微凝胶在药物控制释放系统中的应用
3中药缓控释给药系统常用辅料
1 3中药缓控释给药系统的常用辅料 在进行缓控释制剂处方设计时，为达到理想的治疗效果，应先根据药物动力学原理，调节速释和缓释部分的剂量，然后根据处方中缓释材料延效的药剂学原理，借助缓释材料的特殊性质，选择合适的材料，使药物按设计的要求释放，以达到延效的目的。控释材料与缓释材料有许多相同之处，通过改变药物结合或混合的方式或工艺，可表现出不同的释药特性。不同给药途径，所需缓控释材料的种类和特性也不相同。 为满足缓控释制剂的释药特性，应充分考虑缓控释制剂的适用范围及影响药物释放的因素，还应根据不同的给药途径和不同的形式要求，合理地选择缓控释材料。 按照辅料的性质将其分为三类：水凝胶、生物降解聚合物、离子交换树脂
3.1水凝胶 水凝胶(hydrogel)是一些高聚物或共聚物吸收大量水分形成的溶胀交联状的半固体，其交联方式有共价键、离子键、范德华力和氢键。这些聚合物可以是水溶性的，也可以是水不溶性的。水溶性凝胶在有限溶胀条件下保持凝胶状态，过量水存在时，发生溶解。而水不溶性凝胶只能吸收有限的水分，溶胀而不溶解。 水凝胶对低分子溶质具有较好的透过性，有优良的生物相容性及较好的重现性，具有缓控释性能，很容易合成，近年来已广泛用于各类缓控释给药系统。水凝胶主要通过发生水化作用形成起屏障效应的凝胶控制药物的释放速度，调节不同性能的材料与药物用量间的比例可以得到不同释药速率的制剂。水凝胶还可以用于生物粘附制剂中，因其有较好的生物相容性，通过生物粘附作用长时间粘附于粘膜，从而延长药物的作用时间和控制药物的释放速率。 水凝胶可分为以下五类：①天然胶：明胶、果胶、海藻酸盐、角叉菜胶、瓜耳豆胶、西黄蓍胶等；②纤维素衍生物：甲基纤维素（MC）、乙基纤维素（EC）、羟乙基纤维素（HEC）、羟丙甲基纤维素（HPMC）、羟丙基纤维素（HPC）、羧甲基纤维素（CMC）等；③非纤维素多糖：甲壳素、脱乙酰壳多糖、半乳糖甘露聚糖等；④合成聚合物：聚乙烯醇、卡波姆（Carbomer）；⑤改性淀粉：预凝胶淀粉 2
举例说明高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中的应用
举例说明高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中的应用高分子材料是一类具有高分子量、由重复单元组成的大分子化合物，具有较高的力学强度、化学稳定性和生物相容性。
高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中有广泛的应用。
本文将从两个方面来举例说明高分子材料在这两种制剂中的应用。
控释缓释制剂是指能够延长药物在体内的滞留时间，并以持续的速率释放药物的制剂。
高分子材料在控释缓释制剂中起到了重要的作用。
一个典型的例子是聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球制剂。
PLGA是一种可生物降解的高分子材料，在体内可以被分解为无害的二氧化碳和水，因此具有较高的生物相容性。
由于PLGA具有良好的可调控性和生物降解性，它被广泛用于制备控释缓释微球制剂。
将药物包裹在PLGA微球中，可以延缓药物的释放速率，达到控制药物释放的目的。
例如，伊维菌素是一种用于治疗结核病的抗生素，它在体内的半衰期较短，需要频繁的给药。
而将伊维菌素包裹在PLGA微球中，可以延长其释放时间，减少给药次数，提高疗效。
靶向制剂是指能够选择性地作用于特定的组织或细胞的制剂。
高分子材料在靶向制剂中的应用也有很多例子。
一个典型的例子是利用聚乙二醇（PEG）改善药物的靶向性。
PEG是一种具有良好生物相容性的高分子材料，可以改善药物的体外稳定性、溶解度和血管通透性。
将药物与PEG共价结合，可以增加药物在体内的半衰期，并且减少对正常细胞的毒性。
例如，靶向治疗肿瘤的制剂利用PEG修饰来提高溶解性，在体内药物释放后能够更容易进入肿瘤组织，减少对正常组织的损伤。
除了上述例子外，高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中还有其他的应用。
例如，透明聚合物材料可以用于制备眼药物的角膜接触镜，实现长时间的缓慢释放。
还有一些专门用于药物递送的纳米粒子，例如聚丙烯酸纳米粒子可以用于改善口服药物的溶解性和生物利用度。
总之，高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中有广泛的应用。
通过调控高分子材料的物理化学性质，可以实现药物的长时间释放和靶向性输送，提高药物的疗效并减少副作用。
再生丝素蛋白水凝胶的性质及应用
