药物控制释放载体材料

药物控制释放载体材料学生：许航学号：11101020专业：生化与分子生物学目录•研究背景•第一节药物的控制释放•第二节药物控制释放的载体材料•第三节高分子微胶囊药物释放体系研究背景•传统的给药方式（口服或注射）往往使得血液中药物浓度大幅波动，即有时超过有效治疗指数而带来毒副作用，有时未达到有效治疗范围而失去作用。因此，通过药物控制释放，控制药物在人体的释放速率，以达到有效治疗目的。第一节药物的控制释放控制释放给药系统•定义：控制释放给药系统（controlledreleasedrugdeliverysystem，CRDDS）是通过物理、化学等方法，使药物在预定的时间、按某以速度是释放于作用器官或特定靶组织，并使药物浓度较长时间维持在有效浓度内的一类制剂或装置。控制释放给药系统•药物控制释放一般是利用聚合物作为药物的载体或介质，制成一定的剂型，控制药物在人体内的释放速率，使药物按照设计的剂量，在要求的时间范围内按一定的速率在体内缓慢释放，以达到有效的治疗的目的。药物控制释放体系的优点1.可提提高药物的利用率、安全性和有效性。2.可减少给药频率，方便用药者。3.可使药物的释放部位尽可能接近病源，或被定位释放到病变部位，提高治疗效果和减少剂量。4.可以释放许多新的复合大分子药物。5.释放的药物浓度比较稳定，能最有效的利用药物。扩散药物控释体系化学控释体系材料控释体系药物控制释放的机理药物控制释放的机理扩散控释1.扩散控释：药物是以物理方式结合在聚合物基质中，通过扩散作用达到控制释放的目的。常见的扩散形式有一下两种形式：（1）药物集中在中心，外面包裹了聚合物膜，如微胶囊、包衣长效片剂等。（2）药物均匀的分散在整个聚合物基质中，如微球、埋植棒、海绵、水凝胶等。化学控释2.化学控释：药物分子以化学键结合在高分子载体的大分子主链上，在体内受酶和酸碱度的作用，是连接药物的化学键断裂，从而释放出药物，化学键的水解速度决定着药物的释放速度。优点：生物相容性和血液相容性较好；可用于分子靶向给药。缺点:药物释放的速度较难控制。材料控释•3.材料控释：在体内环境下，受体液中水的作用，载体材料的形状发生变化而引起药物的释放。•主要有两类材料可形成材料控释体系:(1)生物降降解材料。通过调节载体基质的降解速度来控释药物的释放速度。（2）可溶胀材料。药物吸附包埋在具有交联网状结构的水凝胶基质材料中，水凝胶在体液中吸水溶胀，释放出药物。药物控释剂缓释剂：延缓药物释放；速释剂：速效、高效释药；恒释剂：释药过程为零级速率；药物控释剂药物控释的方式1.胃内直流漂浮控释：控释剂计入胃内，高分子胶体产生水化作用，在药物表面形成不透水的交替屏障膜，控制药物的扩散速率。2.脉冲式控释：利用人体生物节律变化，间断式定时释药。3.自动调节控释：能接受反馈信息，并按信息调节输出药量的控释方式。例如，胰岛素自动调节控释剂。4.微孔膜控释：将药物用高分子药物辅料包衣，辅料常用胃液中不容的以及纤维素（EC）和可溶的羟甲基纤维邻二苯二甲酸盐（HMCP），在胃液中，HMCP被溶解，形成EC微孔膜，是药物释放。药物控释的给药途径口服皮肤渗透粘膜植入皮下植入四种给药途径第二节药物控制释放的载体材料药物载体材料•药物载体大多数是高分子材料，包括天然高分子材料、半合成高分子材料和合成材料；•根据它们在体内是否降解分为：非生物降解材料可生物降解材料非生物降解材料•非生物降解材料是指在体内为惰性的、不发生变化的聚合物，可以是亲酯性的，但必须是非水解性的。•如硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）可生物降解材料•可生物降解材料：作为药物缓释载体具有能被人体吸收代谢的材料。•具有以下3个特定：（1）释速率对药物性质的依赖性较小。（2）释放速率更为稳定。（3）适应不稳定药物的释放要求。作为药物载体的可生物降解材料•（1）聚乳酸及其共聚物聚乳酸（PLA）及聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）共聚物在体内的代谢是通过聚酯水解，首先被降解为乳酸和羟基乙酸，然后通过三羧酸循环转变为二氧化碳和水，最后排出体外。聚氨基酸•（2）聚氨基酸通过同种氨基酸均聚或不同氨基酸的共聚而制得的，将功能性侧链基键入主键，再把药物键合到材料上，或用储存或以骨架方式与药物结合，用改变材料的亲疏水性、电荷性和酸碱性等方法来调节药物的扩散速度与材料自身的降解进度。•氨基酸是人体必须的，能自行降解、代谢被集体吸收和排泄，具有其它材料不可比拟的优点脂肪族聚酯•（3）脂肪族聚酯其具有良好的热熔或溶剂可溶性，可以加工成微粒、纤维、海绵体和管、柱、膜、板等不同形状的细胞支架。因此可根据实际释药要求将脂肪族聚酯加工成不同的药物剂型。聚膦腈•（4）聚膦腈是一组由交替的氮磷原子以交替的单键、双键构成主链而形成的高分子材料。通过侧链衍生化引入性能各异的有机基团，其理化性质可以在很广的范围内变化，聚膦腈具有良好的生物相容性。