2022年医学专题—第五六章药用合成高分子材料20100420.ppt

第五章 药用合成(hchng)高分子材料,第一节 丙烯酸类均聚物和共聚物 第二节 乙烯基类均聚物和共聚物 第三节 环氧乙烷类均聚物和共聚物第四节 其它(qt)合成药用高分子材料与制品,第一页，共一百一十二页。,聚合反应:单体聚合成为高分子的反应(fnyng)；均聚反应、均聚物：只用一种单体进行聚合者称为均聚反应，也称聚合反应，产物为均聚物；共聚反应、共聚物：当两种或两种以上的单体一起聚合则称共聚合，产物称共聚物。,几个(j)基本概念,第二页，共一百一十二页。,化学结构明确，分子量确定;来源稳定、性能优良、品种与规格较多;通过分子结构设计与新的聚合方法还可获得具有特 定结构的高分子材料，以满足不同(b tn)类型药物剂型尤其是新型给药系统的需要。,药用合成高分子材料(cilio)与天然材料(cilio)相比有以下优点:,第三页，共一百一十二页。,需严格控制材料中混杂的未反应单体、残余(cny)引发剂、催化剂和小分子副产物等，以避免可能引起的生物不相容性及与药物的不良相互作用；生产条件通常比较苛刻，制备过程复杂，并且需要适应药品生产质量管理规范要求的专业生产辅料工厂或车间生产；从开发到用于制剂生产需要比较长的时间。,药用合成高分子材料(cilio)与天然材料(cilio)相比有以下缺点:,第四页，共一百一十二页。,第一节 丙烯酸类均聚物和共聚物,【目的要求】1、熟悉聚丙烯酸，聚丙烯酸钠、卡波沫的来源与制法2、了解聚丙烯酸，聚丙烯酸钠，卡波沫化学(huxu)结构3、掌握聚丙烯酸，聚丙烯酸钠，卡波沫的性质4、熟悉聚丙烯酸，聚丙烯酸钠，卡波沫应用,第五页，共一百一十二页。,一.聚丙烯酸、聚丙烯酸钠 及其它们(t men)的衍生物,（一）结构与制备 聚丙烯酸（PAA）是由丙烯酸单体加成聚合而生成的高分子，如果将聚丙烯酸用氢氧化钠(qn yn hu n)中和即得到聚丙烯酸钠（PAA-Na），它们都是水溶性的聚电解质，其化学结构如下：,第六页，共一百一十二页。,与PAA PAA-Na相似，假如以丙烯酸钠为单体，在水溶性氧化-还原引发体系和二乙烯类交联剂存在下经沉淀聚合反应则可以生成水不溶性的交联聚丙烯酸钠。交联聚丙烯酸钠是一类(y li)高吸水树脂材料。它虽然不溶于水，但能迅速吸收重量达自身数百倍的水分而充分溶胀。它的化学结构和反应原理如下：,交联聚丙烯酸交联聚丙烯酸钠,第七页，共一百一十二页。,第八页，共一百一十二页。,第九页，共一百一十二页。,（二）性能(xngnng)与应用,由于PAA PAA-Na及其衍生物的高分子骨架(主要)是由可电离的羧基阴离子组成，所以它们都有很强的亲水性。因此PAA PAA-Na能溶于水，这主要是因为:PAA在水中能电离成高分子阴离子和氢离子,而羧酸阴离子的相互排斥作用有利于大分子卷曲链的伸展(shnzhn)和溶剂化，并且PAA被碱中和形成PAA-Na后，它的解离程度增加，在水中的溶解度也进一步增大。但溶液中氢氧化钠过量时，钠离子与羧酸根阴离子的结合机会增多，导致解离度减少，大分子趋向卷曲状态，并引起它的溶解度下降。,第十页，共一百一十二页。,高分子网络中的交联键作用使交联聚丙烯酸钠不能溶于水中，但却具有很高的吸水能力：聚合物网络中羧酸基团的高度亲水性；产生高渗透压；当树脂外部溶液中含有盐离子时，聚丙烯酸网络内外的渗透 压差(y ch)减少，同时对羧酸基团的解离有一定的抑制作用，吸水性能（吸水量和吸水速度）明显减弱；吸水能力与网络结构中的微孔直径、交联度、交联键长以及树脂本身的粒度等因素有着密切关系。,交联聚丙烯酸钠,第十一页，共一百一十二页。,聚丙烯酸（钠）及其衍生物对人体无毒或低毒、对皮肤无刺激性、即使人体摄入也不被消化吸收；制备过程中单体和某些溶剂则对人体有害，因此对残留(cnli)溶剂、未反应单体和低聚物组分含量有比较严格的要求。,应用(yngyng),第十二页，共一百一十二页。,交联聚丙烯酸钠大量用作医用尿布、吸血巾、妇女卫生巾等一次性复合卫生材料；聚丙烯酸（钠）和其它衍生物则被在软膏、乳膏等外用药剂和化妆品中作为(zuwi)基质、增稠剂、分散剂、增粘剂以及薄膜包衣、药物缓释控释材料等使用。