第五章 药用合成高分子材料
聚乙烯醇在酯、醚、烃及高级醇中微溶或不溶, 但醇解度低的产品在有机溶剂中的溶解度增加。
3.粘度 粘度随聚乙烯醇浓度增加而急剧上升,温度升高 则粘度下降。 4.凝胶化 30度以下存放过程中,由于聚乙烯醇凝胶化作用, 粘度逐渐升高,凝胶化。 聚乙烯醇可以与其他高分子(聚丙烯酸、聚乙二 醇等)混合,形成的凝胶兼具两种聚合物的性质。 5.混溶性 与大多数无机盐有配伍禁忌
2.最低成膜温度 最低成膜温度(MFT)指树脂胶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限,在MFT以下, 聚合物粒子不能发生熔合变形成膜。在含有丙烯酸酯的树脂 中,丙烯酸酯比例越高,MFT越低。 3.机械性质 丙烯酸树脂能够在药上形成具有一定拉伸强度及柔性的 独立薄膜, 主要依赖于分子中酯基与药片表面分子带电负性 原子形成氢键、分子链对药片隙缝的渗透以及包衣液中其他 成分的吸附。
5.用作透皮吸收制剂辅料 PVA凝胶透皮系统,目前已有硝酸甘油、可乐定等易 于透过皮肤的药物的透皮系统问世。 6.聚乙烯醇微球在医药中的应用 通过PVA上的羟基的反应活性,可以把药物分子共价 键或离子键合到PVA的側基上。如茶多酚的聚乙醇缓释 胶囊,不仅提高了茶多酚的稳定性,而且对茶多酚具有 缓释作用。 7.其他应用 聚乙烯醇水凝胶还可作为医用导管材料、伤口敷料、 传感器、软角内膜接触镜、手术缝合线。
PVP 在药学领域中的应用
剂型
片剂 颗粒 包衣剂 胶囊 共沉淀剂 注射剂 口服液 服用药片 杀菌消毒剂
含 PVP 成分
PVP-K30 PVP-K30 PVP-K30 PVP-K30 PVP-K15 PVP-K15 PVP-K15 , K60 PVP-K30 , K90 PVP-I
二、交联聚丙烯酸钠 (一)制备 丙烯酸钠聚合而成,呈胶冻状透明的弹性体 (二)性质 高吸水性树脂材料,在水中不溶,但吸水膨胀 吸水机理:羧酸基团的亲水性,使其可吸引与之配对的可动离 子和水分子,产生很高的渗透压,结构内外渗透压差和聚电 解质对水的亲和力,促使大量水迅速进入树脂内。 (三)应用 外用软膏或乳膏的水性基质;巴布剂的基质的主要材料; 医用尿布、吸血巾等一次性复合卫生材料的主要填充剂
5.渗透性 虽然含季胺基团的渗透型树脂在水中不溶,但季胺盐基 具有很强的亲水性,使其具有一定的水渗透溶胀性质。季胺 基团比例越高,渗透性越大,故渗透型树脂分为高渗型和低 渗型两类。 胃崩型树脂结构中的酯链侧基,具有一定疏水性,渗透 性很小,单独应用在胃肠液中既不溶也不崩,必须添加适量 亲水性物质,如糖粉、淀粉等,使树脂成膜时形成孔隙,利 于水分渗入。 肠溶型树脂不溶解且对水分子的渗透有一定的抵抗作 用,适合用作隔离层以阻滞水分或潮湿的空气渗透。
第五章 药用合成高分子材料
聚氯乙烯
聚丙烯
聚苯乙烯
聚乙烯
低密度聚乙烯包装膜
聚 四 氟 乙 烯
硅 橡 胶
酚醛树脂
聚丙烯
人造心脏---聚氨酯橡胶隔膜
人 工 肾 脏
是一种血液净化装置,它是用高分子材料制成的具有透析过滤 作用的膜,完成过滤和排泄功能。把尿素、尿酸以及外来的有 毒物质排除体外,使患者的生命得以延缓。 透析膜是透析型人工肾的关键。它必须有相当的强度和对血液 的稳定性。能制成极薄片或极细的丝,以增加与血液接触,能 随制造工艺不同,控制膜孔大小以满足血液透析或过滤的需要。 用做透析膜的高分子材料主要有再生纤维素、醋酸纤维素、聚 丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、EVA、聚砜、聚碳酸酯等。
