药物控释材料

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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。

3、作为眼药水的胶原保护层,可防止药物角膜前流失

B、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。

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)

C、壳聚糖(chitosan)

结构:以ß-1,4键合的多糖,氨基带有正电荷

来源:节足动物的甲壳和细菌细胞壁中,产量丰富,价格低廉

性能: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

七、水溶性高分子

典型的PEG:可同其它聚合物共混、共聚等来改善聚合物材料的亲水性及血液相容性

其它:壳聚糖、明胶、聚L-谷氨酸等

八、智能型药物载体

(1)对PH敏感的水凝胶药物载体

A壳聚糖: 含有-NH2基团,经过戊二醛或三聚磷酸盐交联后形成水凝胶。

PH>7 高分子链间(-NH2)有氢键生成并有疏水链相互作用力凝聚收缩,药物包埋其中不释放。

PH<7 高分子链上带正电荷( - NH3 )高分子链互相排斥而溶胀于水中成凝胶状,药物通过扩散释放出。

B聚α-甲基丙烯酸或聚α-乙基丙烯酸类:

高分子链上含有-COOH

PH>7时,以 -COO 存在,高分子链间相互排斥,以溶解或凝胶状存在,药物经扩散释放出。

PH<7时,以 -COOH 存在,高分子链疏水相互作用及链内氢键生成而凝聚收缩,药物包括其中不释放。

(2)对温度敏感的水凝胶药物载体

聚N-取代基丙烯酰胺类

(3) 磁性控制药物释放载体

如:R . Langer等

微小磁球+药物+乙烯-醋酸乙稀酯共聚物

将胰岛素等药物包埋其中,磁场变化, 聚合物内部空隙变化

提高药物释放速率

饭前释加磁场 提高胰岛素释放量 控制饭后血糖含量

(4)微波及光敏控制释放载体

如:

Zhang Haiqian等利用固相肽合成方法,将苯基偶氮苯基苯丙氨酸与RGD肽连接,得到光敏功能RGD肽。

非天然氨基酸C端-RGD肽强结合力Hela细胞表面整合素

RGD侧链光敏基团光致异构化影响RGD肽与整合素的结合

九、靶向药物导向机制

① 利用有识别能力的基因导向(主动靶向)

② 利用药物颗粒大小导向(被动靶向)

③ 利用磁性导向