生物降解材料及药物控制释放材料

生物降解材料聚乳酸及其共聚物的降解研究塑料、橡胶和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多数不能自然分解，其废弃物会造成大量的白色污染。

随着非降解塑料所引起的白色污染问题变得越来越严重，寻找可降解的替代材料已经成为必然的趋势。

自20世纪60年代以来，人们开始研究与开发生物可降解聚合物及其制品，以保护环境，实现资源的可循环利用。

20世纪90年代末，生物降解性材料的研究日渐活跃，已经涉及到食品包装、农用薄膜和医用材料等领域。

刚刚工业化的聚乳酸(PLA)就是其中最有发展前景的一种材料，它是新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料之一。

PLA以谷物发酵得到的乳酸(LA)为原料聚合而得，废弃后它能在自然界的微生物、酸、水、碱等介质的作用下完全分解，最终产物是CO2和H2O，不会对环境产生污染。

它具有良好的生物相容性、力学性能和耐水性。

因此，在已经开发的生物材料中，PLA由于来源于天然，完全生物降解，对环境无污染等优点，成为最具有前途的可生物降解高分子材料。

相信随着合成技术的不断提高及应用范围的逐渐扩大，价格问题将不再是阻碍PLA使用的主要因素。

当前对PLA的合成研究较为广泛，而对其降解的探讨则相对较少。

为此，笔者对PLA的降解进行了系统讨论。

对于拓展PLA类高分子材料在工业、药物、农业等方面的应用具有指导意义。

1 PLA的基本性质与降解性能1.1 PLA的基本性质由于乳酸分子中具有一个手性碳原子，根据其光学活性不同可将其分为L-乳酸和D-乳酸，因此乳酸二聚体丙交酯以及其聚合物也存在不同的立体构型。

由它得到的PLA也就具有三种基本立体异构体:聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)、聚消旋乳酸(PDLLA)。

由于PLA的光学活性不同，使其在聚集态的微观结构上业存在显著的差异，从而导致其力学强度、降解速率、加工性能、硬度等方面存在着很大的差异。

其中，PDLA与PLLA具有结晶性，PDLA为结晶结构，PLLA为半结晶性结构，熔点可高达170～180℃，因此其力学强度好且降解吸收时间也比较长，是制作内植骨固定装置的理想材料。

