药用高分子材料-药用合成高分子

7.化学性质 聚乙烯醇是结晶性聚合物，玻璃化转变温度约85℃，在 100℃开始缓缓脱水，干燥及高温脱水时发生分子内和 分子间醚化反应，同时伴有结晶度增加、水溶性下降以 及色泽变化。 聚乙烯醇在化学结构上可以看成交替相隔碳原子上带有 羟基的多元醇。
（三）应用 1．聚乙烯醇的安全性 ① 聚乙烯醇对眼、皮肤无毒、无刺激，是一种安全的外 用辅料。 ②口服聚乙烯醇在胃肠道吸收甚少，长期口服未见肝、 肾损害，大鼠口服LD50>20g∕kg。 2．聚乙烯醇是一种药物膜片基材 用作涂膜剂的成膜材料；用作膜剂的成膜材料；在巴布 膏剂中的应用；在凝胶型制剂中作基质
药用高分子材料
第五章 药用合成高分子
聚乙烯基类高分子 聚酯及可生物降解类高分子
内容概要
聚醚类高分子
有机杂原子高分子
压敏胶材料
4.1 聚乙烯类高分子
一 丙烯酸类均聚物和共聚物
(一) 聚丙烯酸和聚丙烯酸钠
1、 化学结构 聚丙烯酸 PAA （Polyacrylic Acid）
结构式
2、性质 （1）溶解性 PAA易溶于水，乙醇、甲醇等极性溶剂 PAA-Na溶于水，不溶于有机溶剂 水中解离羧酸根阴离子大分子： ＮaOH过量，钠离子与羧酸根阴离子结合机会增多，大 分子趋向卷曲构象状态，溶解度下降，溶液由澄明变 得浑浊．
3.丙烯酸树脂做薄膜包衣材料 • 胃溶型树脂薄膜包衣有利于药品防潮、避光、掩色 和掩味; • 肠溶型树脂重要用于那些易受胃酸破坏或胃刺激性 较大药物的包衣，也可以作为防水隔离层使用; • 单纯渗透型树脂或与其他类型树脂复合运用可控制 药物释放速度。
4. 丙烯酸树脂亦用于制备微囊、用作透皮吸收系统骨架、 压敏胶及直肠用凝胶剂等。
3.乳化及稳定作用 一方面由于其分子中存在亲水、硫水部分，因而具有乳化 作用;另一方面它可在较大范围内调节两相粘度，大部分型 号均可采用，这是卡波沫运用于乳剂系统的最大伏点。 4.稳定性 固态卡波沫较稳定 宜中和后使用，中和后的聚合物凝胶在正常的条件下不会 水解、氧化 5.生物相容性
（三）应用 1.黏合剂、包衣材料 用作颗粒剂和片剂的粘合剂，用作包衣材料具有衣层坚固、 细腻和滑润感好的特点。 2.局部外用制剂基质 用作软膏、洗剂、乳膏剂、栓剂或亲水性凝胶剂的基质，具 有优良的流变学性质与增湿润滑能力，搽于皮肤表面具有特 别的细腻滑爽感，在皮肤上铺展良性良好. 3.乳化剂、增稠剂和助悬剂 卡波沫具有交联的网状结构,特别适合用作助悬剂
3.液体、半固体制剂中的应用 聚乙烯醇具有助悬、增稠、增黏剂及在皮肤、毛发表面 成膜等作用，用于糊剂、软膏以及面霜、面膜、发型胶 中，各种眼用制剂 4.聚乙烯醇凝胶的药物控制释放 利用携带阿霉素和葡聚糖的PVA水凝胶作为药物释放体系， 不仅降低了药物的黏附，而且通过向腹膜腔释放活性的 阿霉素阻止了腹膜腔的感染。
3.助溶剂或分散稳定剂 低分子量的PVP可以在注射液中作为助溶剂或结晶生长 抑制剂，这种增溶作用主要是药物与PVP缔合作用产生 的。
4.包衣材料 用作薄膜包衣材料，柔韧性较好，不易破碎
5.用作缓控释制剂 PVP可与许多药物有分子间的缔合作用，可控制缔合程 度，延长药物在体内的释放和吸收 6.其他 眼用药的增稠剂和角膜润湿剂 涂膜剂的主要材料，对皮肤有较强的粘性、无刺激性
• 4.溶解性 • 丙烯酸树脂易溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和氯仿等极性 有机溶剂，但在水中的溶解性质则取决于树脂结构中的侧链 基团和水溶液pH。 • 肠溶性树脂分子中的羧基比例越大，则需在pH更高的溶液中 溶解 • 胃崩型树脂和渗透性树脂中的酯基和季胺基在酸性和碱性环 境中均不解离，故不发生溶解。胃溶型树脂在胃酸环境溶解 取决于其叔胺碱性基团。
