生物材料做药物缓释载体
丝素在生物医学中的作用
丝素在生物医学中的作用丝素（Silk fibroin）是一种天然蛋白质，由蚕丝腺分泌并形成蚕丝纤维。
它具有优异的力学性能、生物相容性和可降解性，因此在生物医学领域具有广泛的应用潜力。
丝素在生物医学中的作用主要包括作为生物材料、药物载体和组织工程的基质。
首先，丝素作为生物材料有着独特的优势。
丝素具有卓越的机械性能，能够承受高拉伸力，具有良好的柔韧性和延展性。
这使得丝素纤维可以作为缝合线、血管支架和人工肌腱等领域的生物材料。
丝素还具有良好的生物相容性，不会引起明显的免疫反应，可以很好地与宿主组织相容。
此外，丝素易于加工成不同形式的材料，例如膜、纤维和微球等。
这种多样的形式使得丝素可以满足不同应用的需要。
其次，丝素作为药物载体能够延长药物的缓释时间。
丝素可以形成药物包裹纳米纤维或微球，将药物稳定包裹在内部，并通过控制释放速率来延长药物的作用时间。
这种缓释的特性使得药物能够在体内持续释放，并减少药物的毒性和副作用。
丝素作为药物载体还能够提高药物的稳定性，防止药物的氧化和降解。
最后，丝素在组织工程中具有广泛的应用。
丝素纤维可以用于支架的制备，用于细胞培养和组织再生。
丝素支架可以提供细胞附着、增殖和分化所需的支持和方向性。
丝素支架还能够模拟天然组织的结构和力学特性，促进修复和再生。
丝素基质还可以用于三维打印和生物喷射等技术来构建复杂的人工组织，如皮肤、骨骼和血管等。
丝素基质可以为细胞提供合适的生长环境，并促进组织再生和整合。
除了上述作用，丝素还有许多其他可能的应用。
例如，丝素纤维可以用于控制药物的渗透性和口服药物的缓释；丝素薄膜可以用于创面敷料和细胞培养；丝素微球可以用于基因传递和细胞定向培养等。
丝素还可以通过化学修饰来增强其功能和应用范围，如引入生物活性肽序列或改变其降解速率。
总之，丝素在生物医学中具有广泛的应用潜力，包括作为生物材料、药物载体和组织工程的基质。
其独特的机械性能、生物相容性和可降解性使得丝素在这些领域具有独特的优势。
药物缓释载体材料类型及其临床应用
药物缓释载体材料类型及其临床应用
药物缓释载体材料是一种能够延长药物释放时间并提高药物吸
收效率的材料。
随着医学技术的不断发展，药物缓释技术在临床应用中得到了越来越广泛的运用。
本文将介绍药物缓释载体材料的类型及其在临床应用中的具体情况。
目前，药物缓释载体材料主要包括聚合物、纳米材料、生物材料和无机材料等四种类型。
其中，聚合物是常用的载体材料之一，其具有良好的生物相容性、可调控性和生物降解性等特点。
纳米材料则具有较高的比表面积和生物可降解性，能够增强药物的渗透性和稳定性。
生物材料则能够与生物组织兼容，具有良好的生物安全性和生物活性。
无机材料则具有较高的化学稳定性和生物相容性，能够提供良好的生物质量和生物效应。
在临床应用中，药物缓释载体材料主要应用于肿瘤治疗、心血管疾病、神经系统疾病、骨科疾病以及皮肤疾病等领域。
例如，聚乳酸缓释载药微球常用于癌症治疗中，能够延长药物释放时间、提高药物效果，并减少药物副作用。
纳米材料则常用于治疗心血管疾病，如纳米脂质体可以通过靶向性传递药物至病变部位，从而提高药物疗效。
生物材料则常用于治疗神经系统疾病，如神经修复和再生。
无机材料则常用于治疗骨科疾病，如纳米氢氧化钙可以促进骨组织再生。
总之，药物缓释载体材料的类型多样，应用范围广泛，能够提高药物治疗效果并降低药物副作用。
未来，随着材料科学和医学技术的不断发展，药物缓释技术将会得到更广泛的应用和推广。
将水凝胶作为药物缓释载体的研究进展
·综述·将水凝胶作为药物缓释载体的研究进展崔 桓，冯松福，陆晓和（南方医科大学珠江医院眼科，广东 广州 510280）[摘要]在采用传统的给药方式（如口服给药、静脉注射给药等）对患者进行药物治疗的过程中，其体内的药物浓度易出现较大幅度的波动，且需要频繁多次为其给药。
采用这种给药方式一方面会使患者的治疗效果大打折扣，易导致其出现不良反应，另一方面还需要设计出多种药物剂型。
因此，如何制备出具有理想药物缓释性能的药物载体是临床医学和制药学领域重要的研究课题。
药物缓释系统（Drug delivery system，DDS）是近年来医疗领域研究的热点。
水凝胶是药物缓释系统最主要的载体之一。