药物分析中的药物释放控制技术研究随着人们对生活质量的要求不断提高，药物的研发也越来越受到关注。

而药物分析中的药物释放控制技术作为一项重要的研究内容，针对药物释放过程进行了深入探讨，并取得了一系列的研究成果。

本文将介绍药物分析中的药物释放控制技术的基本原理、研究进展以及应用前景。

一、药物释放控制技术的基本原理药物释放控制技术是指通过控制药物释放速率和方式，以实现药物在体内的持续释放，从而提高药物疗效和减少不良反应。

其基本原理可以归纳为以下几点：1. 控制药物的药代动力学：药物的药代动力学包括吸收、分布、代谢和排泄等过程。

通过选择合适的药物给药途径和给药形式，可以控制药物在体内的吸收速度、分布范围和代谢速率，从而达到控制药物释放的目的。

2. 利用载体材料：药物释放控制技术主要通过药物载体材料实现。

这些载体材料具有不同的特性，包括溶解性、降解性、渗透性等，可以通过调节这些特性来控制药物的释放速率和方式。

常见的载体材料包括聚合物、纳米材料和生物材料等。

3. 控制因素：除了药代动力学和载体材料外，还有一些其他因素会对药物释放进行控制，如温度、pH值、离子强度等。

这些因素可以通过调节环境条件或在载体材料中添加相应的成分来实现对释放过程的控制。

二、药物释放控制技术的研究进展药物释放控制技术的研究从早期的基础研究到现在的应用研究，取得了一系列的重要进展。

以下是其中一些值得关注的研究方向：1. 控释剂的设计与合成：控释剂是控制药物释放的关键。

研究人员通过设计和合成具有特殊结构和性质的控释剂，实现对药物的精确控制释放。

其中，聚合物控释剂是最常见的控释剂之一，具有良好的生物相容性和可调控性。

2. 纳米技术在药物控释中的应用：纳米技术具有独特的物理和化学性质，可以用于药物的包封和控制释放。

通过调节纳米材料的大小、形状和表面性质，可以实现药物的逐渐释放和定向输送，提高药物的疗效并减少毒副作用。

3. 药物释放的智能化控制：智能药物释放系统可以根据体内外环境的变化自动调节药物的释放速率和方式。

Ch-PCL-b-PVP生物可降解胶束的制备及其对布洛芬的控制释放娄芳慧;袁金芳;高青雨【摘要】以胆固醇(Ch)引发ε-己内酯((e)-CL)开环聚合,制备了端胆固醇基聚己内酯(Ch-PCL),然后与端羧基聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-COOH)偶合制备了两亲性嵌段共聚物端胆固醇基聚己内酯-b-聚乙烯吡咯烷酮(Ch-PCL-b-PVP).利用红外(FT-IR)、核磁(1 H-NMR)及凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了结构和组成表征.透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)测试结果表明:该共聚物在水溶液中自组装形成粒径在150 nm左右的球形胶束,其临界胶束-质量浓度(CMC)为2.6 mg/L.采用布洛芬(IBUPROFEN)为药物模型,测得其载药量(DLC)为32.4％,药物负载率(EE)为70.1％,具有较好的缓释功效.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2013(026)004【总页数】7页(P410-416)【关键词】两亲性嵌段共聚物;聚合物胶束;可生物降解高分子;控制释放【作者】娄芳慧;袁金芳;高青雨【作者单位】河南大学精细化学与工程研究所,河南开封475004;河南大学精细化学与工程研究所,河南开封475004;河南大学精细化学与工程研究所,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O631.4聚合物胶束由于其独特的核－壳结构，兼之尺寸小、对疏水药物增溶性强、被动靶向性和缓释等一系列优点而被人们广泛用作药物输送系统研究。

聚合物胶束主要是由亲水段和疏水段组成的两亲性嵌段共聚物在水溶液中自组装形成［1－2］。

按照两亲性聚合物在人体内的代谢情况，聚合物胶束可分为不可降解型和可降解型，其中可降解型聚合物胶束通常具有无毒、更好的生物相容性和体内低残留率等优点而被人们视为绿色给药系统。

因此，具有生物可降解性的聚合物胶束，在抗癌药物运载和靶向传递方面有着非常广泛的应用前景［3－4］。

药用生物降解材料摘要药用生物材料是新兴的一门学科，药用生物材料在药物释放系统特别是控缓释系统中有重要作用。

药用生物降解材料是能够降解的高分子材料，在人体内不会滞留，因此受到更大的重视。

本文概述了药用生物材料的定义及应用，论述了药用生物降解材料的若干概念，并列举了几种主要的药用生物降解材料对其特点及应用加以介绍。

关键词药用生物材料生物降解药物释放控缓释系统药用生物材料是近几年来随着现代药剂学的发展而提出的一个新术语，也是材料学不断发展、衍生出来的一门新学科。

药用生物材料是现代药物制剂中协助主药产生特殊功能的一类材料，如控释、缓释、靶向、黏附等，以及包装药品或与药品直接接触的一类生物材料。

绝大部分药用生物材料都是高分子材料，因此常用药用高分子材料替代药用生物材料一词。

生物降解高分子材料是指在生物或生物化学过程中能降解的高分子材料。

它在生物体内经水解、酶解等过程，逐渐降解成低分子量化合物或单体。

降解产物能被排除体外或参加体内的正常代谢而消耗掉。

由于其可生物降解且能被人体吸收代谢而不会在体内滞留，因此成为人们关注的药物控缓释材料。

1．药用生物材料1.1．药用生物材料的定义1.1.1．药用生物材料与医用生物材料按照是生物材料的适用范围，生物材料可分为医用和药用生物材料两大类。

医用生物材料是临床治疗上与人体直接或间接接触的所有生物材料。

药用生物材料(pharmaceutical biomaterials or biomaterials for pharmaceutics)是现代药物制剂中协助主药产生特殊功能的一类材料，如控释、缓释、靶向、黏附等，以及包装药品或与药品直接接触的一类生物材料[1]。

1.1.2．药用生物材料与药用高分子材料药用生物材料可分为药用无机材料与药用高分子材料两大类，前者占的比例非常小，可以说绝大部分药用生物材料都是高分子材料，因此，常常用药用高分子材料来替代药用生物材料一词。