H2 C H2C C H2C N CH CH2 * O H2C H2 C
BF3
H2C N CH
C
O
H2 C
*
n
（2）、性质 1.性状 白色至乳白色粉末，无嗅，可压性良好 2.溶解性 易溶于水，可溶于许多有机溶剂，不溶于醚、烷烃、矿物油、 四氯化碳等 3.粘性 溶液粘性与分子量有关；分子越大，粘度越大 4.化学反应性 化学惰性，能与大多数化合物混溶。 5.生物特性 不参与人体的生理代谢，又具有优良的生物相容性，人体可 从消化道、腹内、皮下及静脉途径接受
• 5.渗透性 虽然含季胺基团的渗透型树脂在水中不溶，但季胺盐基 具有很强的亲水性，使其具有一定的水渗透溶胀性质。季胺 基团比例越高，渗透性越大，故渗透型树脂分为高渗型和低 渗型两类。 胃崩型树脂结构中的酯链侧基，具有一定疏水性，渗透 性很小，单独应用在胃肠液中既不溶也不崩，必须添加适量 亲水性物质，如糖粉、淀粉等，使树脂成膜时形成孔隙，利 于水分渗入。 肠溶型树脂不溶解且对水分子的渗透有一定的抵抗作 用，适合用作隔离层以阻滞水分或潮湿的空气渗透。
（五）、聚乙烯醇 （一）来源 并不是由乙烯醇单体聚合形成的，因为乙 烯醇极不稳定，不存在乙烯醇单体，由聚醋酸 乙烯醇解而成
（二）性质
1.性状 白色至奶油色无臭颗粒或粉末 2.溶解性 聚乙烯醇具有极强的亲水性，溶于热水或冷水中。 分子量和醇解度越大，结晶性越强，水溶性越差， 但水溶液的粘度相应增加；同时醇解度增大，羟基 增多，使聚合物亲水性增强。 聚乙烯醇在酯、醚、烃及高级醇中微溶或不溶，但 醇解度低的产品在有机溶剂中的溶解度增加。
5.用作透皮吸收制剂辅料 PVA凝胶透皮系统，目前已有硝酸甘油、可乐定等易于 透过皮肤的药物的透皮系统问世。
6.聚乙烯醇微球在医药中的应用 通过PVA上的羟基的反应活性，可以把药物分子共价键 或离子键合到PVA的側基上。如茶多酚的聚乙醇缓释胶 囊，不仅提高了茶多酚的稳定性，而且对茶多酚具有缓 释作用。
（四）、丙烯酸树脂
（1）来源 实际上是甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸 等单体按不同比例共聚而成的一大类聚合物,在药剂领 域中常用的薄膜包衣材料. 化学结构： [CH2 CH3 C ]n1 [ CH2 R1 C ]n2 C=O OR2
C=O
OH
（2）性质
1.玻璃化转化温度 • 丙烯酸树脂由于甲基和酯侧基的含量、酯侧基柔性的差异， 不同型号树脂的玻璃化转变温度有很大差异。 肠溶型甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋共聚物Tg在160℃以上 胃崩型丙烯酸树脂的Tg却低达一8 ℃ 渗透型丙烯酸树脂的Tg介于二者之间，约在55℃左右。 • 共混或加入增塑剂可以降低丙烯酸树脂的玻璃化转变温度， 调节树脂的成膜性。
聚维酮在医药上有广泛的应用，为
国际倡导的药用新辅料之一。可作为粘合 剂，助流剂，润滑剂，助溶剂，分散剂， 酶及热敏药物的稳定剂。聚维酮还可与碘 合成PVP-I消毒杀菌剂。PVP在医药上还可 用作低温保存剂。采用PVP产品作辅料的 药物已有上百种。
（1）聚维酮的制备 德国科学家Reppe VP单体催化聚合 N-乙烯基－2－吡咯烷酮－VP 聚合方式：阳离子、阴离子、自由基聚合 引发剂：三氟化硼、氨基化钾和过氧化物 目前： 过氧化物引发自由基聚合，溶液聚合和悬浮聚合 亲水溶剂，温度35－65℃，喷雾干燥.
