聚乙烯醇在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展

1、聚乙烯醇在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展摘要：聚乙烯醇（簡(jiǎn)稱PVA）是一種水溶性高分子聚合物,一般為無(wú)毒材料,具有良好的生物相容性,目前在藥學(xué)方面的應(yīng)用主要集中在膜劑、凝膠劑以及藥物緩控釋給藥系統(tǒng)。本篇綜述主要介紹了聚乙烯醇的性能及其在巴布膏劑、膜劑、凝膠劑、骨架材料等方面的應(yīng)用，并適當(dāng)展望了其在滲透泵型控釋制劑、PVA溶脹控釋系統(tǒng)、微球微囊等各個(gè)方面的應(yīng)用前景。除此以外，列舉或引用了一些國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究成果和結(jié)論,最終指出聚乙烯醇在藥學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展方向和趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：聚乙烯醇；藥學(xué)；應(yīng)用；進(jìn)展1 概述隨著高分子材料科學(xué)和現(xiàn)代藥學(xué)的相互滲透, 高分子材料作為藥物控制釋放載體的應(yīng)用已成為最熱門的研究方向之一1

2、，其中聚乙烯醇就是這方面最為重要的一個(gè)高分子化合物。聚乙烯醇通常由聚醋酸乙烯在甲醇、乙醇或乙酸甲酯等溶劑中進(jìn)行醇解制得。醇解度為98%-100%為完全醇解聚乙烯醇。聚乙烯醇是一種良好的成膜和凝膠材料，廣泛用于凝膠劑、透皮制劑、涂膜劑、膜劑中，也可作為巴布膏劑的基質(zhì)，同樣是理想的助懸劑、增稠劑，是片劑粘合劑和重要的緩釋控釋骨架材料，且以其無(wú)毒無(wú)味, 對(duì)皮膚無(wú)刺激性, 不會(huì)引起皮膚過(guò)敏的較好安全性越來(lái)越引起人們的重視。2 性能PVA具有合成方便、安全低毒、產(chǎn)品質(zhì)量易于控制、價(jià)格便宜、使用方便等特點(diǎn)。 因此,PVA是具有再次開(kāi)發(fā)潛力的優(yōu)良藥用輔料。主要具有以下性能：2.1溶解性 PVA的親水性極強(qiáng)，

3、可溶于熱水或冷水中。水溫越高則溶解度越大,但幾乎不溶于有機(jī)溶劑。除此以外，PVA溶解性與其相對(duì)分子質(zhì)量、醇解度和聚合度有關(guān)一般情況下，相對(duì)分子質(zhì)量越大，結(jié)晶性越強(qiáng)，水溶性越差，但水溶液的粘度相應(yīng)增加。通常情況下，談及對(duì)PVA溶解性的影響,醇解度要大于聚合度，而醇解度在87%-89%之間的水溶性較好，醇解度越高，溶解所需溫度越高?？傮w而言,部分醇解和低聚合度的PVA溶解極快，而完全醇解和高聚合度的PVA則溶解較慢。PVA溶解過(guò)程是分階段進(jìn)行的,即:親和潤(rùn)濕-溶脹-無(wú)限溶脹-溶解。2.2水溶液性質(zhì)及混溶性PVA水溶液為非牛頓流體，當(dāng)聚乙烯醇的濃度增加時(shí)，溶液黏度急劇上升；當(dāng)溫度升高，黏度下降。與此

4、同時(shí)，PVA水溶液具有一定的表面活性。一般規(guī)律：醇解度越低，殘存的乙?；蕉啵砻鎻埩υ降停榛芰σ蚕鄬?duì)越強(qiáng)。PVA水溶液可與多種水溶性聚合物混合，其中與部分聚合物混合可形成凝膠，例如硼砂或硼酸水溶液與PVA水溶液混合時(shí)可發(fā)生不可逆的凝膠化現(xiàn)象。2.3成膜性 PVA 具有良好的成膜性能。將一定質(zhì)量的聚乙烯醇放入去離子水中,在90溶解 后降溫至室溫,過(guò)濾、脫泡,然加入一定濃度的戊二醛水溶液和一定當(dāng)量濃度的硫酸少許作催化劑,攪拌均勻,靜止脫泡后的涂膜液在潔凈的聚四氟乙烯板上成膜。用紅外燈光照，交聯(lián)一段時(shí)間。最后,將膜從聚四氟乙烯板上揭下,在170短時(shí)間熱處理后,即得交聯(lián)聚乙烯醇膜2。膜的機(jī)械性能