,第十三页，共一百一十二页。,二 卡波沫（Carbomer，CP）（一）结构与命名(mng mng)又名卡波姆(c a r b o me r)卡波普(c a r b o p o 1)。是丙烯酸与烯丙基蔗糖的共聚物，由于蔗糖的多羟基的共聚而产生轻度的交联结构。,卡波沫的化学(huxu)结构式,第十四页，共一百一十二页。,第十五页，共一百一十二页。,卡波姆最早由美 国 Go o d r i c h（古立德）公 司生产，现已收入美、英等 国的药典，我 国 2 0 0 0 版药典也已收载。是一种优良的新型药用辅料，被广泛应用于化妆品和药品的研究(ynji)生产中。在药剂中主要用作增稠剂、助悬剂、黏合剂、凝胶剂的基质和控缓释制剂的骨架材料等。,第十六页，共一百一十二页。,根据聚合物单体的不同结构可将其分为两类：卡波姆900系列（丙烯酸单聚物与丙烯基蔗糖或丙烯基季戊四醇交联）和卡波姆1300（为丙烯酸一烷基异丁烯酸共聚物与丙烯基季戊四醇交联）系列；通过控制聚合物的相对分子量及交联度可得到不同型号及用途的CP产品；常用的有卡波姆910、934、934P、940、941、971P、974P，等型号，其次还有1342、1382等，其中“P”代表该产品为药典级；卡波姆71G由卡波姆971P不加其他(qt)物质滚动挤压而制成。,第十七页，共一百一十二页。,（二）卡波沫的性质(xngzh)（类似聚丙烯酸）,白色，疏松，酸性，引湿性强，特异臭，粉末；亲水性（1%：PH2.53.0），溶胀，不溶解，粘度低，用碱（NaOH、KOH、氨水、碳酸氢钠、硼砂、三乙醇胺等）中和（PH6.011.0），溶解，体积增大1000倍，粘度快速增大达最大粘度且稳定，进一步碱化，粘度降低；加入5个或5个以上乙氧基非离子表面活性剂（羟基给予体）-形成氢键-增稠粘度增加；乳剂(rj)系统中有乳化和稳定双重作用；稳定性：粉末加热、中和后凝胶水解、氧化、冻熔、高压稳定，粘度稳定（Ph、光不稳定）等。,第十八页，共一百一十二页。,（三）卡波姆的应用(yngyng),黏合剂和包衣材料；局部外用制剂基质；乳化剂、增稠剂、助悬剂；缓控释材料（溶胀凝胶）。药释PH依赖；药物释放表现为零级或近于零级；小用量表现为阻滞功能(gngnng)；储存影响释药。,第十九页，共一百一十二页。,应用(yngyng)实例,刘荣等以卡波姆934 为助悬剂制备氢氧化铝混悬液，振摇分装后，微粒沉降缓慢，沉降后不结块，分散性好，克服了贮藏期间凝胶易发生黏稠和凝聚、不易倾倒的现象。宁德俄等用卡波姆940 研制了滞留型复方氧氟沙星滴眼液，不但可增稠和延长滞留，且与其它增稠滞留剂相比，卡波姆在高温灭菌过程中稳定，并可保持滴眼剂的黏度不变。S h a h i wa l a 等以卡波姆934制备了尼美舒利局部皮肤用制剂，以大鼠足肿胀试验为模型，2 4 h 后水肿抑制率为66.68%，约为对照组的3 倍，表明(biomng)该系统可延缓药物释放，延长药物在皮肤上的保留时间。谢平等 研制的硝酸眯康唑凝胶2 4 h内透皮吸收速率为乳膏的1.5 倍。,第二十页，共一百一十二页。,第二十一页，共一百一十二页。,第二十二页，共一百一十二页。,三 丙烯酸树脂（类）（一）结构(jigu)、种类与制备 甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸等单体按照不同比例共聚而成的一大类聚合物（树脂材料），主要可作为药物制剂的薄膜包衣。,甲基丙烯酸共聚物的结构式,第二十三页，共一百一十二页。,甲基丙烯酸酯共聚物的结构式,第二十四页，共一百一十二页。,原料：甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸等单体；反应条件：光、热、辐照和化学引发（过硫酸盐）；反应类型：共聚反应；制备方法：根据产品的要求，分为乳液聚合、溶液聚合或本体(bnt)聚合等。,制备(zhbi),第二十五页，共一百一十二页。