（三）、卡波沫
（一）来源 是丙烯酸与丙烯基蔗糖交联的高分子聚合物，按粘 度不同分为 934 、 940 、 941 等规格，交联度不高， 微弱交联 化学结构： [CH2-CH]n [C3H2 COOH C12H21O12]m
（二）性质
1.性状 • 是一种吸湿性很强的白色松散粉末，微有特异臭味 2.溶解、溶胀及其凝胶特性 • 具有一定的亲水性，可分散于水，在水中迅速溶胀， 但不溶解，呈弱酸性，表现出很低的粘性。 • 卡波沫常用无机碱和有机碱中和使用，中和后，增 稠作用即时完成，呈水凝胶。 • 利用氢键结合也可实现卡波沫的溶胀与凝胶化作用， 其机理是引入一个羟基给予体。
（3）化学反应性 聚丙烯酸可以被氢氧化钠中和，也可以被氨水、三乙醇胺、 三乙胺等弱碱性物质中和。多价金属的碱中和聚丙烯酸生成 不溶性盐。 在较高温度下，聚丙烯酸可以与乙二醇、甘油、环氧烷烃 等发生醋键结合并形成交联型水不溶性聚合物。
（4）毒性 二者均无毒 3、应用 ① 分散剂－ 将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于 水中不沉淀，用于循环冷却水系统作阻垢分散剂使用，从而 达到阻垢目的； ② 基质、增稠剂、增黏剂－软膏、乳膏外用药剂或化妆品
Hale Waihona Puke Baidu ③ 现代制剂应用
控释制剂: PAA-壳聚糖离子复合物－肽及蛋白质 PAA－聚乙烯醇、聚乙二醇可逆络合物
口服和黏膜制剂：
PAA－聚乙烯醇 PAA－羟丙甲纤维素 巴布膏剂压敏胶： PAA－聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇
（二）、交联聚丙烯酸钠
（1）制备 丙烯酸钠聚合而成，呈胶冻状透明的弹性体 （2）性质 高吸水性树脂材料，在水中不溶，但吸水膨胀 吸水机理：羧酸基团的亲水性，使其可吸引与之配对的可动离 子和水分子，产生很高的渗透压，结构内外渗透压差和聚电 解质对水的亲和力，促使大量水迅速进入树脂内。 （3）应用 外用软膏或乳膏的水性基质；巴布剂的基质的主要材料； 医用尿布、吸血巾等一次性复合卫生材料的主要填充剂
7.其他应用 聚乙烯醇水凝胶还可作为医用导管材料、伤口敷料、传 感器、软角内膜接触镜、手术缝合线。
（六）、聚维酮(聚乙烯吡咯烷酮，PVP，Povidonl)
20世纪30年代聚维酮合成成功，1939年 取得专利,聚维酮可提高血浆胶体渗透压， 增加血容量，它在医药品中可作为血浆代用 品使用，用于外伤性出血及其他原因引起的 血容量减少。
2.最低成膜温度 最低成膜温度(MFT)指树脂胶乳液在梯度加热干燥条件下形 成连续性均匀而无裂纹薄膜的最低温度限,在MFT以下，聚合 物粒子不能发生熔合变形成膜。在含有丙烯酸酯的树脂中， 丙烯酸酯比例越高，MFT越低。 3.机械性质 丙烯酸树脂能够在药上形成具有一定拉伸强度及柔性的独 立薄膜, 主要依赖于分子中酯基与药片表面分子带电负性原 子形成氢键、分子链对药片隙缝的渗透以及包衣液中其他成 分的吸附。
（3）应用 1.黏合剂 对湿、热敏感的药物，如硝酸甘油、阿司匹林等用PVP的 醇溶液造粒，可有效消除水分、干燥温度及时间对药物稳 定性的影响。 对疏水性药物，用其水溶液作黏合剂不但有利于均匀湿 润，而且还能增加药物的溶出度。 2.固体分散剂 PVP与药物小分子共混物中，药物分子填充于PVP大分 子形成的微空间内，提高药物的分散性。 PVP作为难溶药物的固体分散体载体，可以提高难溶药 物的溶解度和溶出速度。
3.粘度 粘度随聚乙烯醇浓度增加而急剧上升，温度升高则粘 度下降。 4.凝胶化 30度以下存放过程中，由于聚乙烯醇凝胶化作用，粘 度逐渐升高，凝胶化。 聚乙烯醇可以与其他高分子（聚丙烯酸、聚乙二醇等） 混合，形成的凝胶兼具两种聚合物的性质。
5.混溶性 与大多数无机盐有配伍禁忌
6.成膜性 具有良好的成膜性
4.缓控释材料 ①卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质。 ②本品可与碱性药物生成盐并形成可溶性凝胶发挥缓释、控释 作用，特别适合与制备缓释液体制剂，如滴眼剂、滴鼻剂等， 同时还可发挥掩味作用。 5.黏膜黏附材料 近年来常利用卡波沫制备粘膜粘附片剂以达到缓释效果，聚 合物大分子链可以与粘膜糖蛋白大分子相互缠绕而维持常长 时间粘附作用，与一些水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好 的效果。
（2）黏度和流变性 黏度：分子链越舒展，黏度越大 流变性：聚电解质效应，类似凝胶 假 塑 性 流 体 行 为
聚合度越高 浓度越大
越强
大分子吸附 固体粒子
（２）黏度和流变性 • 黏性： • 黏度与构象有关． • 分子链越舒展，黏度越大． • PAA及PAA－Ｎa 水溶液 • 属阴离子聚电解质，羧酸根阴离子间静电斥力作用，大分子 伸展，解离度越大－链上电荷密度，黏度越大 • 黏度减小因素： • 降低pＨ值或加入小分子盐 • 本质：－ＣＯＯＨ或－ＣＯＯＮa解离度下降，分子链卷曲， 流体力学阻力下降，黏性减小
（3）应用 1.丙烯酸树脂的安全性 • 它们具有连续的碳氢链结构，在胃内很稳定，不 受消化酶破坏，在体液中溶胀；但不被吸收、不 参与人体生理代谢。口服后以不变的分子形成很 快排出，对人体无害。其广泛应用于片剂、丸剂、 颗粒剂、中药制剂等固体制剂中，是一种优良新 辅料。 2.丙烯酸树脂做骨架材料 • 用作缓释、控释制剂的骨架材料