再生丝素蛋白水凝胶的性质及应用周燕;吴惠英【摘要】This paper studied the structure, characteristics and category of hydrogels. It also explained the gel mechanism, modification method and current applications of regenerated silk firoin hydrogels, offering references for the study of properties and applications of regenerated silk fibroin hydrogels. The studies show that regenerated silk fibroin has received great attentions for its good biodegradability, biocompatibility and easy processing﹔ fibroin hydrogel is one of the most important forms of regenerated silk fibroin materials and has been widely used in growth factor, controlled release carrier of drugs and scaffolds of cell culture.%研究水凝胶的结构、特性及分类，并阐述再生丝素蛋白水凝胶的凝胶机理、改性方法及应用现状，为再生丝素蛋白水凝胶的性能研究及应用提供一定的参考价值。
研究结果表明，再生丝素材料因其良好的可降解性、生物相容性、易加工等性质备受关注，丝素水凝胶是再生丝素材料重要表现形态之一，目前被广泛应用于生长因子、药物的缓释载体及作为细胞培养支架。
pH敏感性凝胶的作用原理,制备及应用领域
等。在交联聚合中常用化学引发剂为一般常用型引发剂,
— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
分为油溶性引发剂和水溶性引发剂。油溶性引发剂有偶氮
作者简介：李一凡（1991-），女，河南鹤壁人，郑州大学材料科学与 类，氢过氧化物与有机金属化合物等构成的氧化还原体系
工 程 学 院 本 科 在 读 ， 研 究 方 向 为 高 分 子 ； 徐 永 新 类。水溶性引发剂有过硫酸盐类与无机还原剂或有机还原
感性的水凝胶。
阴阳离子型超滤 pH 敏感性凝胶膜来实现。Carroll 等 将 [10]
丙烯酸在是制备 pH 敏感性凝胶时一种最常用的单 pH 敏感性 PP 微滤膜用于过滤饮用水的原始有机物质
体。近年来，通过对一些聚合物功能膜进行处理，例如利用 （NOM）。结果表明，根据进料水 pH 的不同来控制接枝率
2.2 接枝共聚 通过接枝共聚，可以将一些亲水的和 具有对溶液 pH 值敏感的可逆溶解性，以 NSC 为载体固定
亲油的，酸性和碱性等具有特殊性能的互不相容的两链段 化纤维素酶（NSCC），以银杏叶为模式材料，用 NSCC 水解
键接在一起。用接枝共聚法制备的 pH 敏感性凝胶的性能 提取黄酮类化合物，并确定了 NSCC 水解的最适温度和
相变，智能凝胶得到了广泛的应用。
情况下较高。中间 pH 值处，同样可以发生溶胀，但是溶胀
Tanaka 把诱导凝胶体系发生相转变的分子间作用归 率小。
纳为四类：疏水作用、范德华力、氢键、离子间作用[3]。其中
2 制备方法
以离子键作用力最为显著。一般来说，pH 响应性高分子凝
2.1 交联聚合 水凝胶的交联聚合是由一种比较常用
根据敏感性基团的不同，可分为阴离子、阳离子和两
壳聚糖基分子印迹磁性微凝胶制备及释药特性
0
-20
-40
-60
-10000 -5000
0
5000 10000
Magnetic field (Oe)
Plots of magnetization versus magnetic field at 300 K for Fe3O4SiO2 (a) an d Fe3O4SiO2MIH (b)
结果与讨论 ——外加磁场分离效果图
结果与讨论 ——茶碱的释放速率
Release ratio (%)
100
80
60
UMIHs (Caffeine)
MIHs (Caffeine)
40
UMIHs (Theophylline)
MIHs (Theophylline)
20
0
100
200
300
400
Time (min)
Release rate of theophylline (Molar ratio of caffeine/glucosamine:1/10; Molar ratio of genipin/glucosamine:1/2;
Magnet on Magnet off
Magnetic-field-assisted separation for Fe3O4SiO2MIH in distilled water.