,德国Rohm(罗姆)生产Eudragit(尤特奇肠溶型、胃崩型、高渗透(shntu)型、低渗透(shntu)性等)系列树脂。国外丙烯酸树脂的种类,第二十六页，共一百一十二页。,国内丙烯酸树脂(shzh)种类,国内丙烯酸树脂(shzh)的研发生产起步较晚，品种较少，规格型号不齐，质量不稳定。渗透型树脂国内尚无厂家生产，只能依赖进口。,第二十七页，共一百一十二页。,（二）丙烯酸树脂(shzh)的性质,性状:粉末、颗粒、水分散体和有机溶液4 种形态。玻璃化转变温度（均具有良好的成膜性，必要时加增塑剂。丙烯酸酯含量越大，需要增塑剂的必要性越小）肠溶型大于160度（显著刚性、脆性大）；渗透型约55度；胃崩型低于-8度。最低成膜温度（树脂乳液在梯度加热干燥条件下形成连续性均匀而无裂纹薄膜的最低温度。MFT）丙烯酸酯比例与MFT成反比；亲水性增塑剂降低MFT，疏水性增塑剂升高(shn o)MFT；混合使用不同型号树脂，有利于MFT高者成膜。,第二十八页，共一百一十二页。,机械性质（拉伸强度、柔韧性）除胃崩型树脂和肠溶型树脂1号以外，其他树脂很少能制备成具有一定拉伸强度和柔韧性的独立薄膜。通常混合使用树脂或（和）加入增塑剂改善薄膜的机械性能。溶解性易溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮(bn tn)、氯仿等极性有机溶剂；水中的溶解性取决与树脂结构中的侧链基团和溶液的 PH值。,第二十九页，共一百一十二页。,（三）应用(yngyng)举例,肠溶薄膜包衣(bo y)材料：主要用于易受胃 酸破坏或对胃刺激性较大的药物，兼有防水隔离的作用。应用较多的是国产聚丙烯酸树脂和聚 丙烯 酸树脂。肠必清颗粒的有效成分总番泻苷，主要作用于大肠，以聚丙烯酸树脂，等量混合制成5 的包衣液对肠必清颗粒包肠溶衣后，可以使药物完全在肠道释放，更好地发 挥药物的作用。,第三十页，共一百一十二页。,胃溶薄膜包衣材料：聚丙烯酸树脂常用作胃溶型薄膜包衣材料，有利于药物防潮、避光、着色(zhu s)和掩味等。心可舒片用聚丙烯酸树脂包薄膜衣后解决了其在包装和贮运过程 中的破损、潮解、霉变、变色等现象，其抗湿性、抗热性、抗磨损、外观等方面均优于糖衣片。非甾体类消炎药布洛芬稍有特异臭，用胃溶型聚丙烯酸树脂乳胶液对其包薄膜衣可以掩盖其不良特异 臭，而且比糖衣片在贮存期质量稳定。,第三十一页，共一百一十二页。,缓控释薄膜包衣材料 刘洋等采用胃崩型树脂水分(shufn)散体Eudragit NE 30 D为包衣材料，肠溶型 Eudragit L 3 0 D一 55 为致孔剂包衣制备阿昔洛韦缓释微丸,在 p H=6.8 的磷 酸盐缓冲液中可稳定释药1 2 h.缓控释片剂骨架材料双嘧达莫临床上主要用于治疗血栓栓塞性疾病，需长期服药，但其生物半衰期短且主要在胃内吸收,宜制成胃内缓释制剂，采用肠溶型聚丙烯酸树脂、胃溶型树脂和 HPMC为缓释骨架制成胃内飘浮片,可以增加药物在胃内的停留时间，达到减小血药浓度波动、降低毒副作用、便于患者服用的目的.,第三十二页，共一百一十二页。,其他应用固体(gt)分散体材料；微囊囊材；透皮吸收制剂骨架及压敏胶；黏合剂材料。,第三十三页，共一百一十二页。,第三十四页，共一百一十二页。,四、聚甲丙烯酸铵酯,由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙 烯酸氯化三甲铵基乙酯按一定的比例(bl)共（co-）聚(poly-)而成;已收入中国药典2005年版;控释制剂包衣材料or控释骨架材料；安全性同聚丙烯酸树脂。,第三十五页，共一百一十二页。,第二节 乙烯基类均聚物和共聚物,【目的要求】1、熟悉聚乙烯醇，聚维酮，交联聚维酮，乙烯、醋酸乙烯共聚物来源(liyun)与制法2、了解聚乙烯醇，聚维酮，交联聚维酮，乙烯、醋酸乙烯共聚物化学结构3、掌握聚聚乙烯醇，聚维酮，交联聚维酮，乙烯、醋酸乙烯共聚物的性质4、熟悉聚聚乙烯醇，聚维酮，交联聚维酮，乙烯、醋酸乙烯共聚物应用,第三十六页，共一百一十二页。,一.聚乙烯醇(j y x chn)树