水凝胶具有良好的生物相容性，能适应人体内的不同环境。
本文主要是介绍将水凝胶作为药物缓释载体的最新研究进展。
[关键词]水凝胶；药物缓释系统；药物载体；席夫碱反应；波聚合；自修复[中图分类号]R944 [文献标识码]A [文章编号]2095-7629-（2020）04-0018-03Advances in the study of hydrogels as sustained-release drug carriersCui Huan,Feng Songfu,Lu Xiaohe(department of ophthalmology, pearl river hospital, southern medical university, Guangzhou Guangdong 510280) [Abstract] In the process of drug treatment for patients with traditional drug administration methods (such as oral administration, intravenous administration, etc.), the drug concentration in their bodies is prone to large fluctuations, and it needs to be administered frequently for many times. On the one hand, this method of drug administration will greatly reduce the therapeutic effect of patients and easily lead to adverse reactions. On the other hand, it is also necessary to design a variety of drug dosage forms. Therefore, how to prepare the drug carrier with the ideal drug sustained release properties is an important research topic in the field of clinical medicine and pharmacy. Drug delivery system (DDS) is a hot topic in recent years. Hydrogel is one of the most important carriers of drug sustained release system. Hydrogels have good biocompatibility and can adapt to different environments in human body. This paper mainly introduces the latest research progress of hydrogels as sustained drug release carriers.[key words] hydrogel; Drug slow-release system; Drug carrier; Schiff base reaction; Wave polymerization; Since the repair水凝胶是高分子单体在交联后形成的一种强吸水材料。
药物缓释载体)
结果：生物降解性合成高分子材料安全、可靠，有良好的生物相容性，成为药物缓释载体的首选材料；壳聚糖作为药物缓释载体在减少给药次数，降低药物毒副作用，提高药物疗效等方面具有重要作用；纳米纤维载体可明显增强药物缓释效果；纤维蛋白生物相容性好, 是良好的药物缓释载体。
壳聚糖：壳聚糖又称甲壳胺，化学名称为(1,4) -2-基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，是自然界中存在的碱性多糖，它由蟹、虾壳中的甲壳素经脱乙酰化反应而得。
作为一种天然高分子多糖，壳聚糖由于其来源广泛，具有良好的生物降解性、生物相容性和无毒性等特性，而被广泛应用在医学、食品、化工、生物过程和环境监测等方面。
