藥用高分子可降解材料

藥用高分子可降解材料前言第2頁,共22頁，2024年2月25日，星期天生物降解材料介紹生物可降解材料主要是指分子鏈中含有不穩(wěn)定的化學鍵,在體內(nèi)能被化學降解或酶解成小分子,且降解的中間產(chǎn)物或最終代謝產(chǎn)物與機體具有良好的生物相容性的高分子材料。天然和改性天然生物可降解材料在現(xiàn)代藥劑學中的應(yīng)用,開發(fā)出具有特殊療效的藥物新劑型,在減輕病人的痛苦,提高生命質(zhì)量中發(fā)揮著越來越重的作用,成為材料科學與藥劑學研究的熱點。第3頁,共22頁，2024年2月25日，星期天不穩(wěn)定的化學鍵這些材料的特點是高聚物鏈中都含有可被水或酶分子作用的不穩(wěn)定鍵（labilebonds）,如:酯鍵（－CO－O－），酰胺鍵（－CO－NH－），遇水易被水解；酚類，烯醇類，芳胺類，吡唑酮類，遇體內(nèi)過氧化物易被氧化降解；偶氮鍵（-N=N-），遇到偶氮還原酶發(fā)生偶氮鍵斷裂等。第4頁,共22頁，2024年2月25日，星期天按來源分類第5頁,共22頁，2024年2月25日，星期天生物可降解材料用于注射制劑與埋植制劑—一方面可使藥物達到近似一級或零級釋放,另一方面藥物釋放結(jié)束后,材料在體內(nèi)代謝吸收或排出體外,無需手術(shù)取出.

第6頁,共22頁，2024年2月25日，星期天材料降解與藥物從制劑中釋出的機制材料降解與藥物從制劑中釋出的機制1.降解材料的類型、化學結(jié)構(gòu);2.水解或酶解反應(yīng)動力學—是優(yōu)先表面降解(非均一降解),還是整體均一降解,或者二者兼之;3.劑型設(shè)計—藥物是包埋整體系統(tǒng),或者是包裹的儲庫系統(tǒng),或者是藥物鍵接于聚合物.第7頁,共22頁，2024年2月25日，星期天表面降解與本體降解表面降解和本體降解是聚合物降解的兩種基本形式表面降解(surfacedegradation)—降解只發(fā)生在材料表面,又稱為非均勻降解(heterogeneousdegradation)本體降解(bulkdegradation)—聚合物內(nèi)部與外部以同樣的速率發(fā)生降解，又稱均一降解（homogeneousdegradation）實際情況一般是兩種降解機制兼而有之,只是某種機制占優(yōu)勢而已.

