高分子材料在药物制剂中的应用研究

药物制剂的性质和质量取决于所选用的高分子材料及其与药物之间的相互作用。药物从制剂中的释放行为，如释放速度、释放部位、释放方式（如脉冲释放等）取决于所选用高分子材料的性质。新型药物制剂或给药系统的设计和研究取决于新型药用高分子材料的开发。

药用高分子材料，依据它们的用途一般可分为三大类：①在传统剂型中应用的高分子材料；②控释、缓释制剂和靶向制剂中应用的高分子材料；③包装用的材料。

药用高分子材料按材料的来源分类有：①天然高分子材料，如蛋白质类（如明胶等）、多糖类（如淀粉、纤维素）、天然树胶（如阿拉伯胶等）等；②半合成高分子材料，如淀粉、纤维素的衍生物（如羧甲基淀粉、羟丙基纤维素）等；③合成高分子材料，如热固性树脂、热塑性树脂等。按材料的稳定性分类有：可降解生物材料和惰性材料。

药用高分子材料按材料的种属分类有：无机生物材料、有机高分子生物材料、合金生物材料、微生物合成材料和生物技术合成生物材料等。

药用高分子材料按材料的特殊功能分类有：药用水凝胶材料、黏膜黏附性材料、双亲（亲水亲油）生物材料、离子聚合物及其复合物、生物可降解材料和惰性生物材料等。

药用高分子材料按给药系统（Drug Delivery System，DDS）分类有：控释给药系统（controlledor sustained release DDS）、微粒工程给药系统（particle engineering DDS）、靶向给药系统（targeting DDS）、智能给药系统（intelligent DDS）、经皮给药系统（transdermal DDS）、黏膜给药系统（mucosal DDS）、植入给药系统（implanting DDS）、多肽蛋白疫苗类药物给药系统（peptide，protein and vaccine DDS）和基因治疗给药系统（DNA DDS for gene therapy）。其中，微粒工程给药系统包括微球给药（microspheres or microcapsules）、纳米球或纳米囊给药（nanospheres or nanocapsules）、脂质体给药（liposome）、大分子胶束给药（macromolecule micelles）等。另外，还可依据材料的化学结构分类。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。

1.作为片剂和一般固体制剂的辅料

口服固体制剂（如片剂和胶囊剂等）在临床中应用的最为广泛，一般在市售药物剂型中的比例占到80％以上，制备过程中常加入以下5类高分子材料充当稀释剂、黏合剂、崩解剂、润滑剂和包衣材料。

（1）稀释剂：微晶纤维素、粉状纤维素、糊精、淀粉、预胶化淀粉等。

（2）合剂：淀粉、预胶化淀粉、聚维酮、甲基纤维素、琼脂、海藻酸、卡波姆、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、糊精、乙基纤维素、瓜尔胶、羟丙甲纤维素等。

（3）崩解剂：海藻酸、微晶纤维素、明胶、交联聚维酮、羧甲基淀粉钠、干淀粉、预胶化淀粉等。

（4）润滑剂：聚乙二醇等。

（5）包衣材料：传统的片剂是用糖浆包衣，废时而且耗能较大，而薄膜包衣操作简单，高分子材料的衣膜只要加20～100μm厚就具有封闭孔隙和使粗糙表面变光滑的作用，并且也具有一定的防潮作用。常用的薄膜包衣材料可分为两类：

（i）肠溶性包衣材料：肠溶性材料是耐胃酸且在十二指肠易溶解的聚合物。常用的肠溶性包衣材料有丙烯酸树脂等。

（ii）水溶性包衣材料有海藻酸钠、明胶、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则具有共混增塑等作用。(www.xing528.com)

2.作为缓释、控释制剂的辅料

高分子材料在现代药剂学中的重要用途之一是作为药物传递系统的组件、膜材和骨架，药用高分子材料的发展促进了药物制剂技术的突飞猛进，通过合成、改性、共混和复合等方法，一些高分子材料在分子尺寸、电荷密度、疏水性、生物相容性、生物降解性和增加智能官能团等方面呈现出理想的特殊性能，尤其是在缓、控释制剂的开发应用中。缓、控释给药的机制一般可分为5类：扩散、溶解、渗透、离子交换和高分子接枝。以下就前4类传递系统常用的高分子材料分别介绍如下：

（1）具有渗透作用的高分子渗透膜。这类高分子渗透膜具有不同的水蒸气透过性，按照每25μm厚的膜24h水蒸气的透过量（以g/100cm2为单位）可以进行排序，从大到小的顺序依次为聚乙烯醇（0.155）、聚氨酯（0.046～0.155）、乙基纤维素（0.12）、醋酸纤维素（0.06～0.12）、醋酸纤维素丁酸酯（0.078），流延法制得的聚氯乙烯（0.016～0.031），挤出法制得的聚氯乙烯（0.009～0.016）、聚碳酸酯 .012）、聚氟乙烯（0.005）、乙烯/醋酸乙烯（0共聚物（0.002～0.005）、聚酯（0.003）、聚偏二氯乙烯（0.002）、聚乙烯（0.001）、乙烯/丙烯共聚物（0.001）、聚丙烯（0.001）、硬质聚氯乙烯（0.001）。

（2）用于扩散控释的材料。扩散控释包括膜控释和骨架控释。常用的有纤维素衍生物、壳多糖、胶原、尼龙、聚烷基氰基丙烯酸酯、聚乙烯、乙烯/醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯和硅橡胶等。

（3）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、微晶纤维素、甲壳素、明胶、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、交联聚维酮和黄原胶等，这一类聚合物具有水溶性、水不溶性或生物降解性等不同的性质，药物释放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。

（4）离子交换树脂。离子交换树脂由能解离成大量离子基团的高分子聚电解质交联而成，可用于离子药物的控制释放，具有水不溶性，根据其解离反离子的电性不同可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。目前用于药物制剂的离子交换树脂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polacrilin potassium，商品名AmberliteIRP）等。

3.作为液体制剂或半固体制剂的辅料

这类高分子材料有纤维素衍生物、卡波姆、泊洛沙姆、聚乙二醇和聚维酮等，充当制剂中的基质、助悬剂、胶凝剂、乳化剂、分散剂、增溶剂和皮肤保护剂等。

4.作为生物黏附性材料

生物黏附性是指天然或合成的药用高分子材料所具有的能够黏附到腔道黏液或上皮细胞的能力，将具有生物黏附性的药用高分子材料与药物混合能显著增强药物与黏膜接触的紧密性和持久性，常见的这一类高分子材料有纤维素醚类（羟丙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠）、海藻酸钠、卡波姆、聚卡波非（polycarbophil）、聚乙烯醇及其共聚物、聚维酮及其共聚物、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠及聚异丁烯共混物等。

5.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。

6.用作药物产品的包装材料

属于这类的高分子材料有高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、氯乙烯和偏氯乙烯共聚物等。