本文所涉及的药用生物材料以及药用生物降解材料的基本理论、合成方法和在现代药剂学中的应用，不加说明，都是指的药用高分子材料。

生物材料的研究现状与发展一、简述生物材料作为当今科研领域中极具潜力的新型材料，已经成为解决人类健康、环境危机和资源短缺等重大问题的重要途径之一。

随着生物技术、纳米技术和新材料研究技术的迅速发展，生物材料的研究现状迎来了空前的繁荣。

在生物材料的种类方面，涵盖了天然高分子材料、合成高分子材料和生物降解材料等多种类型。

天然高分子材料因其良好的生物相容性和生物活性而受到广泛关注，例如透明质酸、胶原蛋白等。

天然高分子材料在力学性能、耐热性和加工性能等方面存在一定的局限性。

研究者们积极开发具有高性能和高稳定性特点的合成高分子材料。

这些材料不仅能够模拟天然聚合物的生物活性，同时还能提高材料的力学性能、耐磨性和耐化学性。

聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸(PHO)等合成高分子材料在生物医药领域得到了广泛应用。

传统的生物材料在发展和应用过程中仍然面临着众多挑战。

许多生物材料在人体内可能会产生不良反应，如免疫反应、过敏反应等，限制了其临床应用。

环境污染和可持续发展问题也日益凸显，亟需开发更加环保和可再生的生物材料。

针对不同疾病的治疗需求，科学家们还需要深入研究生物材料的表面改性、可控释放和作用机制等问题。

1. 生物材料的重要性与广泛应用生物材料作为人体器官移植的替代品，对于那些病患无法进行器官移植的患者来说具有巨大的实用价值。

生物材料可以作为心脏起搏器、人工关节等医疗器械的优良材料；还可以用于组织工程，如人工皮肤、骨骼、软骨及血管等。

在药物控制释放领域，生物材料也具有广泛的应用前景。

生物材料可以作为药物载体，实现缓释、靶向递送等功能，从而提高药物的疗效和降低副作用。

随着人们生活水平的提高及老龄化问题的加剧，对功能性生物材料的需求也日益增加。

市场上已有多种骨钉、牙科植入物及人工皮肤等产品，这些产品通过利用生物材料满足了患者的需求，并提高了生活质量。

生物材料的重要性和广泛应用体现在生命科学、医学以及人们日常生活等多个领域，为人类健康和生活质量的提升做出了巨大贡献。

药物递送系统药物递送系统是一种新兴的科技应用，它的出现为药物治疗提供了更加智能、高效的方式。

本文将探讨药物递送系统的定义、原理、应用以及前景展望。

一、定义药物递送系统是一种利用先进的技术手段，将药物精确地递送到患者体内特定部位的系统。

它包括药物的载体、释放机制和控制技术等多个组成部分，能够实现药物的缓慢释放、定量释放或者特定时间释放，从而提高疗效，减少副作用。

二、原理药物递送系统的原理包括载体选择、释放机制和控制技术三个方面。

1. 载体选择药物递送系统的载体可以选择多种材料，如生物降解材料、智能材料等。

这些材料能够与药物发生特定的相互作用，实现药物的稳定储存和释放。

2. 释放机制药物在递送系统中的释放机制可以根据需要选择。

常见的释放机制包括扩散控制释放、溶解控制释放和生物降解控制释放。

不同的机制能够实现不同形式的药物释放，以满足治疗的需要。

3. 控制技术药物递送系统利用控制技术实现药物释放的精确控制。

可通过物理方法、化学方法或者生物技术等手段，实现对药物的时间、速率和剂量的可控性，提高疗效，并降低副作用。

三、应用药物递送系统在医学领域有着广泛的应用价值。

它可以用于治疗多种疾病，如癌症、糖尿病、心血管疾病等。

以下是一些常见的应用场景：1. 长效治疗药物递送系统具有控制释放的特点，可以使药物在体内维持较长时间的治疗浓度。

这对于需要长期治疗的慢性疾病患者来说，具有很大的优势，能够提高治疗效果。

2. 靶向治疗药物递送系统能够将药物精确地递送到病灶部位，减少对健康组织的伤害。

通过修饰递送系统的表面，可以实现对肿瘤细胞、感染部位等靶向治疗，提高治疗效果。

3. 个性化治疗药物递送系统可以根据患者的个体差异进行设计，实现个性化治疗。

通过调整药物递送速率、剂量等参数，达到最佳治疗效果，并减少副作用。

四、前景展望药物递送系统在医学领域的应用前景广阔。

随着纳米技术、生物技术等的发展，药物递送系统将更加精准、高效地实现治疗目标。

一、控制释放：药物以恒定速度、在一定时间内从材料中释放的过程。

优点：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，避免了偏高时药物中毒、偏低时治疗无效的问题。

二、理想药物释放体系具备以下功能：1、药物控制释放功能，使血药浓度维持在所需范围内2、药物靶向释放功能，使药物只输送到治疗目标部位3、用药量少4、毒副作用小5、服用方便，易于被患者接受6、通常环境下具有一定化学和物理稳定性三、高分子药物载体具备条件：1、具有生物相容性和生物降解性2、降解产物必须无毒和不发生炎症反应3、高分子的降解必须发生在一个合理的期间4、具有可加工性、可消毒性、良好的力学性能四、高分子载体种类：1、天然高分子：明胶、胶原、环糊精、纤维素、壳聚糖等2、改性天然高分子：例如：甲醛交联明胶进行化学和酶改性3、合成高分子：聚硅氧烷橡胶、聚酯、聚酸酐、聚氨酯、聚苯乙烯等4、生物降解性高分子：聚酯、聚酸酐、聚酰胺等五、天然及合成高分子材料对比：1、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2、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3、合成高分子材料正逐渐取代天然高分子材料六、天然生物降解材料A、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。

