黏着性,故适于流化床制粒,高速搅拌制粒,并有利于粒度均匀,成粒容易4含低水量级预交化淀粉,如维生素C片遇湿气不稳定的药品用其作为胶囊剂的稀释剂极为稳定。
醋酸纤维素的应用:醋酸纤维素用作片剂的半透膜包衣,特别是渗透泵型片剂和植入剂,控制、延缓药物的释放。
醋酸纤维素和其他纤维素酯也被用来制备具有控释特性的载药微球。
醋酸纤维素薄膜可用于透皮吸收传递系统。
缓释片剂中也可用醋酸纤维素直接压片的骨架形成物,其缓释特征可通过改变药物与醋酸纤维素的比例,和加入增塑剂来调整,但不受醋酸纤维素的相对分子质量和粒径分布的影响。
羧甲纤维素钠的应用:羧甲纤维素钠广泛应用于口服和局部药物制剂。
通常高浓度的中等黏度级别的羧甲纤维素钠可以制备凝胶作为制剂的基质或糊剂。
此类凝胶中常加入二醇类防止干燥。
此外,羧甲纤维素钠还是自黏合造漏术、伤口护理材料和皮肤用的贴剂中的主要成分之一,可吸收牲口的分泌物或皮肤的汗水。
作为药用辅料,常用为混悬剂的助悬剂,乳剂的稳定剂、增稠剂、凝胶剂、软膏和糊剂的基质,片剂的黏合剂、崩解剂、也可用作皮下或肌内注射的混悬剂的助悬剂,以延长药效。
羟丙纤维素的应用(HPC):在口服产品中,高取代羟丙基纤维主要用作片剂湿法制粒或干粉直接压片的黏合剂、薄膜包衣材料和缓释制剂材料。
高取代羟丙基纤维也可作为毫微囊的增稠剂,可作为微囊的囊材。
在局部制剂中,羟丙基纤维可在透皮贴剂或眼科制剂中使用。
高取代羟丙基纤维是热源性聚合物材料,所有有关塑料的加工方法对其都适用。
高取代羟丙基纤维可用热融体挤出的薄膜的形式应用于局部制剂。
黏膜黏附性羟丙基纤维素微球可用于制备粉末吸入剂。
羟丙甲纤维素(HPMC)的制备:将HPMC先加入总体积1|5-1|3的热水中,充分分散和水合,然后在冷却的条件下,不断搅拌,加冷水至全量。
药用明胶按制备方法分:酸法明胶、碱法明胶。
明胶的性质:1溶胀和溶解,遇水会溶胀,在热水中完全溶解2,凝胶化,明胶溶液因温度降低而形成具有一定硬度、不能流动的凝胶3,黏度,明胶溶液有很高的黏度,在温室下容易形成网状结构,妨碍流动,因而黏度增加4,稳定性,明胶在温室下、干燥状态下比较稳定,在较高温度和湿度下明胶倾向于失去溶解性。
聚丙烯酸树脂的应用:1,包衣材料,丙烯酸树脂主要用作口服片剂和胶囊的薄膜包衣材料。
胃溶性树脂薄膜包衣有利于药品防潮、避光、掩色和掩味;肠溶性树脂主要用于哪些易受胃酸破坏或胃刺激性较大药物的包衣;单纯渗透性树脂或其他类型树脂复合运用科控制药物释放速度。
2,用作缓控释制剂的骨架材料,也可用于直接压片。
聚丙烯酸树脂亦用于制备微囊、用作经皮吸收系统骨架、压敏胶及直肠用凝胶剂等。
聚乙烯醇的应用:聚乙烯醇可用作口服片剂、局部用制剂、经皮给药制剂及引道制剂等的辅料;聚乙烯醇是一种良好的成膜和凝胶材料,广泛应用于凝胶剂、透皮制剂、涂膜剂、、膜剂;聚乙烯醇用于巴布剂中,主要作为巴布膏剂的基质,即可做黏着剂也可做骨架;聚乙烯醇是理想的助悬剂及增稠剂、增粘剂;在众多化妆品中聚乙烯醇具有增黏及在皮肤表面成膜;聚乙烯醇还可以作为片剂黏合剂和缓释控释骨架材料应用;也可制备微球;制得高分子-药物结合物,从而降低药物毒副作用,并控制药物释放。
聚维酮(PVP)的应用:1,用作固体制剂的黏合剂,由于聚维酮在水中和常用有机试剂中可溶,使得其适用于多种需要制粒的场合2,用作包衣材料,能改善衣膜对片剂表面的黏附能力,缩短疏水性材料薄膜崩解时间,改善遮光剂的分散性及延展能力3,用于固体分散体载体,可提高难溶性药物的溶出度和生物利用度4,用于缓释控释制剂,调节药物释放速度5,助溶剂和分散稳定剂,防止某些不相容的组分从水溶液中析出6,用于眼用药物制剂,减少药物对眼的刺激,延长药物在眼部滞留时间7,是涂膜剂的主要材料,在各类香波,定型发胶染发剂中有广泛应用。
聚乙二醇(PEG)的应用:1,注射用的复合机,以液态聚乙二醇较常用2,栓剂基质,能耐受高温天气影响,物理稳定性好3,软膏剂化妆品基质,具有湿润、软化皮肤、润滑效果4,液体药剂的助悬、增稠与增溶,与其他乳化剂合用,还具有稳定乳剂的作用5,固体分散体的载体,加快药物溶解与吸收6,片剂的固态黏合剂、润滑剂,增加片剂黏结性,影响颗粒塑性7,用于修饰微粒或纳米聚合物载体,为开发具有更好控释性质及靶向性的新制剂奠定了基础。
聚氧乙烯蓖麻油衍生物的应用:在液体药剂中有广泛应用,可作为增溶剂、乳化剂和湿润剂,适合于口服。
也可用于栓剂、化妆品的基质成分以及用于动物饲料中。
聚氧乙烯35蓖麻油主要作为乳化剂和增溶剂的应用,特别适于含有挥发油、溶脂性维生素和其他疏水性物质的水溶液产品的制备。
聚氧乙烯35蓖麻油还可用于栓剂,聚氧乙烯40氢化蓖麻油还用于含有水的气雾剂中,以改善抛射在水相中的溶解度。
还用于乳化脂肪酸和脂肪醇。
离子交换树脂是一类带有功能基团的不溶性惰性高分子材料,可以再生、反复使用,不被生物体吸收。
水分散体:是指以水为分散剂,聚合物以直径约50nm-1.2um的胶状颗粒悬浮的具有良好物理稳定性的非均匀相系统。
水分散体的制备:乳液聚合、相转变发、溶剂转变法。
最低成膜温度;压敏法;是对压力敏感的胶黏剂,它是一类无需借助助溶剂、热或其他手段,只需施加轻度指压,即可被黏物牢固黏合的胶黏剂。
压敏法在经皮药物传递系统中的作用:使皮肤紧密贴合,有时有作为药物贮库或载体材料,可调节药物的释放速度。
压敏胶具有良好的生物相容性,对皮肤无刺激,不引起过敏反应,具有足够的粘附力和内聚强度,化学稳定,对温度和湿度稳定,且有能黏结不同类型的皮肤的适应性,能容纳一定量的药物与经皮吸收促进剂而不影响化学稳定性和黏附力。
丙烯酸压敏胶是以丙烯酸高级酯为主成分,配合其他丙烯酸类单体共聚制得。
五种通用塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯。
药用包装用塑料盒橡胶的常用助剂:增塑剂、稳定剂、抗氧剂、填充剂、硫化机、抗静电剂、润滑剂。