第8頁,共22頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)聚合物中不穩(wěn)定鍵所處的位置不同，降解可分為5種類型：第9頁,共22頁，2024年2月25日，星期天五種類型簡介類型1：不穩(wěn)定鍵是主鏈骨架的一部分，鍵斷裂時產(chǎn)生小分子可溶性聚合物片段，包埋的活性劑A釋放；類型2：不穩(wěn)定鍵為支鏈并連有疏水基團R，鍵斷裂時釋出疏水基團R，導致聚合物溶解與活性劑A釋放；類型3：聚合物存在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，不穩(wěn)定鍵斷裂，釋放出活性劑A與可溶性聚合物碎片。其大小取決于交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中可水解鍵的密度；類型4，5：活性劑A可直接連于聚合物的主鏈或支鏈，這兩種類型又叫聚劑.第10頁,共22頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)生物可降解材料舉例第11頁,共22頁，2024年2月25日，星期天天然高分子膠原膠原是人體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì),膠原具有生物相容性和弱的免疫原性,為動物膠原用于治療人類某些疾病提供了依據(jù),并且具有高度親水性、透氧性等優(yōu)點。1976年美國食品及藥物管理局正式批準醫(yī)用膠原材料應(yīng)用于臨床。膠原膜可解決非水溶性藥物的局部給藥問題,可將非水溶性藥物顆粒均勻分散在膠原基質(zhì)中,制成混合藥膜型系統(tǒng)(又稱整體系統(tǒng))。第12頁,共22頁，2024年2月25日，星期天膠原膠原Fujioka等設(shè)計了高濃度膠原溶液的制備方法,首先將低濃度的溶液凍干成海綿狀,然后再讓膠原海綿吸水膨脹,經(jīng)揉捏后可以得到質(zhì)量分數(shù)30%以上高濃度的均相的膠原凝膠。最后這種膠原凝膠成型為薄膜作為藥物控制釋放材料,以干擾素為研究對象,發(fā)現(xiàn)72h內(nèi),干擾素均能以持續(xù)速度釋放,并且其釋放速率隨膠原凝膠的濃度增加而降低Kay等首先以膠原海綿為載體成功制備5-FU或博萊霉素植入劑,用2種植入劑治療實行青光眼濾過術(shù)的家兔,可以明顯延長濾過泡的壽命和降低眼內(nèi)壓。第13頁,共22頁，2024年2月25日，星期天殼聚糖殼聚糖殼聚糖是廣泛存在于植物細胞壁和甲殼類動物及昆蟲中的甲殼素脫乙?；a(chǎn)物,其降解產(chǎn)物無毒,且能被生物體完全吸收,還可以抗菌、抗酸、抗凝血、抗?jié)?可阻止或減弱藥物在胃中的刺痛作用,抑制癌細胞轉(zhuǎn)移等。殼聚糖作為藥物緩釋材料的劑型已有殼聚糖膜、殼聚糖微球、殼聚糖納米粒、殼聚糖微囊、殼聚糖片劑或顆粒等。第14頁,共22頁，2024年2月25日，星期天殼聚糖納米粒子殼聚糖納米粒子殼聚糖納米粒子作為藥物控釋載體具有超微小的體積,是直徑在10～500nm之間的固態(tài)膠態(tài)粒子。殼聚糖膜納米粒子制取目前多采用凝聚法或沉淀法、共價交聯(lián)法、離子交聯(lián)法、乳滴聚結(jié)法。Banerjee等采用凝聚法制得了可用于蛋白質(zhì)藥物釋放的交聯(lián)殼聚糖納米粒子。經(jīng)靜脈注射在老鼠、兔子體內(nèi)后,發(fā)現(xiàn)殼聚糖納米?？煞植荚谛呐K、肝、腎、囊尾、脊椎內(nèi)且能在血液中保留一定時間。Hu等利用共價交聯(lián)法制備了粒徑介于50～400nm的殼聚糖/聚丙烯酸復合型納米載體,對胰島素體外釋放表明,這些載藥納米微粒能提供10d的連續(xù)釋放,且具有pH敏感特性,尤其適合用作藥物在腸道內(nèi)的控制釋放。第15頁,共22頁，2024年2月25日，星期天可降解合成大分子聚丙交酯（polylactide）或聚乳酸(polylacticacid,PLA)研究與應(yīng)用最多，疏水材料，不溶于水，易溶于CH2Cl2,CHCl3等有機溶劑.1977年開始用作控釋藥物的載體與醫(yī)用手術(shù)縫線.1997年被美國FDA批準用作藥用輔料，用于制備注射用微球，微囊混懸劑。第16頁,共22頁，2024年2月25日，星期天聚乳酸化學結(jié)構(gòu)聚乳酸化學結(jié)構(gòu)乳酸化學結(jié)構(gòu)中有不對稱碳原子，存在旋光異構(gòu)。有D-聚乳酸，L-聚乳酸和D,L-聚乳酸。前兩種屬高結(jié)晶度聚合物，結(jié)晶度在37%左右，Tm約180℃，Tg約67℃；而D,L-聚乳酸為無定形聚合物，Tg約57℃。無定形態(tài)的D,L-聚乳酸，成膜性能較好。第17頁,共22頁，2024年2月25日，星期天聚乳酸的用途聚乳酸的用途低分子量的PLA主要用于材料改性時的添加劑.高分子量的PLA一般分子量為幾十萬到幾百萬，主要用作人體支撐材料.中等分子量（一般1萬到10萬），較適合作為藥物的載體。第18頁,共22頁，2024年2月25日，星期天聚乳酸的合成聚乳酸的合成利用單體丙交酯，在引發(fā)劑存在下開環(huán)聚合，主要引發(fā)劑有四苯化錫，二乙基錫，鋅酸錫等親核物質(zhì)，在130-170℃，真空條件下聚合。第19頁,共22頁，2024年2月25日，星期天聚乳酸的降解聚乳酸的降解聚乳酸降解較快，降解速率與分子量大小，結(jié)晶度高低有關(guān)。分子量高，結(jié)晶度高的降解慢。降解從無定形區(qū)開始，降解形成的短鏈段可重排成結(jié)晶。隨著降解過程，結(jié)晶度增高.約3周后結(jié)晶區(qū)開始降解，強度減弱，60天左右，50%酯鍵斷裂，但無失重現(xiàn)象出現(xiàn)。第20頁,共22頁，2024年2月25日，星期天聚乳酸的降解聚乳酸水解最終產(chǎn)物為CO2和水，中間產(chǎn)物乳酸是人體正常代謝產(chǎn)物，故生物相容性好。高分子量的L-聚乳酸埋植入人體后，最