5、優(yōu)良, 膜的拉伸強(qiáng)度隨聚合度、醇解度升高而增強(qiáng)，另外，加入甘油、多元醇等可以起到增塑作用從而進(jìn)一步改善膜的柔韌性。聚乙烯醇薄膜是一種水溶性薄膜, 具有極好的吸濕性、阻氧性（干燥條件下），也可耐有機(jī)溶劑和耐油性, 且可生物降解,不污染環(huán)境3。 2.4其它PVA為結(jié)晶性聚合物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為85，且聚乙烯醇與親水性的纖維素有很好的粘接力，一般情況下,聚合度、醇解度越高,粘接強(qiáng)度越強(qiáng)4。熱裂解實(shí)驗(yàn)表明，PVA聚合度越低,重量減少越快;醇解度越高,分解時(shí)間越短。安全性試驗(yàn)證明PVA一般為無(wú)毒材料，濃度高達(dá)10%時(shí)對(duì)皮膚和眼睛無(wú)刺激性,日本和美國(guó)等已批準(zhǔn)其作為一種安全的外用輔料，較多用于醫(yī)藥和食品工

6、業(yè)。3 應(yīng)用綜上所述，PVA各方面性能優(yōu)良,在醫(yī)藥制劑中可作為口服制劑、局部用制劑、經(jīng)皮給藥制劑的輔料，也可用于制作微型膠囊的囊材、膜劑和涂膜劑的成膜材料等,應(yīng)用效果良好。3.1在巴布膏劑中的應(yīng)用目前我國(guó)對(duì)中藥巴布膏劑的研究還不夠深入，以PVA為基質(zhì)的巴布膏劑產(chǎn)品不多,但也有了一些文獻(xiàn)報(bào)道。研究表明，巴布膏劑的粘合劑中，聚乙烯醇與聚乙烯吡咯烷酮對(duì)巴布膏皮膚黏附性有明顯的改善5。此外，因?yàn)榘筒几鄤┦且运苄愿叻肿踊衔锘蛴H水性物質(zhì)為基質(zhì),所以聚乙烯醇也可作巴布膏劑的骨架(載體)材料,承載藥物,防止藥物逸散。例如五倍子巴布劑,主要基質(zhì)的配比為PVAPVP(聚乙烯吡咯烷酮)填充劑=21.52,制得的

7、五倍子巴布劑粘性、剝離性、穩(wěn)定性均良好,臨床使用方便,無(wú)刺激與致敏性。其他如杏錢巴布劑、五行散、巴布劑等,也選用了PVA作為主要基質(zhì)。隨著對(duì)巴布膏劑研究的不斷深入,相信PVA在巴布膏劑中會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。3.2用作膜劑的成膜材料PVA是一種良好的成膜材料，廣泛用于膜劑、涂膜劑中。膜劑是藥物溶解或混懸于合成材料(如PVA)或天然材料(如明膠)中,經(jīng)涂膜干燥、分劑量而制成的一種含藥薄膜。例如以替硝唑和中藥紫草、當(dāng)歸提取物為主要成分, PVA17 -88及CMC -Na 為成膜材料制成的口腔膜劑,其涂膜性、膜韌性均適宜, 成品不翻卷、不易脫落。有實(shí)驗(yàn)表明:聚乙烯醇的成膜性好于其他的成膜材料，成膜材