天然高分子材料在医药行业中的应用综述一、引言天然高分子材料因其独特的生物相容性和生物活性，在医药行业中得到了广泛应用。

本文将综述天然高分子材料在医药行业中的应用，包括药物输送、组织工程、生物可降解材料、药物控制释放、基因治疗和免疫治疗等方面。

二、天然高分子材料在药物输送中的应用天然高分子材料在药物输送领域具有广泛的应用，如纳米药物、基因治疗等。

纳米药物可以利用天然高分子材料的生物相容性和生物活性，实现药物的靶向输送和控释。

基因治疗则利用天然高分子材料作为基因载体，将治疗基因高效地传递至病变细胞，以实现对疾病的基因治疗。

三、天然高分子材料在组织工程中的应用组织工程是一种利用生物材料、细胞和生长因子构建人体组织的工程技术。

天然高分子材料因其良好的生物相容性和可降解性，被广泛应用于组织工程领域。

例如，在软骨、肌腱、皮肤等组织的修复和再生过程中，天然高分子材料可以作为支架和基质，提供细胞生长的微环境，促进组织的再生和修复。

四、天然高分子材料在生物可降解材料中的应用生物可降解材料是一种在生物体内可降解为无害物质的材料。

天然高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性，因此被广泛应用于生物可降解材料领域。

例如，手术缝合线、药物控制释放载体等均可以由天然高分子材料制成，它们在体内可缓慢降解，同时释放药物或促进组织再生，实现良好的治疗效果。

五、天然高分子材料在药物控制释放中的应用药物控制释放技术是一种能够实现药物缓慢释放并保持其在体内有效浓度的技术。

天然高分子材料因其独特的生物相容性和生物活性，被广泛应用于药物控制释放技术中。

例如，药物可以与天然高分子材料结合形成微球或纳米粒，通过控制材料的降解速率和药物的释放速率，实现药物的控释和靶向输送。

这种技术可以改善药物的疗效，降低副作用，提高患者的依从性。

六、天然高分子材料在基因治疗中的应用基因治疗是一种通过将正常基因导入病变细胞，以替代或矫正缺陷基因的治疗方法。

天然高分子材料作为基因载体，具有较高的细胞亲和力，能够保护基因免受核酸酶的降解，并实现基因的高效转染。

生物医用高分子材料的应用与发展生物材料也称为生物医学材料,是指以医疗为目的,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料。

主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。

研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。

它涉及到物理学、化学、生物化学、病理学、血液学等多种边缘学科。

目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗等)。

由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质,以满足不同的需求,耐生物老化,作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型,原料易得,便于消毒灭菌,因此受到人们普遍关注,已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。

医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上,以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。

目前全世界应用的有90多个品种,西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%~20%的速度增长。

随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求,我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。

1 医用高分子材料的特点及基本条件医用高分子材料需长期与人体体表、血液、体液接触,有的甚至要求永久性植入体内。

因此,这类材料必须具有优良的生物体替代性(力学性能、功能性)和生物相容性。

a·生物功能性:因各种医用高分子材料的用途而异,如:作为缓释药物时,药物的缓释性能就是其生物功能性。

b·生物相容性:医用高分子材料的生物相容性包括2个方面:一是材料反应,主要包括材料在生物环境中被腐蚀、吸收、降解、磨损和失效等;二是宿主反应,包括局部和全身反应,如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致畸和免疫反应等。

