药用高分子材料学

《药用高分子材料学》中国医药科技出版社厚德明志笃学力行面向21世纪课程教材《药用高分子材料学》是适应现代药学的发展和教学需要，于20世纪90年代在我国建立起来的一门崭新的学科。它的产生和发展得到国家医药行政部门的极大重视。药用高分子材料学、生物药剂学、物理药学、制剂工程学是现代药剂学的主要基础专业。多种新型药用高分子材料的出现，在促进药物制剂的发展中起了举足轻重的作用。近10年来，我国要用高分子材料的发展取得了很大成就，但与国际市场产品相比还有很大差距，这无疑是即将到来的21世纪我国药物制剂方面面临的挑战。本书为教育部推荐的“面向21世纪课程教材”，是教育部“高等医药院校面向21世纪教学内容和课程体系改革研究和实践”项目中的“药剂学教学内容和体系改革”课题的研究成果。全书结构完整，内容新颖，叙述简明扼要。《药用高分子材料学》厚德明志笃学力行课程简介课程简介主讲教师刘文教授主讲：绪论第二章高分子化学第三章高分子材料的物理化学性质徐剑讲师主讲：第一章概论第四章药用天然高分子材料第五章药用合成高分子材料刘毅副教授主讲：第六章药用高分子包装材料《药用高分子材料学》厚德明志笃学力行《药用高分子材料学》厚德明志笃学力行绪论主讲教师：刘文第一部分绪论概述厚德明志笃学力行历史沿革：药物制剂领域中，聚合物的应用具有久远的历史。聚合物的应用1930年以前1930年以后第一阶段：人类的远古时代至1930年。第二阶段：1930年高分子被承任至今。绪论概述厚德明志笃学力行人类的远古时代，在谋求生存和与疾病斗争的过程中，广泛地利用天然的动植物来源的高分子材料，如阿胶的生产原料驴皮就是天然高分子材料。明朝大医药家李时珍在《本草纲目》中说：“阿胶，本经上品,弘景曰:‘出东阿,故名阿胶’”。东阿县做为阿胶发祥地，利用天然高分子生产阿胶已有两千多年的悠久历史。绪论厚德明志笃学力行此外，淀粉、多糖、蛋白质、胶质和粘液汁等天然的高分子材料在传统的药剂中是不可缺少的粘合剂、赋形剂、乳化剂、助悬剂，在我国古代的医药典籍中己屡见不鲜。胶原蛋白水解图胶原蛋白的结构类似绳索，由无数根胶原纤维束所组合而成。胶原蛋白最基本的单位为原胶原，是由三条多胜肽链所组成的，而此三条多胜肽链则以平行及链间的氢键紧密地结胶原蛋白的结构与特性合在一起，形成稳定的三股螺旋结构。明胶的制备过程就是三螺旋结构水解的过程。1920年德国人史道丁格(Standinger)发表了划时代的文献“论聚合”。他提出了“高分子”、“长链大分子”的概念。史道丁格学说在1932年法拉第学会上得到公认。他预言了一些含有某些官能团的有机物可以通过官能团间的反应而聚合，比如聚苯乙烯、聚甲醛等，后来都得到了证实。为了表彰他的杰出贡献，1953年72岁的他登上了诺贝尔化学奖的领奖台。史道丁格是高分子科学的奠基人。绪论概述厚德明志笃学力行高分子科学的奠基人H.Standinger博士绪论厚德明志笃学力行1930年高分子概念被承认后，合成的高分子材料大量涌现，它在药剂工业方面的应用日益广泛，显示了高分子材料的重要性。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。聚维酮(聚乙烯吡咯烷酮，PVP，Povidonl)聚维酮在医药上有广泛的应用，为国际倡导的三大药用新辅料之一。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。绪论厚德明志笃学力行剂型含PVP成分PVP含量(%)主要作用片剂PVP-K300.5～5黏合、增溶、赋形颗粒PVP-K300.5～5黏合、增溶、赋形包衣剂PVP-K300.5～2药片（丸）外衣，成膜剂胶囊PVP-K301～2帮助成粒，保护剂，蹦解剂共沉淀剂PVP-K15——提高溶出速度注射剂PVP-K155～15助溶、分散口服液PVP-K15，K60——分散、增稠服用药片PVP-K30，K902～10增加药效、减少刺激杀菌消毒剂PVP-I——杀菌、消毒、减少毒性、刺激性含片PVP-K30，K6-0.5～5赋形、缓释PVP在药学领域中的应用绪论概述厚德明志笃学力行高分子药物制剂药用辅料药用高分子材料学中药制剂学？