8、料形成的骨架不溶解，從而延長(zhǎng)了膜劑在口腔中的停留時(shí)間, 也起到緩釋藥物的作用。其他如蘆薈膜劑、丹皮酚口腔藥膜、雙黃連膜劑等也選用了PVA作成膜材料。涂膜劑, 為采用有機(jī)溶劑溶解成膜材料(如火棉膠)或采用其他成膜材料與藥物制成的一種外用劑型。中藥涂膜劑是近年來(lái)中藥制劑領(lǐng)域中研制開(kāi)發(fā)的一種新劑型,其特點(diǎn)是:制備工藝簡(jiǎn)單；使用時(shí)涂于患處,形成藥膜保護(hù)創(chuàng)面,且耐磨性能良好,不易脫落；不需包扎,容易洗脫而不污染衣服,患者樂(lè)于接受。膜的形成減少了皮膚表面水分的蒸發(fā),以促進(jìn)藥物透過(guò)角質(zhì)層緩慢釋放,更好地發(fā)揮治療作用6。涂膜劑的成膜材料種類很多,應(yīng)用較廣泛的是PVA類,國(guó)內(nèi)一般使用的PVA型號(hào)為05-88,1

9、7-88,124等3種規(guī)格。復(fù)方喜樹(shù)堿涂膜劑是以PVA和羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)為成膜材料制成的。以PVA05-88為成膜材料制備的土槿皮涂膜劑,性質(zhì)穩(wěn)定,涂在皮膚上能迅速成膜,膜片不易脫落,且PVA可直接與中藥醇提液以任意比例混合。涂膜劑不僅應(yīng)用于外科,還為“內(nèi)病外治”開(kāi)辟了一條新途徑。3.3在凝膠型制劑中作基質(zhì)聚乙烯醇是一種良好的凝膠材料，廣泛用于凝膠劑的制備中。凝膠又名膠凍,其基質(zhì)是由天然或合成的水溶性高分子物質(zhì)組成。凝膠按照分散相介質(zhì)的不同而分為水凝膠、醇凝膠和氣凝膠等。高分子水凝膠是線性高分子鏈通過(guò)交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 再經(jīng)過(guò)大量溶劑溶脹形成的一種膠態(tài)物質(zhì)7，而水凝膠基質(zhì)可增

10、加皮膚角質(zhì)層的水合程度，促進(jìn)藥物的皮膚滲透。又因?yàn)樗怯伤苄苑肿咏?jīng)過(guò)交聯(lián)后形成的，能夠在水中溶脹并且保持大量水分而不溶解的膠態(tài)物質(zhì)。所以除了具備一般水凝膠的性能外, 還憑借低毒性、機(jī)械性能良好、吸水量大和生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)備受人們青睞。凝膠用于藥物制劑,可以延長(zhǎng)藥物與病灶部位的接觸時(shí)間,有利于提高藥物的利用度；當(dāng)凝膠材料與水或消化液接觸時(shí),形成凝膠屏障而具有控釋作用。當(dāng)凝膠材料與水或消化液接觸時(shí),形成凝膠屏障而具有控釋作用。PVA是水溶性和吸水易溶脹的聚合物,且升高溫度對(duì)PVA膜的遇水溶脹起到一定促進(jìn)作用8。在37下,水解度為96(mol)%和97.5(mol)% PVA,其體積膨脹率可達(dá)到

11、500%,且它的膨脹能受溶脹控制劑的抑制，因此,可將其制成溶脹控釋給藥系統(tǒng)。該控釋系統(tǒng)的釋藥速率由藥片中PVA的含量、溶脹控制劑的含量、藥片的包覆膜的組分和包封情況決定。在藥物釋放的開(kāi)始階段,藥物的釋放速率由膜的滲透性決定,當(dāng)膜因PVA溶脹而脹破后,藥物的釋放速率由PVA基質(zhì)控制。另外，可以采用互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)合成互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠IPN(HPCHS-PVA）。經(jīng)研究表明，互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠具有良好的pH及溫度敏感性,并且對(duì)模型藥物利巴韋林具有良好的控制釋放作用,有可能作為載體用于藥物釋放的智能控制。采用CMC-Na 和PVA-124 作為混合型親水性凝膠基質(zhì)制得的丹皮酚凝膠,涂展性好、凝膠與皮膚表面能很