结果与讨论 ——扫描电镜分析
Fe3O4SiO2MIH at different magnifications
Fe3O4SiO2non-MIH
4. 合成的微凝胶为球形，粒径在 2到 8 μm之间，且具有超顺磁性；
5. 咖啡因在印迹微凝胶中的释放速率要比在非印迹微凝胶中的慢，且释放 速率受模板分子和咖啡因负载量的影响，印迹微凝胶对咖啡因有特异
环糊精及其衍生物在药物制剂中的应用
环糊精及其衍生物在药物制剂中的应用摘要:环糊精是由糖苷键连接的且具有锥形中空圆筒立体环状结构的一系列环状低聚糖的总称。
其具有热稳定性良好、结构易于修饰等优势,在食品、医药等领域表现出极大的应用前景。
强大的载药能力以及其结构的易于修饰等性质,使环糊精成为药物制剂领域的研究热点之一。
总结了环糊精及其衍生物的分子结构、研究现状及其在药物制剂领域的应用。
最后,对环糊精在药剂领域的发展前景进行了展望。
关键词：环糊精;药物制剂;包合作用;药物递送1.环糊精及其衍生物在药物制剂中的研究进展1.1增加药物的溶解度和溶出度改善难溶性药物的溶解度,调节药物的释放,是现代药剂学面临的最重要、最紧迫的任务。
目前,科研工作者开发了旨在改善难溶性药物溶解性的多种方法,如共晶混合物,脂质纳米粒,喷雾干燥技术等。
其中,基于CDs的药物递送系统处于重要地位。
蛇足草是印度著名的药用植物,其树脂具有抗炎特性,活性成分为五环三萜类化合物,简称乳香酸(BAs)。
BAs因其抗炎、抗肿瘤、免疫调节活性而受到了广泛地关注。
其中,乙酰基-酮-乳香酸(AKBA)是一种乳香树脂中的五环三萜酸,因其对5-脂氧合酶有抑制作用,从而具有较好的抗炎活性。
然而,较差的生物利用度限制了AKBA的应用。
AKBA属于BCSIV类化合物,水溶性差和肠道通透性差是影响其生物利用度的主要因素。
Amruta团队研究了由环糊精和泊洛沙姆固体分散物(PXMSD)对AKBA溶解度的影响。
研究证明,AKBA在肠道pH值下的溶出速率和溶解性能得到了极大的改善,且CD复合物的释放率高达85％以上。
体外大鼠肠囊外翻实验显示,由捏合法合成的HP-β-CD配合物(1:1)对AKBA的肠吸收效果最好,比其他CD配合物的肠道吸收增强9.1倍。
大量实例表明,环糊精有助于提高抗真菌类似物的水溶性。
最近,Volkova团队开展了环糊精对改善三唑类抗真菌类似物L-173[15]溶解度的研究。
结果表明,利用环糊精的包合作用可以改善L-173的溶解性。
PNIPAM温敏微凝胶在生物医学领域中的应用研究_张拥军
收稿：２０１２－０８－３０；修回：２０１２－０９－１４；基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏｓ．２０７４４００１，２０７７４０４９，２０９７４０５０，２１１７４０７０），科技部国际科技合作项目（Ｎｏ．２００７ＤＦＡ５０７６０），天津市科技支撑计划国际科技合作项目（合同号：０７ＺＣＧＨＨＺ０１２００）及教育部“新世纪优秀人才支持计划”（Ｎｏ．ＮＣＥＴ－１１－０２６４）资助；作者简介：张拥军（１９７１－），男，教授，主要从事水凝胶生物医用材料的基础及应用研究；＊通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｏｎｇｊｕｎｚｈａｎｇ＠ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ，Ｔｅｌ：０２２－２３５０１６５７．ＰＮＩＰＡＭ温敏微凝胶在生物医学领域中的应用研究张拥军＊，关 英，罗巧芳，刘鹏霄，甘添天，王东东，邢淑滢，廖 望，张娅彭，程 丹（功能高分子材料教育部重点实验室，南开大学化学学院高分子化学研究所，天津 ３０００７１） 摘要：水凝胶因其良好的生物相容性及环境刺激响应性而在生物医学领域有着广泛的用途，但仍存在机械强度差、响应速度慢、不能生物降解等缺点。
针对这些问题，特别是宏观水凝胶响应慢的问题，我们近年来以具有温度敏感性的聚Ｎ－异丙基丙烯酰胺（ＰＮＩＰＡＭ）微凝胶为基础，设计制备了一系列生物材料，分别应用于药物控释、生物传感以及组织工程等生物医学领域。
我们设计制备了具有良好葡萄糖敏感性的ＰＮＩＰＡＭ微凝胶，实现了可自我调控的胰岛素可控释放。
以ＰＮＩＰＡＭ微凝胶为基础，提出了新的聚合胶态晶体阵列光学传感方法，设计制备了多种可快速响应的新型生物光学传感器。
实现了ＰＮＩＰＡＭ微凝胶的实时凝胶化，并将其发展成为一种新型的可注射细胞支架材料。
进一步利用该体系的可逆性，提出了制备在药物筛选、肿瘤研究以及组织工程等领域有重要用途的多细胞球的新方法。