而且壳聚糖可与体内外各组织相互作用，自2000年以来，科学家已利用壳聚糖在药物缓释领域取得了积极进展，分别将其制成微球状、膜状、纤维状，使其成为药物缓释的一种重要载体，使之在酶学、细胞学、分子生物学、免疫学等方面有重大作用。
在免疫学方面，大家都知道喜树碱是一种良好的抗癌药物，能很好地抵抗乳腺癌、子宫癌、肺癌等，但由于喜树碱是一种不溶于水的药物，医学家们曾并不看好它作为抗癌药物的发展前景。
但科学家们将喜树碱制作成一种微滴却发挥了很好的抗作用。
如加拿大的Berrada等[11]将超纯的壳聚糖粉末加入到0.1 mol/的盐酸溶液中，然后将喜树碱粉末逐滴地滴入壳聚糖溶液中，辅之以其他方法，得到以壳聚糖为载体的喜树碱水凝胶，然后放入pH 7.4的磷酸缓冲溶液中，通过Hewlett Packard色析仪器分析得出结论，不到5%的喜树碱在第1天被释放出来，13%在前3 d被释放，而在30 d后80%的药物被释放到缓冲溶液中。
他们同时将该凝胶注射到小鼠的肿瘤中，也证明它能有效地抑制肿瘤的增长。
在抗氧化试剂中，儿茶酚虽是一种优良的药物，但当儿茶酚被暴露在人体小肠的碱性环境中时，它会迅速减少。
为了保护儿茶酚不在肠道的碱性环境中减少并提高其在人体血清中的浓度，Zhang等[12]利用壳聚糖作机体，与其他化学物质作用制成胶囊，儿茶酚在模拟的无酶作用的胃环境和肠环境中释放比例分别达到了15.19% 、25.51%、40.24%和37.97%。
阿尔法凝胶技术
阿尔法凝胶技术阿尔法凝胶技术是一项广泛应用于生物医学、生物工程、生物材料等领域的先进技术，它利用凝胶作为载体，在生物体内实现药物缓释、组织工程、细胞培养和生物成像等多种应用。
本文将从阿尔法凝胶技术的原理、应用领域和未来发展趋势等方面展开介绍。
一、阿尔法凝胶技术的原理阿尔法凝胶技术是一种利用水凝胶作为载体，将生物活性物质固定在凝胶结构中，实现对生物体内部的可控释放和作用的技术。
其原理主要包括以下几点：1. 凝胶结构：阿尔法凝胶一般采用具有网络结构的高分子化合物，如天然多糖、合成高分子和蛋白质等，通过物理或化学交联得到三维网状结构。
这种结构既可保持大量的水分子，又能够稳定挂载和释放生物活性物质。
2. 药物缓释：将药物或生物活性物质悬浮或溶解在凝胶中，通过交联稳定化合物后，即形成阿尔法凝胶。
随着凝胶在体内受到生理条件的刺激，如pH值、温度和离子浓度的变化，凝胶的结构会发生变化，从而导致固定在凝胶中的药物释放至周围组织。
3. 可控释放：由于凝胶材料的可塑性和生物相容性，阿尔法凝胶可以在体内稳定存在，并根据需要实现对药物的可控释放，达到治疗效果。
二、阿尔法凝胶技术的应用领域阿尔法凝胶技术具有广泛的应用前景，在生物医学、生物工程、药物载体和医疗器械等领域发挥着重要作用，并在以下方面取得了显著成就：1. 药物缓释：阿尔法凝胶可用于载体药物缓释系统，用于治疗癌症、糖尿病、关节炎等疾病。
尤其对于需要长期服药的患者，阿尔法凝胶能够有效减轻药物的副作用和增加患者的依从性。
2. 组织工程：利用阿尔法凝胶技术，可以构建三维支架用于组织工程，用于修复和再生组织，例如重新生长骨骼、肌肉和软骨等。
3. 细胞培养：在体外细胞培养中，使用阿尔法凝胶能够为细胞提供良好的支持和环境，促进细胞生长和多功能细胞的分化。
4. 生物成像：应用阿尔法凝胶技术可以组合生物活性物质与成像探针，用于体内生物成像和疾病诊断，具有很高的潜在临床应用前景。
生物医用材料—药物释放载体
7.6.4 聚己内酯（PCL）
结构式：
O O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C
n
高分子量的PCL制备方法同聚乳酸（开环聚合）
性质:
⒈ PCL 半结晶态聚合物 , 结晶度约为45%
⒉ 超低玻璃化温度(Tg = -62º C)
和低熔点(Tm =57º C)
⒊ 良好的药物通透性及热稳定性 (分解温度=350º C)
O H OR
H
CH2OR
n R： H
CH3 CH2CH3
n: Polymer degree
性质：
化学稳定性高，不溶于水、甘油和丙醇，可溶 于乙醇，遇强酸易水解。
用途：
适用于多种药物的微囊化载体，但对强酸性 药物不适合。