绪论概述厚德明志笃学力行近年来，人类生存环境的不断恶化，导致了疾病的多样性和复杂化三十年，科学技术的发展使人们对药物和剂型的认识不断深入这就决定了药物制剂的多样性、精密性、控释性、靶向性绪论厚德明志笃学力行表现在药物制剂的发展经历了四个时代：第一代：简单加工口服与外用的膏丹丸散第二代：片、颗粒剂、胶囊、注射剂第三代：药物传递系统(缓控释制剂、前体与透皮给药制剂）第四代：靶向制剂第一代：普通丸剂国家药典委员会专家张志芬教授指出：“药物传递系统(drugdeliverysystem,DDS)的出现是现代药剂学领域中现代科学技术进步的结晶。”而这一结晶的出现很大程度依赖于高分子材料。第二代：普通胶囊第三代：缓释制剂第四代：脂质体绪论概述厚德明志笃学力行缓释制剂，控释制剂与普通制剂的差异：普通制剂的C-t图缓控释制剂的C-t图最小中毒剂量最小中毒剂量最小有效浓度最小有效浓度概述绪论厚德明志笃学力行高分子材料在透皮吸收制剂中的作用药物透皮吸收新剂型[美]A.F.基多尼厄斯主编郑俊民主译科学出版社“开发透皮吸收系统需要对聚合物作出合理的选择，特定药物及一些活性物质在聚合物的扩散必须具有我们希望的渗透速度”。在这些制剂中，药用高分子材料几乎成为药物在传递、渗透过程中不可分割的重要组成部分，可以说缓控释制剂的发展虽然与制药设备的不断更新有关系，但起主要作用的是药用高分子材料的开发和应用。概述绪论厚德明志笃学力行药用高分子材料是新制剂开发和研究的重要桥梁学科结论:绪论概述厚德明志笃学力行了解和熟悉药用高分子材料的基本知识，已成为药物制剂技术人员在设计新药、减少生产的疑难问题、缩短处方设计和开发时间等方面的迫切需要。高分子材料具有什么性质？性质稳定性成型性溶解性渗透性成膜性粘着性增粘性润湿性膨化性相容性降解性绪论一课程的目的和任务厚德明志笃学力行本课程的目的：使学生了解高分子材料学的最基本理论和药剂学中常用的高分子材料的结构，物理化学性质，性能及用途，并能初步应用这些基本知识来理解和研究高分子材料在一般药物制剂、控释制剂及缓释制剂中的应用。1.高分子材料的一般知识；合成反应及化学反应；高分子材料的化学特性和物理、力学性能。2.药用高分子材料的来源、生产、化学结构、物理化学性质和应用。区别：高分子材料与高分子药物高分子药物即把生理活性物质用化学的方法挂接到高分子上，使其达到持续释放和定位释放药物的目的，或本身具有强烈活性的高分子化合物。厚德明志笃学力行绪论（一）药用辅料与药用高分子材料的关系广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂。一课程的目的和任务药用辅料：其中具有高分子特征的辅料，一般被称为药用高分子辅料。厚德明志笃学力行绪论*长久以来，人们都把辅料看作是惰性物质，随着人们对药物由剂型中释放、被吸收的性能的深人了解，现在人们己普遍认识到：羟丙纤维素：是一种多用途的非离子型纤维素衍生物，主要用作固体制剂崩解和粘合剂，它粗糙的结构与药物和颗粒之间有较大的镶嵌，可明显提高片剂硬度，同时，由于它的粉末有较大的表面积和孔隙率，故能快速吸水膨胀，用于片剂时，使片剂快速崩解，从而加速药物的溶出度，提高生物利用度。辅料有可能改变药物从制剂中释放的速度或稳定性，从而影响其生物利用度。厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用（二）药用高分子材料的分类情况分类天然高分子如蛋白质，多糖天然树胶半合成高分子如淀粉纤维素的衍生物合成高分子如热固性树脂热塑性树脂来源传统剂型中应用高分子材料缓控释和靶向制剂应用的高分子材料包装用的高分子材料用途厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用（三）药用辅料与药用高分子材料的关系国际药用辅料协会(PEC)对药用辅料的定义是：药用辅料是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分，它的作用有：1.在药物制剂制备过程中有利于成品的加工。2.加强药物制剂稳定性，提高生物利用度或病人的顺应性。4.增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。3.有助于从外观鉴别药物制剂。厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用（三）高分子材料作为药物载体的先决条件1．适宜的载药能力；2．载药后有适宜的释药能力；3．无毒、无抗原性，并具有良好的生物相容性。4．为适应制剂加工成型的要求，还需具备适宜的分子量和物理化学性质。不溶性骨架片释药过程厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用以下将分别从6个方面介绍文献报道过的一些重要的药用高分子材料在药物制剂中的应用。厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用1．作为片剂和一般固体制剂的辅料口服固体制剂辅料粘合剂稀释剂崩解剂润滑剂包衣材料其中包衣材料：第一类肠溶衣材料：肠溶性材料是耐胃酸、在十二指肠很易溶解的聚合物，如：醋酸纤维素酞酸酯。第二类水溶性包衣材料：有海藻酸钠、明胶、桃胶、淀粉衍生物、水溶性纤维素衍生物等，另加入泊洛沙姆或聚乙二醇具有共混增塑等作用。厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用2．作为缓释、控释制剂的辅料（1）用于扩散控释的材料。扩散控释包括膜控和骨架控释。常用的有纤维素衍生物，壳多糖，乙烯/醋酸乙烯共聚物，硅橡胶等。微孔膜包衣片释药原理厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用（2）溶解、溶蚀或生物降解的材料以及能形成水凝胶的材料。常用的有交联羧甲基纤维素钠，羟丙甲纤维素，聚乙二醇，聚乙醇酸，聚乳酸，聚乙醇酸/聚乳酸共聚物，聚己内酯，交联聚维酮，黄原胶等，这一类聚合物具水溶性、水不溶性或生物降解性等不同性质，药物释放机理通过水膨化层的扩散、高分子链的松弛或高分子链的断裂等作用。溶蚀与扩散、溶出结合示意图厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用（3）具有渗透作用的高分子渗透膜它们具有不同的水蒸气透过性，以下按每25um厚的膜，24h水蒸气的透过量(g/100cm2)的大小顺序列出：聚乙烯醇，聚氨酯，乙基纤维素，醋酸纤维素，醋酸纤维素丁酸酯，流延法制的聚氯乙烯，挤出法制的聚氯乙烯，聚碳酸酯，聚氟乙烯，乙烯/醋酸乙烯共聚物，聚酯，聚乙烯涂层的赛璐玢，聚偏二氯乙烯，聚乙烯，乙烯/丙烯共聚物，聚丙烯，硬质聚氯乙烯。膜-储库型透皮吸收制剂示意图背衬层药物储库控释膜压敏胶皮肤厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用（4）离子交换树脂此类高分子载体系用于离子药物的控制释放，离子交换树脂是由聚电解质(即带有大量离子基团的高分子)交联而成，具水不溶性。树脂+--药物-+X-→树脂+--X-+药物-树脂---药物++Y+→树脂---Y++药物+离子交换树脂示意图目前药用的有波拉克林交换树脂(即二乙烯苯/甲基丙烯酸钾共聚物,英文名polacrilinpotassium，商品名AmberliteIRP)等。离子交换树脂具有阳离子或阴离子交换性能。厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用2.作为缓释、控释制剂的辅料1.用于扩散控释的材料。2.溶解、溶蚀或生物降解的材料以及能形成水凝胶的材料。4.用于离子交换树脂的材料。3.具有渗透作用的高分子渗透膜。3.作为液体制剂或半固体制剂的辅料属于这类的高分子材料有纤维素的酯及醚类，卡波沫，泊洛沙姆，聚乙二醇，聚维酮等，它们可作共溶剂、脂性溶剂、助悬剂、胶凝剂、乳化剂、分散剂、增溶剂和皮肤保护剂等。厚德明志笃学力行绪论二高分子材料在药剂学中的应用4．用作新型给药装置的组件这类聚合物为水不溶性，有乙烯，醋酸乙烯共聚物，聚酚胺，硅橡胶，对苯二甲酸树脂，聚三氟氯乙烯和聚氨酯树脂等。5.作为生物粘着性材料属于这类的高分子材料有纤维素醚类(羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠),海藻酸钠，聚卡波菲，聚乙烯醇及其共聚物，聚维酮及