脂质体•（5）脂质体已被广泛用作药物载体，它具有一下特点:•①主要有天然的磷脂和胆固醇组成的脂质体进入体内后可被生物降解，不会在体内堆积，免疫原性小。•②水溶性和脂溶性药物都可包埋在脂质体内，在体内缓慢释放，使药效持续较长时间。•③通过细胞内吞和融合作用，脂质体可直接将药物送入细胞内，避免适用高浓度游离药物。•④可控制脂质体在体内集中与病变组织处释放药物以增强药效，并减少对正常组织的毒性和副反应。•⑤相对于聚合物-药物系统，能提供更大的药物运载体积第三节高分子微胶囊药物释放体系微胶囊•定义：微胶囊：指一种具有聚合物壁壳和微型容器或包装物。其大小一般为5—200μm不等，形状多样，取决于原料与制备方法。微胶囊技术：就是将固体、液体或气体包埋、封存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。其中，被包埋的物质称为心材,包埋心材实现微囊胶化的物质称为壁材。高分子微胶囊释放体系贮存式：贮存式结构的药物集中在内层,其外层为由高分子材料制成的膜；基体式：药物则是均匀地分散于微胶囊内,其药物可以呈单分散，也可以呈一定聚集态结构分散于高分子基体中分为两种高分子微胶囊给药途径•作为一个理想的药物释放体系,通常应当满足如下的要求:①将药物传送到作用部位；②在达到要求疗效的前提下,药物投放量最小,药物的毒副作用最小；③安全，服用方便,易被患者接受；④在通常的环境下具有一定的物理和化学稳定性。高分子微胶囊给药途径•药物的给药途径同药物的吸收和疗效亦有很大关系。目前常用的六类药物的给药途径为:（a）通过胃肠消化道给药；（b）体腔内给药(包括眼内、口腔、舌下、鼻腔、直肠以及阴道、子宫内给药)；（c）透皮给药；（d）动脉注射及静脉点滴；（e）皮下及肌肉注射；（f）皮下埋置。高分子微胶囊的优点•与传统的药剂相比:(1)高分子药物胶囊可大大减少服药次数；(2)屏蔽药物的刺激性气味；(3)延长药物的活性；(4)控制药物释放剂量；(5)提高药物疗效；因此具有比一般药物制剂明显的优越性。高分子微胶囊的制备•在工业和实验室中,微胶囊化的具体制备方法•很多,一般有以下几种:（a）化学方法。包括界面聚合法、原位聚合法、聚合物快速不溶解法、气相表面聚合法等。（b）物理化学方法。包括水溶液中相分离法、有机溶剂中相分离法、溶液中干燥法、溶液蒸发法、粉末床法等。（c）物理方法。空气悬浮涂层法、喷雾干燥法、真空喷涂法、静电气溶胶法、多孔离心法等。一般步骤：芯材分散——壁材包覆界面聚合法•界面聚合法：这种方法是利用在界面处发生聚合反应而形成纳米粒,不仅包封率高,而且能很好地保护药物。原位聚合法•原位聚合法,就是单体、引发剂或催化剂以原位处于同一介质中,然后向介质中加入单体的非溶剂,使单体沉积在原位颗粒表面上,并引发聚合,形成微胶囊。水(油)中相分离法•水(油)中相分离法:将聚合物溶于适当介质(水或有机溶剂),并将被包裹物分散于该介质中,然后向介质中逐步加入聚合物的非溶剂,使聚合物从介质中凝聚出来,沉积在被包裹物颗粒表面而形成微胶囊。高分子微胶囊的药物释放机制•高分子微胶囊的药物释放机制不仅与包裹的高分子材料有关,而且还与微胶囊材料的性能有关。药物释放机制涉及到:(a)聚合物的降解性;(b)通过孔的扩散;(c)从微胶囊的表面释放等三个方面。药物脉冲释放体系•药物脉冲释放体系由于其释药动力学符合生物机体的要求而受关注。•药物脉冲释放体系根据对信号响应可分为:程序式药物脉冲释放体系(PPRS)智能式药物脉冲释放体系(IRRS)•PPRS指药物的脉冲释放方式完全由制剂的结构预先设定,而IPRS则需要外界信号的刺激及制剂的响应共同作用。程序式药物脉冲释放体系•程序式药物脉冲释放系统设计的关键在于能控制药物释放的滞后时间及药物释放的持续时间。•综合目前的文献,药物释放滞后时间的控制方法有:(1)以油膏状生物降解聚合物如聚原酸酯作为大分子药物的载体材料阻止内部药物的扩散释放,直到聚合物降解到一定分子量;(2)利用不载药的膜层或聚合物层阻止内层药物的扩散释放,直到膜破裂或聚合物层融蚀掉。程序式药物脉冲释放体系•药物释放持续时间的控制方法:(1)利用聚合物融蚀速度控制(2)利用药物在水凝胶中的扩散释放速度控制。智能式药物脉冲释放系统•智能式药物脉冲释放系统根据信号的来源可分为:(1)外部调节的药物脉冲释放系统(externalregulatedIPRS,ERIPRS)(2)体内自身调节的药物脉冲释放系统(selfregulatedIPRS,SRIPRS)。智能式药物脉冲释放系统•外部调节的药物脉冲释放系统（ERIPRS）信号有光、电、磁、超声波等。例如制备了一种光照引发膜破裂的微胶囊；•体内自身调节的药物脉冲释放系统(SRIPRS)控制系统根据药物释放速度受信号影响程度可分为:•调节型SRIPRS(modulatedSRIPRS)•触发型SRIPRS(triggedSRIPRS)。•所谓调节型SRIPRS是在体内信号的刺激下系统释放出一部分药物,随着信号减弱乃至消失,逐渐减少乃至停止释放药物；•触发型SRIPRS为当系统受到体内信号的刺激时,释放出内部所有药物。Thankyou！