高分子材料在藥學中應用 2

1、高分子材料在藥學中的應用 主講人：羅雙燕 欒珊珊 （藥學121班)簡介1.高分子化合物，簡稱高分子，是分子量很高分子化合物，簡稱高分子，是分子量很高的一類化合物。常用高分子的分子量高高的一類化合物。常用高分子的分子量高達達1041062.藥用高分子材料：藥用高分子材料： 是具有生物相容性且經(jīng)過安全性評價的應用于藥物制劑的一類高分子輔料。 主要指在藥物制劑中應用的高分子材料主要指在藥物制劑中應用的高分子材料或者是藥品包裝用高分子材料?；蛘呤撬幤钒b用高分子材料。藥用高分子由來與發(fā)展 我國是醫(yī)藥文明古國，中草藥用于治療生物體疾病的歷史十分悠久，天然藥用高分子的使用要比西方國家早得多。 東漢張仲景（

2、公元142219）在傷寒論和金匱要略中記載的栓劑、洗劑、軟膏劑、糖漿劑及臟器制劑等十余種制劑中，首次 記載了采用動物膠汁、煉 蜜和淀粉糊等天然高分子 為多種制劑的賦形劑，并 且至今仍然沿用。 早在公元前1500年開始，人們就開始有意識地利用植物和動物治病。高分子化合物在醫(yī)藥中的應用雖然也有相當長的歷史，但早期使用的都是天然高分子化合物,如樹膠、動物膠、淀粉、葡萄糖、甚至動物的尸體等。 3.藥物制劑中應用高分子材料的作用藥物制劑中應用高分子材料的作用 主要用于提高藥劑的穩(wěn)定性、增強藥劑在主要用于提高藥劑的穩(wěn)定性、增強藥劑在貯藏或應用時的安全和有效；提高藥物的貯藏或應用時的安全和有效；提高藥物的生

3、物利用度和藥效，改善藥物的成型加工生物利用度和藥效，改善藥物的成型加工性能，改變給藥途經(jīng)以開發(fā)新藥、實現(xiàn)智性能，改變給藥途經(jīng)以開發(fā)新藥、實現(xiàn)智能給藥。能給藥。4.作為藥用分子必須具備的條件1）.本身及分解產(chǎn)物應無毒，不會引起炎癥和組織變異反應，無致癌性。2）.進入血液系統(tǒng)的藥物不會引起血栓。3）.具有水溶性，能在體內(nèi)水解為具有藥理活性的基團。4）.能有效到達病灶處，并積累一定濃度。5）.口服藥劑的高分子殘基能通過排泄系統(tǒng)排出體外。6）.對于導入方式進入循環(huán)系統(tǒng)的藥物，聚合物主鏈必須易降解，使其有可能排出體外或者被人體吸收。5、藥用高分子材料的分類、藥用高分子材料的分類（1）按用途分類）按用途分

4、類 制劑中應用的高分子材料制劑中應用的高分子材料 包裝用的高分子材料包裝用的高分子材料 高分子藥物高分子藥物（2）按來源分類）按來源分類 天然高分子：蛋白質類，多糖類，天天然高分子：蛋白質類，多糖類，天然樹膠然樹膠 半合成高分子：纖維素衍生物半合成高分子：纖維素衍生物 合成高分子合成高分子天然藥用高分子多糖多糖糖基苷鏈連接蛋白質蛋白質淀粉淀粉纖維素纖維素阿拉伯膠阿拉伯膠果膠果膠海藻酸甲殼素L-氨基氨基酸化合酸化合物物明膠明膠白蛋白白蛋白動物原料制取化學組成結構單元其他甲殼素簡介 甲殼素是一種天然高分子聚合物，屬于氨基多糖，分子量一般在106左右 在自然界中廣泛存在于低等生物菌類，藻類的細胞，節(jié)