(3)化学反应性 聚丙烯酸可以被氢氧化钠中和,也可以被氨水、三乙醇胺、三 乙胺等弱碱性物质中和。多价金属的碱中和聚丙烯酸生成不 溶性盐。 在较高温度下,聚丙烯酸可以与乙二醇、甘油、环氧烷烃等 发生酯键结合并形成交联型水不溶性聚合物。 (4)毒性 二者均无毒
(三)应用 聚丙烯酸和聚丙烯酸钠主要在软膏、乳膏、搽剂、巴布剂等 外用药剂及化妆品中用作基质、增稠剂、分散剂、增粘剂。 聚丙烯酸有较好的生物黏附性,可作黏膜制剂。
3.助溶剂或分散稳定剂 低分子量的PVP可以在注射液中作为助溶剂或结晶生长抑制剂, 这种增溶作用主要是药物与PVP缔合作用产生的。 4.包衣材料 用作薄膜包衣材料,柔韧性较好,不易破碎
5.用作缓控释制剂 PVP可与许多药物有分子间的缔合作用,可控制缔合程度,延长 药物在体内的释放和吸收 6.其他 眼用药的增稠剂和角膜润湿剂 涂膜剂的主要材料,对皮肤有较强的粘性、无刺激性
四、丙烯酸树脂
(一)来源 实际上是甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸 等单体按不同比例共聚而成的一大类聚合物,在药剂领 域中常用的薄膜包衣材料. 化学结构: [CH2 R1 [ CH2 C ]n2 C=O OR2
CH3 C ]n1
C=O
OH
(二)性质 1.玻璃化转化温度 丙烯酸树脂由于甲基和酯側基的含量、酯側基柔性的差 异,不同型号树脂的玻璃化转变温度有很大差异。 肠溶型甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋共聚物Tg在160℃ 以上 胃崩型丙烯酸树脂的Tg却低达一8 ℃ 渗透型丙烯酸树脂的Tg介于二者之间,约在55℃左右。 共混或加入增塑剂可以降低丙烯酸树脂的玻璃化转变温 度,调节树脂的成膜性。
(一)、制备 用N-乙烯基-2-吡咯烷酮单体催化聚合而成 (二)、性质 1.性状 白色至乳白色粉末,无嗅,可压性良好 2.溶解性 易溶于水,可溶于许多有机溶剂,不溶于醚、烷烃、矿物 油、四氯化碳等 3.粘性 溶液粘性与分子量有关;分子越大,粘度越大 4.化学反应性 化学惰性,能与大多数化合物混溶。 5.生物特性 不参与人体的生理代谢,又具有优良的生物相容性,人 体可从消化道、腹内、皮下及静脉途径接受
第二节 乙烯基类均聚物和共聚物
一、聚乙烯醇
(一)来源 并不是由乙烯醇单体聚合形成的,因为乙 烯醇极不稳定,不存在乙烯醇单体,由聚醋酸 乙烯醇解而成
[ CH2-CH ]n+nC2H5OH
OCOCH3
[ CH2-CH ]n+nCH3COOC2H5
OH
(二)性质 1.性状 白色至奶油色无臭颗粒或粉末 2.溶解性 聚乙烯醇具有极强的亲水性,溶于热水或冷水 中。 分子量和醇解度越大,结晶性越强,水溶性越 差,但水溶液的粘度相应增加;同时醇解度增大, 羟基增多,使聚合物亲水性增强。
二、聚维酮(聚乙烯吡咯烷酮,PVP, Povidonl) 20世纪30年代聚维酮合成成功,1939年 取得专利,聚维酮可提高血浆胶体渗透压, 增加血容量,它在医药品中可作为血浆代用 品使用,用于外伤性出血及其他原因引起的 血容量减少。 聚维酮在医药上有广泛的应用,为 国际倡导的药用新辅料之一。可作为粘 合剂,助流剂,润滑剂,助溶剂,分散 剂,酶及热敏药物的稳定剂。聚维酮还 可与碘合成PVP-I消毒杀菌剂。PVP在医 药上还可用作低温保存剂。采用PVP产 品作辅料的药物已有上百种。