7.5.4 羟丙甲纤维素(HPMC)：
结构：
H O
H OR H
OR H O H O H
聚腈基丙烯酸烷基酯 聚硅氧烷橡胶 脂肪族聚酯 聚丙烯酸酯 聚酰胺
天然及合成高分子材料对比
天然高分子材料 优点：生物相容性好，无毒副作用
缺点：力学性能较差，药物释放速度不可调控
合成高分子材料
优点：力学性能更好、更全面，药物释放速度可通 过调节高分子载体材料的降解速度来控制，易于对 载体进行修饰 缺点：需要选择生物相容性好且毒副作用小的载体， 这类载体材料的选择范围较窄
7.6.2 聚乳酸均聚物
结构式:
O O CH2 CH3 C
n
合成方程式:
H3C O O
Sn(Oct)2 or ZnCl2
O O CH2 CH3 C
n
degradation
O HO CH2 C CH3 OH
羟基磷灰石晶体
羟基磷灰石晶体羟基磷灰石晶体是一种重要的生物材料，具有广泛的应用领域。
它的独特结构和性质使其成为医学、生物工程和材料科学等领域的研究热点。
本文将介绍羟基磷灰石晶体的结构、特性以及在生物医学领域的应用。
羟基磷灰石晶体属于磷酸盐陶瓷材料的一种，化学式为Ca10(PO4)6(OH)2。
它的晶体结构由磷酸根离子（PO4）和羟基离子（OH）组成，钙离子（Ca2+）嵌入其间。
羟基磷灰石晶体具有多孔性和高比表面积的特点，因此具有良好的生物相容性和生物活性。
羟基磷灰石晶体在生物医学领域有着广泛的应用。
首先，它可以作为人工骨替代材料用于骨缺损修复。
由于其与骨组织有相似的成分和结构，羟基磷灰石晶体可以促进骨细胞的附着和增殖，促进骨再生。
它可以用于填充和修复骨缺损，促进骨折愈合，有效改善骨组织的功能和力学性能。
其次，羟基磷灰石晶体还可以用作药物缓释载体。
由于其多孔结构和高比表面积，羟基磷灰石晶体可以吸附和储存药物，并在体内逐渐释放。
这种缓释方式可以延长药物的作用时间，提高药物的稳定性和生物利用度，减少药物的毒副作用。
因此，羟基磷灰石晶体在药物控释领域具有很大的潜力，可以用于治疗骨疾病、肿瘤等疾病。
此外，羟基磷灰石晶体还可用于生物工程和组织工程领域。
它可以用于细胞培养的支架材料，提供细胞附着和生长的基质。
通过与细胞相互作用，羟基磷灰石晶体可以促进组织修复和再生，在组织工程中可用于构建人工组织和器官。
羟基磷灰石晶体可以与干细胞或其他种类的细胞相结合，形成三维支架结构，提供生长环境和支持。
这种结构可以促进细胞的定向分化和组织形成，实现组织工程的目标。
此外，羟基磷灰石晶体还具有生物活性，可以与体内的生物液体发生反应，并与组织形成化学结合。
这种特性使得羟基磷灰石晶体在骨修复和植入材料的领域得到广泛应用。
它可以与周围组织相融合，促进新骨生成，并最终实现材料与组织的无缝连接。
需要指出的是，尽管羟基磷灰石晶体在生物医学领域具有广泛的应用，但在实际应用中仍面临一些挑战和问题。
药用高分子材料——纳米药物载体技术
纳米药物载体技术用纳米粒子作为药物载体可实现靶向输送、缓释给药的目的, 这是由于小粒子可以进入很多大粒子难以进入的人体器官组织, 如小于50nm 的粒子就能穿过肝脏内皮或通过淋巴传送到脾和骨髓, 也可能到达肿瘤组织。
另外纳米粒子能越过许多生物屏障到达病灶部位, 如透过血脑屏障( BBB) 把药物送到脑部, 通过口服给药可使药物在淋巴结中富集等。
具有生物活性的大分子药物( 如多肽、蛋白类药物) 很难越过生物屏障, 用纳米粒子作为载体可克服这一困难, 并提高其在体内输送过程中的稳定性。
用纳米粒子实现基因非病毒转染, 是输送基因药物的有效途径。
药物既可以通过物理包埋也可以通过化学键合的方式结合到聚合物纳米粒子中。
载有药物的聚合物纳米粒子通常以胶体分散体的形式通过口服、经皮、皮下及肌肉注射、动脉注射、静脉点滴和体腔黏膜吸附等给药方式进入人体。
制备聚合物纳米粒子的方法主要有以下几种: ( 1) 单体聚合形成聚合物纳米粒子; ( 2) 聚合物后分散形成纳米粒子; ( 3) 结构规整的两亲性聚合物在水介质中自组装形成纳米粒子。
1 单体聚合制备的聚合物纳米粒子聚氰基丙烯酸烷基酯( PACA) 在人体内极易生物降解, 且对许多组织具有生物相容性。