5、支動物蝦、蟹、昆蟲的外殼，軟體動物（如魷魚、烏賊）的內(nèi)殼和軟骨，高等植物的細胞壁等121世紀多糖的研究最有希望的是甲殼素 甲殼素每年生命合成資源可達億噸，是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源，是人類取之不竭的生物資源生物合成量僅次于纖維素的第二大天然高分子小甲殼大功效 殼聚糖的基本特性： 生物活性：抑菌、免疫等 生物相容性 生物可降解性 無毒歸因于螯合作用帶來的功能-絮凝劑保濕劑堿性（正電荷）帶來的生物醫(yī)學功能生命第六要素（蛋白質、脂肪、糖、礦物質、維生素五大生命要素之后）藥用甲殼素應用：片劑的稀釋劑，以改善藥物的生物利用度及壓片的流動性、崩解性和可壓性。植入劑的載體，在體內(nèi)具有可降解性?？?/p>

6、釋制劑的賦形劑和控釋膜材料。微囊和微球的囊材?？拱┧幬锏膹秃衔?。外科手術縫合線。 2003年，美軍攻打伊拉克的時候，士兵的急救包里都有一塊特殊的急救布，這塊布在傷口輕輕一敷，血立即止住了。這個神奇的急救包被稱為“神奇的小布袋”。 讀者文摘臺灣版2008年2月報道有一種新型止血繃帶面世，名為抑血繃帶，以蝦蟹殼的有機物質殼寡糖制成，能促使血球凝結。一片10厘米見方的繃帶可在30秒內(nèi)把涌血的傷口止住。據(jù)美軍記錄，在戰(zhàn)場大量出血的病例中，已有九成以上使用了抑血繃帶而止血或減少流血。小甲殼大功效殼聚糖轟動世界的新聞報道北京青年報2001年1月18日報道， 1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸后，當時的日

7、本醫(yī)生和俄羅斯的醫(yī)生曾經(jīng)用殼聚糖治療387名核污染患者殼聚糖廣泛的抑菌性，抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿菌、白色念珠菌等，消炎止血、促進傷口愈合 主要的高分子藥物 具有藥理活性的高分子藥物。它們本身具有藥理作用，斷鏈后就失去藥性，是真正意義上的高分子藥物。 低分子藥物的高分子化。采用吸附、共聚、嵌段和接枝等方法將低分子藥物與高分子結合，從而克服低分子藥物在體內(nèi)新陳代謝速度快，半衰期短，體內(nèi)濃度下降快等缺點，有效的提高了療效。 注：半衰期指血漿藥物濃度降低一半所需要的時間。聚合物型藥物 聚合物型藥物是指某些在體內(nèi)可以發(fā)揮藥效的聚合物，主要包括葡聚糖、纖維素衍生物和離子交換樹脂類。 （1）葡聚

8、糖類聚合物藥物 以右旋糖酐為例 用于抗動脈硬化和抗凝血 劑，還可以作為抗癌藥物 的增效劑。（2）離子交換樹脂型藥物以降膽敏為例 主要用于降低膽固醇，臨床作為降血脂藥。另外還有降膽寧、降葡胺的作用，離子型聚合物還具有殺菌，抗病毒 和抑制癌細胞生長的作用小分子藥物的高分子化 定義：用化學方法直接將小分子藥物通過高分子化過程制成高分子藥物。 作用：延長藥物的作用時間和較小排毒副作用。 小分子藥物經(jīng)過高分子化后，有時藥效會發(fā)生變化，甚至可以大大提高藥物活性。聚合物型長效藥物制劑 定義：通過適宜的方法延緩藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代定義：通過適宜的方法延緩藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排出等過程，從而達到

9、延長藥物作用時間的目的的制謝和排出等過程，從而達到延長藥物作用時間的目的的制劑。劑。 （1）減小藥物有效成分的溶出速度：）減小藥物有效成分的溶出速度： 將藥物制成溶解度小的鹽或者脂類；將藥物制成溶解度小的鹽或者脂類； 與高分子化合物生成難溶性復合物；與高分子化合物生成難溶性復合物； 將藥物包藏在高分子膠體中。將藥物包藏在高分子膠體中。 （2）減小藥物的釋放速度：）減小藥物的釋放速度： 使用半透性或難溶性高分子材料將小分子藥物包裹；將藥使用半透性或難溶性高分子材料將小分子藥物包裹；將藥物與可溶脹聚合物混合。物與可溶脹聚合物混合。藥用高分子包裝材料 藥品包裝的重要性藥品包裝的重要性 保證質量、保證

