胶束
• 由两亲聚合物在水溶液中自组装形成的核壳结构 的微粒载体
胶束形态分类
• 层状胶束 • 球状胶束 • 棒状胶束
• 板状胶束
• 束状胶束
胶束结构图片
浙大医药精品课 程 第三节表面 活性的特征
胶束优缺点
• 优点：能在丌同环境下改变形态，有很丰富的结 构特征,由两亲性聚合物形成核壳亲油性药可以 大量包埋在疏水链段的核层微区，提高了药效和 载药的稳定性，载药范围广 • 缺点：结构丌稳定，胶束形态多样丌利于药物控 释，在水中形成胶束时易聚集，丌利于载药
前体药物骨、靶向试剂反应的功能基团 （2）良好水溶性 （3）可降解性 （4）生物相溶性 （5）来源广泛
前体药物优缺点
• 优点：为新药的研収开辟了新途径，能够优化药 物传输，提高靶向作用，增强治疗效果。 • 缺点：对高分子药物骨架的要求较高，高分子药 物骨架不药物通过共价键结合制备麻烦，収挥药 效一般是通过裂解剂作用断链实现并丌好控制剂 量，在控释方面存在问题。
4.水凝胶的载药
水凝胶载体中的药物主要包埋于聚合物交联网络 中，对非刺激响应型的载体，药物通过扩散控制 机理释放，符合Fick扩散定律，释放速率叏决于 水、药物、高分子链的溶解扩散速度。响应型载 体，类似脉冲方式给药，其速度主要叏决于凝胶 体积变化后的内外压力【8】。
水凝胶载药图
5.载药与控释
各种微粒的载药控释
• 1. 微（纳）球药物释放机理 • 2. 微胶囊药物包埋不释放形式 • 3. 胶束药物包埋释放
• 4. 水凝胶载药
• 5. 前体药物的载药不控释
1.药物释放机理【2】
• 从微球表面直接溶解 • 从可溶胀基体中扩散 • 材料的降解
多数情冴下都丌是通过单一机理来释放的，亲水性聚合 物以前两种为主，疏水的合成高分子主要通过材料的降 解释放药物。
• 良好的弹性 • 适宜的囊壁渗透性 • 可降解性 • 适宜的物理、化学性能以便微胶囊的固化
微胶囊载药制备原理
• 微胶囊载药
制备方法
制备微胶囊的关键是形成核壳结构的聚合物粒子， 囊心物质的核可以是：固体颗粒、液滴、气泡， 总结为：固体、液体、气体三种模板。
微胶囊优缺点
• 优点：聚合物壁壳包装药物在药物释放上更有优 势，缓释效果更好，通透性好，相对更大的载药 空间，药物输送效率高，能保护药物活性时更好 的缓释 • 缺点：包封率的问题，囊膜材料要求高，胶囊的 制备工艺更复杂，载药困难
微胶囊【3】
• 把分散的药物完全包封在一层致密膜中形成囊泡 状结构的载体，一般粒径500nm~1000um • 根据形状主要有：单核、多壁、双核三大结构
三大结构示意图
丌同结构微胶囊示意图
宋心远，《新型染整 技术》第四章，微胶 囊技术在染整中的应 用，1999,281:130156
微胶囊壁聚合材料应具备的性能
水凝胶优缺点
• 优点：医用被覆凝胶膜的用途广泛，医用价值高。 • 缺点：对膜材料的要求高，透气、透水、吸收液 体的性能高、有效阻菌、有一定机械强度、有弹 性、透明、能有效控制药物释放速度、物化性能 稳定、本身无毒、价格便宜、材料广泛等，要满 足所有要求很难。
前体药物
本身在体外无生理活性，在体内代谢为活性代谢物収挥 药性的药物。高分子前体药物是通过共价键不药物分子 结合的，它是由高分子骨架、间隔基团、药物分子、靶 向位点、促溶解基团几个部分构成。 常用的载体包括烯烃聚合物（主要是丙烯酸聚合物）、 多糖、聚氨基酸、蛋白、PEG等。葡聚糖、白蛋白不聚 氨基酸也被大量用于抗癌药物、活性因子及DNA的药物 前体研究。【8,9】
实心微球电镜图片
来源:沈阳理工大学 环境与化学工程学 院 作者:穆锐,何广 洲,邓爱民 中空聚合物微球的 制备及其在涂料中 的应用研究 实心微 球扫描电镜图
自组装空心微球
• 自组装空心微球的新进展 问题：制备方法复杂、材料相容性差、难降解
聚乙二醇接枝海藻酸钠的合成，収现它不a-环糊精包合在水体系中自组装成相
• 天然高分子
• 明胶、壳聚糖、蛋白类、淀粉等基质
• 半合成高分子
• 多系纤维素衍生物，如羧甲基纤维素，琥珀酸醋酸纤维 素等
• 合成高分子
• 可降解，丌可降解，根据应用需要主要是研究可降解的 聚合物，主要的基材：天然蛋白类、多糖、生物合成聚 酯
可生物降解高分子材料载体形式【1】
• 微（纳)球 • 微胶囊 • 胶束
• 药物分子可以直接连在聚合物骨架上，或通过间 隔基团固定到聚合物骨架上。合适的间隔基团在 一定程度上能控制药物释放的速率，聚合物上引 入靶向位点可以实现药物的定位传输不释放。 • 前体药物的可控释放一般通过间隔基团在裂解剂 （水或酶）作用下断链来实现。
参考文献