关键词：水凝胶；微凝胶；药物控释；生物传感；细胞支架引言水凝胶是能在水中溶胀而不溶解的交联的亲水性高分子网络。
海藻酸盐／壳聚糖复合微球的制备及其控制释放作用
Ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ Ｒｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ
第４ ７卷第 ２期
２ ０ １ ３年 ３月
生 物 质 化 学 工 程
Ｂｉ ｏ ｍａ ｓ ｓ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ４ ７ Ｎｏ ． ２ Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ５ ８ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ １
・
研 究报 告— — 生 物 质 材 料 ・
海 藻 酸盐／ 壳聚 糖 复 合 微 球 的 制备 及 其控 制 释 放 作 用
钱 汝丹 ， 阮 玲， 李 洁， 王寒玉 ， 李建 法
（ 绍兴文理 学院 化 学 系，浙江 绍兴 ３ １ ２ ０ ０ ０ ） 摘 要： 采用喷 雾干燥 法将 活性成 分 包载到海藻酸钠微 凝胶 中 ， 再 经钙 离子和 壳聚糖 交联得到 复合微球 。 以维生素 Ｂ
Ｑ Ｉ Ａ Ｎ Ｒ ｕ — ｄ ａ ｎ ，Ｒ Ｕ Ａ Ｎ Ｌ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｊ ｉ ｅ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｈ ａ ｎ － ｙ ｕ ， Ｌ Ｉ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｆ ａ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｏ ｘ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｏ ｘ ｉ ｎ ｇ ３ １ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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微凝胶在药物控制释放系统中的应用
微凝胶在药物控制释放系统中的应用
摘 要：药物控制释放系统能弥补传统给药方式在人体血药浓
度、药效等方面的不足，并在控制药物释放速率的同时，保持药物有
效浓度、降低毒副作用。本文在介绍该释药系统的基础上，以微凝胶
结合具体实例阐述说明系统的应用原理及效果，研究发现微凝胶对模
型药物具有控制释放作用。
关键词：药物 控制释放 速率 微凝胶
传统给药方式主要有口服、眼部给药等方式，但均存在一定缺陷。
如口服蛋白质药物时，肠内的多种蛋白酶、肽酶都会使蛋白质药物发
生降解失活；并且，血药浓度必须达到最低药效浓度，药物才具有疗
效，而多数情况下，只有部分药物能够到达患病部位，大多随血液分
散到身体的各部位，许多药物都有一定的毒副作用，药物剂量的增加
有可能会伤害正常的组织、器官，甚至可能引发新疾病或后遗症。
药物控释缓释系统对药物在人体的释放进行控制，使患病部位的
药物浓度在所需时间内达到血药浓度，能显著提高药效、降低用药量、
减少毒副作用，那么作为药物载体的生物材料就起着关键作用，要对
药物缓释、导向、延长寿命均能发挥效果，因此对载体材料的要求就
相当高。目前常见的药物缓控释系统主要有微球、胶束和水凝胶三大
类[1-3]，且研究中有关药物缓释的载体大多数为不可降解的智能型
或可降解但响应性较差的高分子材料，而我们需要的是同时具有智能
响应并生物体内可降解特性在药物控制缓释载体材料领域进行应用。
理想的药物控制缓释系统能在控制药物在有机体内释放地速率
的同时，保持药物有效浓度、降低毒副作用，释药速率是该系统研究
的重要指标。对于实现药物控制缓释的方式，目前一般使用的主要有
扩散、化学、渗透及磁控制四种：
扩散控制体系是人们研究最早、最透彻、应用最广的，有储库、
基质两种形式。在储库型系统中，药物被包裹在高分子膜里，释放时
通过高分子膜的扩散过程，控制着释药速率。但此类体系应用较少，
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因为高分子膜一旦破裂，被包裹的药物就会全部释放出来，在临床应
用中存在极大的安全隐患。而基质型系统中，药物以溶解或分散的形