10、穩(wěn)定性、方便貯運、促進銷售保證質量、保證穩(wěn)定性、方便貯運、促進銷售 藥品包裝材料的種類及特點藥品包裝材料的種類及特點 玻璃類；玻璃類； 金屬類；金屬類； 高分子材料類高分子材料類 一、幾類藥用高分子包裝材料一、幾類藥用高分子包裝材料 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚乙烯聚乙烯 聚丙烯聚丙烯 聚苯乙烯聚苯乙烯 聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯 聚碳酸酯聚碳酸酯 聚氯乙烯的主要特性如下聚氯乙烯的主要特性如下 性能可調(diào)性能可調(diào) 化學穩(wěn)定性好化學穩(wěn)定性好 阻氣、阻油性好，阻濕性稍差阻氣、阻油性好，阻濕性稍差 光學性能較好，可制成透光性、光澤度皆好的制品。光學性能較好，可制成透光性、光澤度皆好的制品。 耐熱

11、性較差耐熱性較差 。 本身無毒，但應控制殘留氯乙烯單體在本身無毒，但應控制殘留氯乙烯單體在5 5ppmppm以下，用以下，用作作 包裝材料時其殘留氯乙烯必須控制在包裝材料時其殘留氯乙烯必須控制在1 1ppmppm以下。以下。聚氯乙烯的應用聚氯乙烯的應用 硬質聚氯乙烯：藥片、膠囊的水泡眼吸塑薄膜、藥硬質聚氯乙烯：藥片、膠囊的水泡眼吸塑薄膜、藥 瓶、藥盒瓶、藥盒 軟質聚氯乙烯：輸液袋的主要材料軟質聚氯乙烯：輸液袋的主要材料應應用用 一般一般PVC PVC 環(huán)氧乙烷滅菌環(huán)氧乙烷滅菌滅菌要求滅菌要求: : 軟質軟質PVC PVC 熱壓滅菌熱壓滅菌(115)(115) 硬質硬質PVC 2.5MardPV

12、C 2.5Mard射線照射滅菌射線照射滅菌（二）聚乙烯（二）聚乙烯（polyethylene ,PE)polyethylene ,PE)2nCH CHClClCH2 CH2產(chǎn)量最大，應用最廣的塑料產(chǎn)量最大，應用最廣的塑料純純PEPE樹脂無臭、無毒樹脂無臭、無毒, ,外觀呈乳白色的蠟狀固體，不溶于水，常外觀呈乳白色的蠟狀固體，不溶于水，常溫下也不溶于其他溶劑溫下也不溶于其他溶劑加成反應加成反應分子結構為線型或支鏈型結構，結構簡單規(guī)整、對稱性好、易于結晶，材料柔分子結構為線型或支鏈型結構，結構簡單規(guī)整、對稱性好、易于結晶，材料柔軟性好，不易脆化。軟性好，不易脆化。分子中無活性反應基團又無雜原子，因

13、此化學穩(wěn)定性極好，在常溫下幾乎不與分子中無活性反應基團又無雜原子，因此化學穩(wěn)定性極好，在常溫下幾乎不與任何物質反應。常溫下不溶于任何一種已知的溶劑。任何物質反應。常溫下不溶于任何一種已知的溶劑。聚乙烯有優(yōu)良的耐低溫性能，且在低溫下性能變化極小。聚乙烯有優(yōu)良的耐低溫性能，且在低溫下性能變化極小。阻濕性好，但具有一定的阻濕性好，但具有一定的透氣性透氣性。熱封性好。熱封性好。由于聚乙烯分子無極性，極性油墨等對其附著力較差，導致適印性不好，故在由于聚乙烯分子無極性，極性油墨等對其附著力較差，導致適印性不好，故在印刷前應進行表面處理。印刷前應進行表面處理。 優(yōu)優(yōu)防潮性能好；防潮性能好；缺缺能透過氧氣能透