制备聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒子采用的是阴离子引发的乳液聚合方法, 通常以OH-为引发剂, 反应一般在酸性水介质中进行, 常用的乳化剂有葡聚糖、乙二醇与丙二醇的嵌段共聚物和聚山梨酸酯等, 具体制备过程见图1。
当反应介质pH 值偏高时, OH-浓度大, 反应速度快, 形成的PACA 分子量低, 以此作为给药载体材料进入人体后, 降解速度太快, 不利于药物缓释。
因此聚合反应介质的pH 值通常控制在1.0~ 3.5 范围内。
图1 聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒子的制备过程PACA 纳米粒子载药的方式有两种: 一是药物与单体一起加入, 药物在聚合反应过程中被包埋在粒子内; 二是聚合反应完成后, 药物通过吸附进入粒子内部。
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原理：
将需负载的药物、高分子材料、磁性物质 溶于溶剂中，经超临界仪器将超临界二氧 化碳渗入溶剂中，溶剂与超临界流体互溶， 溶质与超临界流体不容，超临界二氧化碳 的扩散作用使溶剂稀释膨胀，对原溶质的 溶解能力大大降低，溶液达到过饱和而使 溶质成核析出超细粒子，该过程瞬间完成， 形成纯度高粒径分布均匀的超细微粒
期末生物技术制药ppt报告
题目：生物材料作药物缓释载体
组员：黄永恒/姜学业/周建军/赵志斌
时间：2011年11月21号
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生物材料作药物缓释载体
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2
背景：
“是药三分毒” 我们知道化疗过的病人有 严重的后遗症 例如脱发、口腔溃烂等。我 们也知道病人在服药的过程中药物浓度在 人体内的浓度不可能一直保持不变的。在 服药的前期阶段药物浓度较高，随着时间 的迁移药物在体内的浓度也会随之降低。
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图解：
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此技术存在的问题：
水溶性药物不易进行微粉化 脂溶性药物不易进行包埋
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原因：
因为水与超临界二氧化碳的相容性很差，造 成超临界二氧化碳对水的相溶性不佳，难以 使药物微粉化。（近期出现了一种称为超临 界辅助原子法(SAA)的超临界抗溶剂新方法 可用于解决水溶性药物的微粉化问题）
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3
以上情况导致的结果
传统的口服或注射给药途径往往是血液中的药物 浓度大幅波动，药物有效治疗浓度难以控制，即 有时候超过有效治疗浓度而带来毒副作用，有时 候没有达到治疗浓度从而失去治疗作用。常规投 药后，药物浓度迅速上升的最大值，然后经过代 谢、降解的作用后又迅速降低。因而控制药物浓 度在最小的有效浓度和最大安全浓度之间比较困 难。这种结果不仅使病人承受多次用药带来的痛 苦，无形中也增加了病人的经济负担。
这项技术除了用在化工、医药等行业外，还可
用在烟草、香料、食品等方面。如食品中，可
以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因，可提取大
蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的
鸦片、阿托品、人参素及银杏叶、紫杉中的有
价值成分。可见这项技术在未来具有广阔的发
展前景。
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华桥大学开展此课题情况：
华大化工学院王士斌、陈爱政的课题组正 在进行这方面系统的研究
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药物
负载 （方法：超临界二氧化碳抗溶剂法)
可生物降解高分子材料
(常用聚乳酸-聚乙二醇 PLLA-PEG）