式均匀地分在聚合物基内，释放时通过高分子基质的扩散过程控制着
释药速率。靠近高分子膜表面的药物可直接释放，膜内的药物则得先
扩散到膜表面再释放，所以药物向膜表面扩散的距离增加而药物的释
放量呈现下降趋势，即释药量会随时间的延续而下降。另外，渗透体
系通过调节聚合物在某溶剂里膨胀或盐类产生的高渗透压加药物压
出，以实现对聚合物中释药速率的控制。最后一种是磁控制体系，是
以调节振荡磁场的强度控制来聚合物分子链的运动，进而控制分散在
聚合物内药物的释放速率，释药速率随聚合物分子链运动加强、磁场
强度增大而加快。
微凝胶属于上述常见缓释系统的微球类，并同时存在扩撒和渗透
两种机理。微凝胶是一种在良好溶剂中可以溶胀的、尺寸一般在纳、
微米水凝胶微粒，具有与水凝胶类似的交联的三维网络骨架结构，一
个分子便构成一个微凝胶粒子。微凝胶特殊的结构与尺寸使其近年来
被广泛地应用于医学等领域行业，其热点主要集中于负载模型药物实
现控释缓释效果。
微凝胶在溶胀时内部网络孔径增大，药物或活性组分进入，消溶
涨时，微凝胶网络孔径缩小，药物将被“关”在微凝胶内，实现包裹。
根据微凝胶特性，药物速率主要可通过温度、pH、电场、磁场及降解
等方式进行控制。载药微凝胶进入人体后，由于病灶部位的温度和化
学环境等较正常部位有所不同，微凝胶会自行释放所载的药物[4]。
Hoare等研究水溶性药物（尤其是阳离子药物）的电性与PNIPAm
类微凝胶表面分布的羧基在特定范围的相互作用，考察载药影响因
素。表面有较多羧基的微凝胶结合的阳离子药物较少，中性及阴离子
药物的吸收，不依赖微凝颗粒表面分布的羧基影响。阳离子药物的吸
收最大值出现在羧基主要分布在核的微凝胶，比羧基主要集中在壳面
的多1倍。该现象可能是由于微凝胶表面的羧基与阳离子药物结合，
使微凝胶表面 “皮肤层”发生塌陷。随着药物疏水性的增大，以及
阳离子诱导“皮肤层”发生相转变，致使微凝胶表面变得越来越紧
密，阻碍药物的吸收，导致载药量大幅减少。使用表面无羧基分布的
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PNIPAm微凝胶模型研究载药时，同样可以观察到药物的高吸收，这
说明疏水性在调节药物-微凝胶相互作用也有重要影响。
Liu等以苯硼酸（PBA）对P（NIPAm-AA）微凝胶单层膜进行了修
饰，得到了P（NIPAM-PBA）微凝胶膜层。分别用茜素红S（ARS）和
异硫氰酸荧光素（FITC）标记胰岛素，并将分别装载在P（NIPAM-PBA）
微凝胶膜层中，研究葡萄糖对该微凝胶体的调节控制行为。实验发现：
较低温度下，标记过的胰岛素的释放以被动扩散方式进行；温度一旦
高于P（NIPAM-PBA）微凝胶的相变温度，药物由于微凝胶消溶涨而
以被“挤出”微凝胶外的方式释放。ARS和葡萄糖均可以与苯硼酸结
合，因此，在整个实验温度内，葡萄糖存在以及和微凝胶表面苯硼酸
的结合，会刺激微凝胶中ARS标记的胰岛素进行释放。而对于胰岛素
经异硫氰酸荧光素标记在P（NIPAM-PBA）微凝胶中的释放， 4℃和
37℃时，葡萄糖的作用分别为促进和阻碍其释放，实验结果证明该P
（NIPAM-PBA）微凝胶对葡萄糖具有明显响应行为，可应用于葡萄糖
控制的缓释系统。
药物在经由控释体系的释放效果是否达到预期，主要取决于该系
统中药物的载体的性质，所以，生物可降解的高分子载体是近年来药
用材料的研究热点。虽然可生物降解高分子材料制备的微凝胶在生物
医学上具有明显优势，但目前科研水平距离负载药物于人体内控制缓
释仍旧有很多工作需要完善。因此，研究应更多的注重实用性以及实
际应用的安全性，继续开发符合并满足人类需求的聚合物微凝胶将是
今后的研究所侧重的方向。
参考文献
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2007.
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胶束药物控释体系研究.上海：复旦大学，2010.
[3]王君莲. 可注射温敏水凝胶的制备及性能研究[D].西安：西
北大学，2011.
[4]刘瑞，郝红等.聚合物微凝胶研究进展[J].离子交换与吸附，
2012，28（6）：570-576.
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作者简介：刘瑞（1986-）女，汉族，陕西咸阳人，助理讲师，
工学硕士研究生。研究方向：化学工艺。
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