12、好地藕合、能形成彈性膜、使用舒適、藥物穩(wěn)定性好并有緩釋作用。以明膠、瓊脂、淀粉、CMC-Na等制成的凝膠型制劑,一般均有成品成型性差或韌彈性不夠等缺點(diǎn),而用聚乙烯醇凝膠作為載體,制備的止咳祛痰貼膏(咳泰),具有優(yōu)良的成型性、脫模性、充填性、韌彈性等優(yōu)點(diǎn),聚乙烯醇凝膠可望成為凝膠型制劑的優(yōu)良載體。3.4片劑的骨架材料PVA因其綜合性能優(yōu)良，也被經(jīng)常用來(lái)制作部分片劑的骨架材料，其在緩釋、控釋藥物方面有顯著的表現(xiàn)。近幾年以來(lái)，人們利用熱、反復(fù)冷凍以及醛化等交聯(lián)手段相繼制備不溶性PVA凝膠，反復(fù)研究了其在藥物控制釋放、經(jīng)皮吸收等方面的機(jī)理，雖然研究還不夠深入具體，但已經(jīng)為聚乙烯醇在藥學(xué)領(lǐng)域的緩釋控釋應(yīng)

13、用開(kāi)辟了極為廣泛的前景，也為解決胰島素不能口服給藥等一系列的難題提供了技術(shù)條件，相信不久的將來(lái)，PVA骨架的應(yīng)用將是一大熱門。3.5其他劑型PVA是較理想的助懸劑、增黏劑以及增稠劑，在各種眼用制劑中應(yīng)用廣泛，濃度在0.25%-3.0%范圍內(nèi)，可以起到潤(rùn)滑劑、保護(hù)劑的作用，顯著延長(zhǎng)藥物與眼組織的接觸時(shí)間。此外，通過(guò)聚乙烯醇中活潑氫-OH的反應(yīng)活性，通過(guò)共價(jià)鍵或離子鍵的方式，將藥物分子緊緊結(jié)合到聚乙烯醇的側(cè)鏈上，制得高分子-藥物結(jié)合物，增強(qiáng)代謝，降低毒副作用。同時(shí)，也可用于軟膏、糊劑、發(fā)型膠。因?yàn)镻VA無(wú)毒且具有優(yōu)良的粘接性能,在藥物制劑的生產(chǎn)和研究中,也常被用來(lái)作片劑的粘合劑。據(jù)報(bào)道，適量的硼砂

14、作為交聯(lián)劑對(duì)于聚乙烯醇粘合劑和聚乙烯醇縮甲醛粘合劑具有很強(qiáng)的增稠作用,并可使這類粘合劑的粘合力大大增加9。4 展望目前, 應(yīng)用于制劑領(lǐng)域的PVA規(guī)格不多,PVA在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,也還主要集中在某些外用劑型。但是隨著研究的進(jìn)一步深入與拓展,以及醫(yī)學(xué)尤其是藥學(xué)領(lǐng)域劑型、藥效需求不斷提高10，PVA在藥學(xué)現(xiàn)代化的應(yīng)用渠道也會(huì)隨之不斷翻新，不斷發(fā)展。4.1在滲透泵型控釋制劑中的應(yīng)用我們可以利用滲透壓原理制備口服滲透泵片和滲透植入劑,它們均基本符合在患者體內(nèi)零級(jí)恒速釋放藥物的要求,也是迄今為止,控釋制劑中最為理想的一種11。美國(guó)在1970年已有商品名為OROS的滲透泵片劑上市。除藥物外,組成滲透泵片的材

