药用高分子材料研究与应用
1. 药用高分子材料概述
1.1 概念与分类
1.1.1 概念
- 药用高分子材料是指用于现代药物制剂中，协助主药产生特殊功能的一类材料。
- 这类材料包括控缓释、靶向、黏附等，以及与药品直接接触的生物材料。
1.1.2 分类
- 按来源可分为天然材料、半天然材料和人工合成材料。
- 按稳定性可分为可降解材料和惰性材料。
- 按材料种属可分为无机生物材料、有机高分子生物材料、合金生物材料等。
- 按化学结构可分为聚酯类、乙烯类等。
- 按特殊功能可分为生物可降解材料、药用水凝胶、黏膜黏附材料等。
1.2 研究内容与方法
1.2.1 研究内容
- 计算机设计具有特殊功能材料。
- 合成、分离纯化、表征材料结构性能。
- 从自然界提取新材料。
- 生物工程、微生物发酵研制、提纯。
- 基因工程合成。
- 材料修饰改性。
- 材料与药物之间作用研究。
- 生物学评价。
- 模型药物体外试验。
- 材料与人体组织、体液、细胞相互作用机制研究。
1.2.2 研究方法
- 材料设计：计算机辅助设计，材料合成，材料表征。
- 材料提取：从自然界动植物或海洋生物中提取。
- 材料制备：生物工程、微生物发酵、基因工程。
- 材料改性：材料修饰，材料功能化。
- 材料评价：生物学评价，模型药物试验，组织、体液、细胞相互作用研究。
1.3 药用高分子材料在现代药剂学中的作用
1.3.1 作为物质基础
- 在一二代制剂中，药用高分子材料作为赋形剂、分散剂、黏合剂等。
- 在三四五代制剂中，药用高分子材料作为控缓释载体、靶向给药系统等。
1.3.2 现代剂型中的作用
- 增强和扩大主药作用和疗效，降低毒副作用。
- 改变药物给药途径，提高生物利用度。
- 改变人体局部生理机能，利于药物吸收。
- 改变主药理化性质，适合药效发挥。
- 增强主药稳定性，改善口感和刺激性。
1.4 发展现状与趋势
1.4.1 发展简史
- 20世纪50-60年代，制药工业开始关注药用高分子材料。
- 80年代，开展相关研究，90年代进入临床应用阶段。
1.4.2 发展现状
- 药用生物材料研究人员与药剂工作者脱节。
- 研制成本高，周期长，缺乏吸引力。
1.4.3 发展趋势
- 品种规格多样化，分子结构复杂化，材料功能专一化。
- 专门化、集团化、高技术、高附加值方向发展。
2. 药用高分子材料的特殊性能
2.1 生物相容性
2.1.1 细胞毒性试验
- 通过细胞毒性试验评估材料对细胞的毒性。
2.1.2 动物急性毒性试验
- 通过动物急性毒性试验评估材料对动物的毒性。
2.1.3 动物长期毒性试验
- 通过动物长期毒性试验评估材料对动物的长期影响。
2.1.4 致突、致畸、致癌试验
- 通过致突、致畸、致癌试验评估材料对基因和生殖的影响。
2.1.5 材料稳定性试验
- 通过材料稳定性试验评估材料在环境下的稳定性。
2.1.6 降解性能试验
- 通过降解性能试验评估材料的降解速度和产物。
2.1.7 刺激试验
- 通过刺激试验评估材料对组织的刺激性。
2.1.8 热源试验
- 通过热源试验评估材料是否引起体温升高。
2.1.9 皮肤致敏试验
- 通过皮肤致敏试验评估材料是否引起皮肤过敏。
2.1.10 溶血与血液相容试验
- 通过溶血与血液相容试验评估材料对血液的影响。
2.1.11 植入试验
- 通过植入试验评估材料在体内的长期稳定性。
2.2 稳定性
2.2.1 含义
- 包装材料：在外界环境下保持稳定，不降解或反应。
- 制剂：可降解材料在体内按一定时间降解，不快速释放。
2.2.2 试验方法
- 影响因素试验：高温、高湿度、强光紫外照射。
- 加速试验：加大外界影响因子量。
- 长期试验：在特定环境下保持2年以上。
2.3 控缓释性能
2.3.1 材料渗透性
- 材料对药物分子具有渗透性，如结晶度。
2.3.2 微孔、微通道或微相分离
- 材料内部具有微孔、微通道或能进行微相分离，如致孔剂和相容性差的高分子材料共混或共聚。
2.3.3 溶蚀性
- 材料表面溶蚀，或整体降解。
2.4 靶向性
2.4.1 定义
- 在治疗过程中，把治疗作用或药物效应限定在特定的靶细胞、组织或器官内。
2.4.2 方法
- 被动靶向：改变材料粒径、亲疏水性、负荷性等。
- 主动靶向：连接特定配体与靶细胞受体结合，连接单克隆抗体成为免疫微粒。
- 物理化学靶向：材料对环境变化产生响应，改变释药速率。
2.5 黏附性
2.5.1 黏膜给药系统
- 黏膜黏附材料用于黏膜给药系统，提高药物吸收率。
2.6 智能性
2.6.1 定义
- 当外界环境改变时，材料产生响应，结构与性质发生变化，改变释药速率。
2.6.2 凝胶（水凝胶）
- 凝胶（水凝胶）是一种智能材料，对环境变化产生响应，改变结构与性质。