14、過氧氣性能：性能：（二）聚乙烯（二）聚乙烯（polyethylene ,PE)polyethylene ,PE)表表 聚乙烯的分子結構、結晶度和密度聚乙烯的分子結構、結晶度和密度聚乙烯品種聚乙烯品種 每每10001000個碳原子主鏈中個碳原子主鏈中 結晶度（結晶度（% %） 密度（密度（g/mlg/ml） 支鏈的數(shù)目支鏈的數(shù)目 高壓高壓PEPE（低密度）低密度） 20 2035 6435 6465 0.9165 0.910.92 0.92 中壓中壓PEPE（高密度）高密度） 2 23 93 0.953 93 0.950.960.96低壓低壓PEPE（高密度）高密度） 3 35 845 8487

15、 0.9487 0.940.950.95 （二）聚乙烯（二）聚乙烯（polyethylene ,PE)polyethylene ,PE)密度增加，材料變硬，扭變性和熔融溫度升高，滲透性下降，耐熱、密度增加，材料變硬，扭變性和熔融溫度升高，滲透性下降，耐熱、寒性好，抵抗應力破裂的性能減弱。寒性好，抵抗應力破裂的性能減弱。對氣體阻隔性對氣體阻隔性 較弱較弱 較強較強抗拉強度抗拉強度 較低較低 較高較高柔軟性柔軟性 較好較好 較差較差伸長率、沖擊強度伸長率、沖擊強度 較高較高 較低較低應應 用用 薄膜包裝薄膜包裝 容器材料容器材料比較比較滅菌要求滅菌要求: :射線照射滅菌、射線照射滅菌、環(huán)氧乙烷滅菌

16、環(huán)氧乙烷滅菌LDPE HDPELDPE HDPE 二、高分子包裝材料中常用添加劑二、高分子包裝材料中常用添加劑 增塑劑增塑劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑潤滑劑潤滑劑抗氧劑抗氧劑抗靜電劑抗靜電劑二、高分子包裝材料中常用添加劑二、高分子包裝材料中常用添加劑 增塑劑增塑劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑潤滑劑潤滑劑抗氧劑抗氧劑抗靜電劑抗靜電劑 要求：揮發(fā)性、遷移性和溶浸性很低，無毒、與藥物無相互作用等。要求：揮發(fā)性、遷移性和溶浸性很低，無毒、與藥物無相互作用等。 作用：提高塑料制品的柔軟性、彈性、抗沖擊性和耐寒性，適用于作用：提高塑料制品的柔軟性、彈性、抗沖擊性和耐寒性，適用于制備輸液袋、輸血袋、食品袋。制備輸液袋、輸血袋、食品袋。

17、常用增塑劑：鄰苯二甲酸酯、磷酸酯、脂肪族二元酸酯、枸櫞酸酯常用增塑劑：鄰苯二甲酸酯、磷酸酯、脂肪族二元酸酯、枸櫞酸酯和聚氧乙烯類等。和聚氧乙烯類等。二、高分子包裝材料中常用添加劑二、高分子包裝材料中常用添加劑 增塑劑增塑劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑潤滑劑潤滑劑抗氧劑抗氧劑抗靜電劑抗靜電劑 作用：抑制聚合物在加工和使用中因熱、光的作用而引起的降解或變色。作用：抑制聚合物在加工和使用中因熱、光的作用而引起的降解或變色。 常用穩(wěn)定劑：常用穩(wěn)定劑：PVCPVC、硬脂酸皂類、月桂酸皂類、蓖麻油酸皂、螯合劑、硫醇硬脂酸皂類、月桂酸皂類、蓖麻油酸皂、螯合劑、硫醇等。等。二、高分子包裝材料中常用添加劑二、高分子包裝材料中常

18、用添加劑 增塑劑增塑劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑潤滑劑潤滑劑抗氧劑抗氧劑抗靜電劑抗靜電劑終止終止分解分解作用：能代替易受氧化分解的聚合物與氧反應，防止或推遲氧對聚合物的影響，抑作用：能代替易受氧化分解的聚合物與氧反應，防止或推遲氧對聚合物的影響，抑制聚合物氧化。制聚合物氧化。常用抗氧劑：常用抗氧劑： 酚類和芳基促胺等抗氧劑酚類和芳基促胺等抗氧劑 氧化降解。氧化降解。 正磷酸酯、含硫化合物等正磷酸酯、含硫化合物等 非游離基型穩(wěn)定非游離基型穩(wěn)定 化合物化合物 二、高分子包裝材料中常用添加劑二、高分子包裝材料中常用添加劑 增塑劑增塑劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑潤滑劑潤滑劑抗氧劑抗氧劑抗靜電劑抗靜電劑作用：作用： 消除靜電，防止