15、料還需要半透膜包衣材料等。選擇適宜規(guī)格的PVA,使其本身無(wú)活性、在胃腸液中不溶解、易成膜、對(duì)水有滲透性但不能透過(guò)離子或藥物,即能作為滲透泵片的優(yōu)良的半透膜包衣材料。對(duì)合成藥的滲透泵型控釋制劑,國(guó)內(nèi)外已有較多研究。4.2制備載藥微球我們可以采用乳化聚合法制備的5-氟尿嘧啶(5-Fu)PVA微球。此外,在酸催化條件下，可以利用不同濃度的戊二醛來(lái)制備不同交聯(lián)密度PVA 載藥微球。這樣，就可以通過(guò)改變交聯(lián)密度來(lái)達(dá)到控制微球釋藥速率的目的。這種微球成球性良好,表面光滑,無(wú)豁連,具有良好的分散性和單分散性。隨著PVA濃度增大,其豁度增大,微球粒度增大；PVA濃度越高,微球粒徑均方差越大,微球單分散性變差1

16、1。盡管藥學(xué)領(lǐng)域PVA微球技術(shù)尚不成熟，但是合成藥物PVA微球的制備研究,為制備PVA 微球提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。4.3制備載藥微膠囊微膠囊是指把分散的固體物質(zhì)、液滴或氣體完全包封在一層致密膜中形成微膠囊,使進(jìn)入體內(nèi)的藥片在胃或腸中適時(shí)發(fā)生最佳療效,避免服用一些水溶性藥物后過(guò)早發(fā)生作用。通常致密膜是由天然或合成高分子材料制成 ,作為藥物載體材料的PVA就是一類常用的致密膜材料12。4.4制備PVA溶脹控釋系統(tǒng)鑒于PVA為吸水易溶脹的特點(diǎn),可將制成溶脹控釋給藥系統(tǒng)。這種控釋系統(tǒng)的釋藥速率由藥片中PVA的含量、溶脹控制劑的含量、藥片的包覆膜的組分和包封情況決定。在藥物釋放的開(kāi)始階段, 藥物的釋放速率

17、由膜的滲透性決定,當(dāng)膜因PVA溶脹而脹破后,藥物的釋放速率由PVA基質(zhì)控制，且與濃度梯度有一定關(guān)系。值得注意的是，該給藥系統(tǒng)幾乎以零級(jí)恒速釋放藥物溶液；給藥一段時(shí)間之后,藥物即能達(dá)到迅速釋放的效果；且從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看來(lái)，在患者體內(nèi)可顯示并維持長(zhǎng)效而平穩(wěn)的血藥濃度。這就意味著PVA溶脹控釋系統(tǒng)極有可能成為長(zhǎng)效型制劑。從這個(gè)角度來(lái)看，PVA溶脹控釋給藥系統(tǒng)無(wú)疑為制備現(xiàn)代化藥物劑型開(kāi)辟了新的道路。5結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)短短幾十年的研究,聚乙烯醇在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到了相當(dāng)大的發(fā)展。目前看來(lái)，也已經(jīng)成為世界上產(chǎn)量最大的水溶性聚合物16。而且，也得益于PVA制造技術(shù)的不斷革新,其應(yīng)用領(lǐng)逐漸從藥學(xué)領(lǐng)域開(kāi)始擴(kuò)展到食品領(lǐng)

18、域，正在越來(lái)越多、越來(lái)越廣泛地服務(wù)于廣大人民。但歸根結(jié)底PVA還是在藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景更引人注目，令人格外期待。參考文獻(xiàn)：1 翟延飛，譚福能，隋衛(wèi)平. 羥丙基殼聚糖-聚乙烯醇凝膠的制備與釋藥性能J.濟(jì)南大學(xué)（自然科學(xué)版）2009,23（02）：170-1732 陳俸榮，陳洪鈁. 交聯(lián)聚乙烯醇膜滲透蒸發(fā)分離乙二醇-水混合物的溶解選擇性與滲透選擇性的關(guān)系J.高校化學(xué)工程學(xué)報(bào).1996,10（02）：190-1933 肖良建，陳慶華.聚乙烯醇改性及降解研究進(jìn)展 .J.塑料制造.2009，(08)：62-634 張韻慧，李寧，許建辰，肖莉. 聚乙烯醇在中藥劑型中的應(yīng)用J.中國(guó)中藥雜志.2004，29（

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