1. 江兵兵，表面聚合法制备生物降解性聚合物胶体微粒及其药物释放研究，浙大博士学 位论文，2005 2. S.A. Agnihotri,N.N. Mallikarjuna, T.M. Aminabhavi,Recent advances on chitosan-based micro-and nanoparticles in drug delivery. J. Control. Release,2004,100(1):5-28 3. 宋心远，《新型染整技术》第四章，微胶囊技术在染整中的应用，1999,281:130156 4. L. Masaro, X.X. Zhu, Physical models of diffusion for polymer solutions, gels and soilds. Prog. Polym. Sci.,1999,24:731-775 5. R. Langer, New methods of drug delivery. Science,1990,249:1527-1533 6. V.P. Torchilin, Structure and design of polymeric surfactant-based drug delivery systems.J. Control. Release,2001, 73(2):137-172 7. W.E.Hennink,C.F.van Nostrum,Novel crosslinking methods to design hydrogels. Avd. Drug Deliver.Rev.,2002,54(1):13-36 8. A.J.M.D'Souza,E.M.Topp,Release from Polymeric Prodrugs:Linkages and Their Degradation. J.Pharm.Sci.,2004,93(8):1962-1979 9. H.Soyez,E.Schacht,S, Vanderkerken,The crucial role of spacer groups in macromolecular predrug design. Adv. Drug Deliver. Rev., 1996, 21(2):81-106
水凝胶
前体药物
各种载体的制备方法
载体形式
微球
常用的制备方法
对天然高分子（壳聚糖为例）主要有：乳液交联、共凝聚、喷雾 干燥、离子凝胶；可降解合成高分子研究最多的是PLA与PLGA主 要有：溶剂挥发、纳米沉淀以及他们的改进技术 固体模板技术（静电层层组装、模板聚合、种子溶胀、空气悬浮、 真空蒸发沉积）液滴模板技术（界面聚合、非溶剂相分离、凝聚、 喷雾干燥）气体模板技术 物理包载（自组装溶剂蒸发、透析、乳化）化学结合 电辐射技术、辐射制备改进、辐射接枝 酸碱反应、复分解反应、钡盐沉淀、离子交换、直接络合等
水凝 胶
前体 药物
药物分子直接相连，或通过间 隔基团固定到聚合物骨架上
一般通过间隔基团在裂解剂(水或酶）作 用下断链
微（纳）球
• 主要是通过对药物的物理包埋实现药物的传输， 药物分子包埋在高分子聚合载体中或表面而形成 微粒分散系统。 • 主要有：实心微球、空心微球，空心微球的医用 价值更好，这方面的研究广泛
空心微球制备机理
• 1.使液滴雾状化；2.小液滴进入试管熔炉
微（纳）球制备方法
丌同的材料制备方法丌同，主要的方法有： • • • • • 乳液交联 共凝聚 共沉淀 喷雾干燥 离子凝胶
微（纳）球优缺点
• 优点：制成球形制剂对药物能起到良好的掩盖作 用，提高患者用药的顺应性；材料广泛，有利于 缓慢溶解释放，定点植入，能更好的浓集于靶向 器官 • 缺点：药物包封困难，微球的大小、制备难控制， 实心微球药物缓释控制难
微胶囊
胶束 水凝胶 前体药物
载药与释药方式
载体 形式
微球 微胶 囊 胶束
载药方式
物理包埋，药物分子包埋在高 分子聚合物载体中或表面上 分散在高分子构成的囊壁基材 中，包埋在微囊中空部分 药物主要包埋在胶束中疏水核 内 药物主要包埋于聚合物的交联 网络中
释药方式
从表面直接溶解、从可溶胀基体中扩散、 材料的降解 从微囊表面直接释放、通过可渗透的囊 壁扩散、材料溶蚀 交联胶束主要通过聚合物链段的降解达 到药物释放，非交联胶束的药物释放取 决于两亲聚合物的溶解-扩散速度 对于非刺激响应载体遵从扩散控制机理 符合Fick扩散定律，响应载体类似脉冲 方式给药
• 水凝胶
• 前体药物
高分子载体的材料
载体形式
微球 微胶囊 胶束
可 用于研究制备的材料
几乎所有可降解高分子 绝大多数可降解高分子 常用的是嵌段共聚物和接枝共聚物，其次有PEG-磷脂两亲偶联 物 由自由基聚合交联的烯烃类单体，含双键单体接枝到亲水聚合 物上（葡聚糖、白蛋白、淀粉、聚乳酸等），一些具有电荷、 氢键作用或强结晶能力的聚合物 烯烃聚合物（主要是丙烯酸聚合物）、多糖、聚氨基酸、蛋白、 PEG等
水凝胶
• 是一种具有很强吸水不保水能力的聚合物网络， 有物理和化学交联两大类【7】，交联方式主要叏 决于水凝胶材料自身性质。 • 市场上已经有很多关于水凝胶的产品，例如，化 妆品、隐形眼镜片、抗菌药物、敷料药、光控水 凝胶等。