19、包衣過程中小丸相互吸引成團和防止薄膜制品吸附灰塵、消除靜電，防止包衣過程中小丸相互吸引成團和防止薄膜制品吸附灰塵、水分。水分。常用抗靜電劑：常用抗靜電劑： 季銨類、吡啶鹽、咪唑衍生物等陽離子表面活性劑季銨類、吡啶鹽、咪唑衍生物等陽離子表面活性劑二、高分子包裝材料中常用添加劑二、高分子包裝材料中常用添加劑 增塑劑增塑劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑潤滑劑潤滑劑抗氧劑抗氧劑抗靜電劑抗靜電劑作用：作用：改進塑料熔體的流動性能，減小熔體與加工機械表面之間的摩擦力，提改進塑料熔體的流動性能，減小熔體與加工機械表面之間的摩擦力，提高光潔度。高光潔度。常用潤滑劑：常用潤滑劑： 硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸、石蠟、液體石蠟、低分

20、子量聚丙烯等。硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸、石蠟、液體石蠟、低分子量聚丙烯等。三、常見藥用高分子包裝三、常見藥用高分子包裝 單層藥袋單層藥袋復合藥袋復合藥袋特殊包裝特殊包裝泡罩包裝泡罩包裝中空容器中空容器三、常見藥用高分子包裝三、常見藥用高分子包裝 單層藥袋單層藥袋復合藥袋復合藥袋特殊包裝特殊包裝泡罩包裝泡罩包裝中空容器中空容器 顆粒劑最常用的包裝形式。一般選用高密顆粒劑最常用的包裝形式。一般選用高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。三、常見藥用高分子包裝三、常見藥用高分子包裝 單層藥袋單層藥袋復合藥袋復合藥袋特殊包裝特殊包裝泡罩包裝泡罩包裝中空容器中空容器圖片圖片 外層外

21、層為紙、鋁箔、尼龍、聚酯、拉伸聚丙烯為紙、鋁箔、尼龍、聚酯、拉伸聚丙烯等高熔點熱塑性材料或非塑性材料。等高熔點熱塑性材料或非塑性材料。 內(nèi)層內(nèi)層為未拉伸聚丙烯、聚乙烯等低熔點熱塑為未拉伸聚丙烯、聚乙烯等低熔點熱塑性材料。性材料。三、常見藥用高分子包裝三、常見藥用高分子包裝 單層藥袋單層藥袋復合藥袋復合藥袋特殊包裝特殊包裝泡罩包裝泡罩包裝中空容器中空容器 用于片劑、膠囊劑和安瓿的新穎的復用于片劑、膠囊劑和安瓿的新穎的復合包裝形式，俗稱合包裝形式，俗稱“水泡眼水泡眼”或稱鋁塑包或稱鋁塑包裝。裝。 常用塑料有聚氯乙烯、聚乙烯和聚苯常用塑料有聚氯乙烯、聚乙烯和聚苯乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯等。乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯等。 常用鋁塑材料有鋁箔與聚氯乙烯、聚常用鋁塑材料有鋁箔與聚氯乙烯、聚丙烯等聚合物的復合薄膜。丙烯等聚合物的復合薄膜。三、常見藥用高分子包裝三、常見藥用高分子包裝 單層藥袋單層藥袋復合藥袋復合藥袋特殊包裝特殊包裝泡罩包裝泡罩包裝中空容器中空容器 采用注射吹塑或擠出吹塑方法在一定采用注射吹塑或擠出吹塑方法在一定形狀模具上制得的瓶、管、罐、桶、盒等形狀模具上制得的瓶、管、罐、桶、盒等包裝形式，多用于藥片、膠囊、軟膏、液包裝形式，多用于藥片、膠囊、軟膏、液體藥劑的分裝。體藥劑的分裝。 常用材料有高（低）壓聚乙烯、聚丙常用材料有