6.成膜性 具有良好的成膜性
7.化学性质 聚乙烯醇是结晶性聚合物,玻璃化转变温度约85℃, 在100℃开始缓缓脱水,干燥及高温脱水时发生分子内 和分子间醚化反应,同时伴有结晶度增加、水溶性下降 以及色泽变化。 聚乙烯醇在化学结构上可以看成交替相隔碳原子上 带有羟基的多元醇。
(三)应用 1.聚乙烯醇的安全性 ① 聚乙烯醇对眼、皮肤无毒、无刺激,是一种安全的 外用辅料。 ②口服聚乙烯醇在胃肠道吸收甚少,长期口服未见肝、 肾损害,大鼠口服LD50>20g∕kg。 2.聚乙烯醇是一种药物膜片基材 用作涂膜剂的成膜材料;用作膜剂的成膜材料;在巴布 膏剂中的应用;在凝胶型制剂中作基质
(三)应用 1.丙烯酸树脂的安全性 它们具有连续的碳氢链结构,在胃内很稳定,不受 消化酶破坏,在体液中溶胀;但不被吸收、不参与 人体生理代谢。口服后以不变的分子形成很快排出, 对人体无害。其广泛应用于片剂、丸剂、颗粒剂、 中药制剂等固体制剂中,是一种优良新辅料。 2.丙烯酸树脂做骨架材料 用作缓释、控释制剂的骨架材料
3.乳化及稳定作用 一方面由于其分子中存在亲水、硫水部分,因而具有 乳化作用;另一方面它可在较大范围内调节两相粘度,大部 分型号均可采用,这是卡波沫运用于乳剂系统的最大伏点。
4.稳定性 固态卡波沫较稳定 宜中和后使用,中和后的聚合物凝胶在正常的条件下不会 水解、氧化 5.生物相容性
(三)应用 1.黏合剂、包衣材料 用作颗粒剂和片剂的粘合剂,用作包衣材料具有衣层坚 固、细腻和滑润感好的特点。 2.局部外用制剂基质 用作软膏、洗剂、乳膏剂、栓剂或亲水性凝胶剂的基质, 具有优良的流变学性质与增湿润滑能力,搽于皮肤表面具有 特别的细腻滑爽感,在皮肤上铺展良性良好. 3.乳化剂、增稠剂和助悬剂 卡波沫具有交联的网状结构,特别适合用作助悬剂
人工膝关节
Байду номын сангаас
3.性质 (1)溶解性 PAA易溶于水,乙醇、甲醇等极性溶剂 PAA-Na溶于水,不溶于有机溶剂 解离度下降,大分子趋向卷曲构象,溶解度下降。 (2)黏度和流变性 溶解度越高,粘度也越大。在低pH和盐溶液中,聚合物的粘性 均减小。 聚丙烯酸及其钠盐的水溶液呈现假塑性流体性质。 在高剪切力下溶液的粘度显著下降,聚合度越高以及溶液浓 度越大,该种流变性质越明显,并表现出较强的触变性。具 备类似凝胶的性质。
3.丙烯酸树脂做薄膜包衣材料 胃溶型树脂薄膜包衣有利于药品防潮、避光、掩色和 掩味; 肠溶型树脂重要用于那些易受胃酸破坏或胃刺激性较 大药物的包衣,也可以作为防水隔离层使用; 单纯渗透型树脂或与其他类型树脂复合运用可控制药 物释放速度。 4. 丙烯酸树脂亦用于制备微囊、用作透皮吸收系统骨架、 压敏胶及直肠用凝胶剂等。
4.缓控释材料 ①卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质。 ②本品可与碱性药物生成盐并形成可溶性凝胶发挥缓释、控释 作用,特别适合与制备缓释液体制剂,如滴眼剂、滴鼻剂等, 同时还可发挥掩味作用。 5.黏膜黏附材料 近年来常利用卡波沫制备粘膜粘附片剂以达到缓释效果,聚合 物大分子链可以与粘膜糖蛋白大分子相互缠绕而维持常长时 间粘附作用,与一些水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好的 效果。