成品
带药高分子微粒
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美中不足
虽然上述方法可以起到缓释的效果，使药 物浓度可以控制在有效的范围内，但是服 药只是在体内任何可能的地方进行缓释释 放，直接作用于病灶上的几率不高，也就 是说只达到了缓释的目的，而没有达到提 高靶向性的目的。
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优点：
提高药品的使用效率，降低治疗成本。 减少服药次数，方便服用对象。 大分子外壳能作为能量供体内消耗。 药品长时间作用于病灶上，疗程时间短。
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具体流程和方法
选用可生物降解的天然或人工高分子材料 作为药物的载体，使药物负载在高分子载 体上，服用后药物载体在体内缓慢降解， 从而缓慢地释放出药物，以此达到缓释的 效果
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有没有一种新的方法
维持药物浓度在合理的治疗范围，要求药 物在一定的时间范围内按一定的速率在体 内缓慢释放以达到有效治疗目的。
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控制给药系统（ controlled release
drug delivery system , CRDDS)
定义：通过物理，化学等方法使药物在一 定时间内，按一定的速率释放药物于特定 的靶位位置使药物能长时间的作用于生命 体，而又不伤害到生命体的正常生理活动， 维持药效持久。
PLLA-PEG）
成品
磁性带药高分子微粒
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磁性带药高分子微粒
磁性带药高分子微球一般为核壳型结构， 有高分子材料作为核，磁性材料作为壳层； 或者将磁性物质的超细粉体组成核，高分 子材料组成壳层；除此之外还有夹心结构 和三明治结构。 ；（药成分布于高分子材 料于磁性物质之间 ）
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药物
关键技术解析
高分子材料多为脂类物资，脂溶性的药物易 溶于高分子材料中不易包埋（三明治结构）， 影响缓释效果。
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前景：
这一技术在香料、色素、药物、化工和环保等 领域有着 广泛的应用。
运用该技术可生产高附加值的产品，可提取过 去用化学方法无法提取的物质，且廉价、无毒、 安全、高效；适用于化工、医药等工业。
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改进
很容易想到如果我们要给已经载上药物的 高分子微粒提高靶向性，可以让它带上磁 性，从而只要对外部环境进行磁性引导， 可使磁性带药高分子微粒直接作用于病灶 上。这样就可以达到缓释释放和提高靶向 性的目的。
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药物
负载 （方法：超 临界二氧化 碳抗溶剂法)
负载
Fe3O4
可生物降解高分子材料 (常用聚乳酸-聚乙二醇
实验室：化工实验楼 A101 B419
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THANK YOU
谢谢观看
洗洗睡吧！！！！！a Nhomakorabea22
负载
（方法：超
负载
临界二氧化
碳抗溶剂法)
可生物降解高分子材料
Fe3 O4
成品
磁性带药高分子微粒
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超临界二氧化碳抗溶剂法（SEDS)
背景：超临界流体具有液体的密度、气体 的粘度，扩散系数较大，流动、渗透和传 递性能良好，具有很强的溶解性。
二氧化碳常被用作超临界气体原因：临界 温度 32摄氏度、临界压力7.4MP，无毒、 无污染、易操作。