药物控释技术的研究进展及应用前景分析一、前言随着现代医学的不断发展，药物控释技术日益成为药物制剂研究的热点领域。

药物控释技术是指将药物从制剂中控制性地释放出来，使其在人体内保持一定时间的有效浓度，发挥最佳疗效，同时避免药物浓度的快速变化和毒副作用的发生。

本文将对药物控释技术的研究进展及其应用前景进行分析。

二、概述药物控释技术起源于上世纪60年代，至今已有数十年之久。

在这些年里，药物控释技术进行了广泛的应用和研究，并取得了很多进展。

药物控释技术的原理可以总结为三个关键点：控制药物的释放速度、药物的释放量以及释放时间。

根据药物控释的不同方式，药物控释技术可以分为以下几类：1. 控制释放速率的控释技术：利用不同的材料包裹药物，避免在人体消化道中迅速释放。

2. 控制释放量的控释技术：通过控制药物量的释放来控制其浓度，如舌下给药。

3. 控制释放时间的控释技术：通过改变药物在体内的代谢规律来控制药物释放的时间，如防走AIDS药物。

三、研究进展1. 生物可降解材料的应用：生物可降解材料将会在适当的时间内分解为引起人体排泄物，目前已有多种生物可降解材料在药物控释技术中被应用，如聚乳酸酯、聚酯酰胺、聚氧乙烯等。

2. 开发新型载体：在药物控释技术中，载体同样起着重要作用。

新型载体的设计涉及制剂的药物疗效、制造成本、制剂稳定性等方面。

近年来，微生物载体、纳米载体等新型载体的开发正在蓬勃发展。

3. 应用于肿瘤治疗：药物控释技术在肿瘤治疗中具有广泛的应用前景。

肿瘤治疗药物的控释，既可以减少剂量而避免药物毒性对人体的损害，同时也不会影响药物的疗效。

4. 应用于心血管疾病和神经疾病治疗：针对心血管疾病和神经疾病，新型控释技术正逐步应用于治疗这些疾病。

利用药物控释技术，药物的释放可以被精确地控制，以保证药物疗效最大化并减少药物的副作用。

四、应用前景药物控释技术的应用前景非常广阔，未来将会有更多的控释技术投入到制剂研发中。

例如，由于抗肿瘤药物的毒性，向肿瘤细胞传递药物的控释技术将会成为制剂研究的重点领域。

生物材料在药物输送中的应用生物材料在药物输送中的应用是近年来备受关注的研究领域之一。

生物材料作为一种具有生物相容性、可降解性和可控释放性的材料，被广泛应用于药物输送系统中，为药物的靶向输送、缓释释放和提高药效等方面提供了新的解决方案。

本文将从生物材料在药物输送中的应用原理、常见的生物材料及其特点、药物输送系统的设计和应用案例等方面进行探讨。

一、生物材料在药物输送中的应用原理生物材料在药物输送中的应用原理主要是利用生物材料的特性，将药物载体与药物结合，通过控制释放速率和靶向性，实现药物在体内的精准输送和释放。

生物材料可以通过多种途径输送药物，如口服、注射、贴片等，其中最为常见的是通过注射途径进行药物输送。

生物材料可以在体内稳定存在一段时间后逐渐降解，释放药物，从而减少药物的毒副作用，提高药效。

二、常见的生物材料及其特点1. 聚乳酸（PLA）和聚乳酸-聚乙二醇共聚物（PLGA）：PLA和PLGA是常见的生物降解材料，具有良好的生物相容性和可降解性，可通过调整聚合度和比例来控制药物的释放速率。

2.明胶：明胶是一种天然蛋白质，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可用于制备口服胶囊、软骨修复材料等。

3. 聚己内酯（PCL）：PCL具有良好的可塑性和可降解性，可用于制备缓释药物输送系统，如植入式药物输送系统等。

4. 聚乳酸-共-聚乙二醇-共-聚己内酯（PLA-PEG-PCL）：PLA-PEG-PCL共聚物结构独特，具有可调控的释放速率和靶向性，适用于制备靶向药物输送系统。

三、药物输送系统的设计药物输送系统的设计是生物材料在药物输送中的关键环节之一。

设计合理的药物输送系统可以实现药物的精准输送和释放，提高药效，减少毒副作用。

药物输送系统的设计应考虑以下几个方面：1. 药物的特性：药物的性质、药效、毒副作用等因素应该被充分考虑，选择合适的生物材料和药物载体。

2. 药物的释放速率：根据药物的需要，设计合适的释放速率，可以通过调整生物材料的结构和比例来实现。