医用高分子载体材料Medical polymer carrier materials摘要：药物高分子载体是随着药物学研究、生物材料科学和临床医学的发展而新兴的给药技术。

高分子材料优良的生物相容性、生物可降解性、降解速率的可调节性以及良好的可加工性能，都为药物制剂的创新提供了便利和可能。

高分子载体材料的合成，高分子材料和所载药物分子的结构关系，提高载药效率，以及药物载体材料的结构，在性能方面，不仅要考虑高分子材料的生物适应性，而且考虑它在体内的分布情况和生物降解性能、降解产物对机体的影响等问题都需要深入研究。

本文结合国内有关医用高分子载体材料方面的研究论文, 阐述了医用高分子载体的概念、种类、作用机理、研究现状、应用以及发展前景。

关键词: 医用高分子载体高分子载体药物控制释放肿瘤给药系统应用Abstract：The development of pharmacology, biomaterials and clinical medicine brings on a new administration method, namely medical polymer carriers. The excellent biocompatibility, bio-degradability, adjusted degradation velocity and processing property of polymer materials facilitate the pharmaceutical preparation. Many problems, such as biocompatibility of polymer materials, in vivo distribution, in vivo degradability, and effect of degradable products, all need further researches in the fields regarding the synthesis of polymer carriers, the correlation between polymer materials and carrying drug molecules, raising the efficiency of drug carrying, the structure and property of the drug carriers. Based on the relevant domestic medical polymer carrier material research papers, expounds the concept of medical polymer carrier, type, function mechanism and research status quo, application and development prospect.Keywords：medical polymer carrier polymer drug carrier control release tumor drug delivery system application1. 引言20世纪60年代化学家们提出将高分子材料应用于生物药物领域，制备高分子药物是改善药物最有效的方法之一。

高分子载体药物可以通过剂型改变，控制药物释放速度，避免间歇给药使血药浓度呈波形变化，从而使释放到体内的药物浓度比较稳定，还可以通过释放体系使药物送达体内特定部位，而对身体其它部位不起作用。

载体药物技术的关键是载体材料的选择，目前已有各种高分子材料和无机材料被用于载体药物的研究，但对材料的选择必须满足组织、血液、免疫等生物相容性的要求。

此外，载体药物的制备也很重要, 因为这将影响到载体药物的给药效率[1]。

良好的高分子载体材料应该有足够的体内循环时间以使药物达到靶向目标，而且能够完全排出体外而减少在体内的长时间积累。

利用具有生物相容性和生物可降解性的高分子材料作为载体的抗肿瘤药物可在病灶部位选择性地释放药物，能极大地提高药物的生物利用率，有效地降低药物的毒副作用和用药剂量，是目前药物释放领域研究的热点。

高分子药物载体本身没有药理作用，也不与药物发生化学反应，但与药物连接后能改善药物的性质，药物和载体之间通过微弱的氢键或者共价键形成药物复合物。

高分子载体材料在其中起着十分重要的作用：(1)增加药物的作用时间；(2)提高药物的选择性；(3)降低小分子药物的毒性；(4)克服药剂构型中所遇到的困难问题；(5)将药物输送到体内确定的部位(靶位)。

药物释放后，高分子载体不会在体内长时间积累，可排出或水解后被吸收[2]。

2. 医用高分子载体材料概念2.l 高分子载体药物指将本身没有药理作用，也不与药物发生化学反应的高分子作为药物的载体，但二者间可存在微弱的氢键结合力形成的一类药物，可以实现药物的有效控制释放，在高分子载体上连接功能部位可以实现定向给药[3]。

2.2靶向制剂系指一类能使药物浓集于靶器官、靶组织、靶细胞且疗效高、毒副作用小的靶向给药系统[4]。

2.3 药物与高分子载体的连接一般先将小分子药物连接在单体上，然后聚合，也可以直接往高分子载体上枝接。

无论采用何种方式，都需注意反应条件，以避免连接过程对药物产生不良影响[4]。

3. 医用高分子载体材料的种类随着许多新性能高分子材料的涌现以及医药制剂工业的迅猛发展,高分子载体被越来越广泛地应用于新药的研究与开发中。

生物可降解性是目前对药物的高分子载体的一般要求，主链含杂原子的高分子通常具备生物可降解性，如聚酯、聚氨基酸、聚酰胺、聚酸酐、多糖等，其中聚乳酸、聚氨基酸、多糖等被广泛用做药物载体，原因是它们都来自天然产物，与活体有良好的相容性，表现出低毒性和高活性。

目前，用作药物载体的高分子材料可分为天然高分子材料、半合成高分子材料、合成高分子材料[5,6,7,8]。

3.1天然高分子载体药物天然高分子材料稳定、无毒、成膜性较好，是最常用的载体材料，其中主要包括胶原、阿拉伯树胶、海藻酸盐、蛋白类、淀粉衍生物。

近年来研究较多的是壳聚糖、海藻酸盐，而源于蚕丝的丝素蛋白则显示出巨大的潜力。

胶原：可应用于医药领域的一个主要原因在于它经过自聚和交联，可形成具有一定强度和稳定性的结构，用弱酸水提取后可制成多种形式的药物载体系统。

在制备以胶原为载体的药物释放系统中需加入交联剂，例如戊二醛、碳二亚胺、酞基叠氮化物等，以便增加强度、减慢分解，从而延长药物释放时间。

将胶原与有治疗作用的酶或药物分子反应，通过共价键结合，形成固定化酶系统和控制药物释放系统同样是一种有用的途径。

例如，将牛皮胶原巯基化后，与溶菌酶通过二硫键结合，此系统可保持酶活性一个月不变。

壳聚糖：甲壳素的主要衍生物，是甲壳素脱除乙酰基后的产物：脱乙酰甲壳素，又名可溶性甲壳素。

壳聚糖具有与粘多糖相似的结构特点，后者在组织中分布广泛，是细胞膜有机组成成分之一，故壳聚糖具有优异的生物相容性；具有良好水溶性的β-环糊精聚合体也是一种较为理想的药物载体。

3.2半合成高分子载体药物半合成高分子包括羧甲基纤维素、邻苯二甲酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲纤维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等。

其特点是毒性小、黏度大、成盐后溶解度增大，由于易水解，故不宜高温处理，需临时现用现配。

3.3合成高分子载体药物合成高分子如聚碳酯、聚氨基酸、聚乳酸、聚丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚氰基丙烯酸烷酯、乙交酯-丙交酯共聚物、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物，ε-己内酯与丙交酯嵌段共聚物、聚合酸酐及羧甲基葡萄糖等，其特点是无毒、化学稳定性高。

聚乳酸：聚乳酸及其共聚物被用作一些半衰期短、稳定性差、易降解及毒副作用大的药物控释载体，有效地增加了给药途径，减少给药次数和给药量，提高药物利用度，减少了药物对肝、肾等的副作用。

目前以聚乳酸为载体的药物的研究主要是抗生素及抗癌用药、多肽药物及疫苗、激素及计生用药、解热镇痛剂、神经系统用药等[9]。

武汉大学的范昌烈等[10]将乳酸与磷酸酯共聚作为释药材料和药物载体，由于人的体内含磷酸酯和聚磷酸酯，所以该材料具有良好的生物相容性同时还被赋予了类似天然物质的性质。

孙洁等[11]将肝素与高分子载体(乳酸-羟基乙酸共聚物)相结合，将其植入兔眼后房内，发现其可明显提高并长期维持房水中的肝素浓度，有效抑制后发性白内障的发生，且该方法毒副作用小，是一种安全、有效的给药方式。

聚乙烯吡咯烷酮的羧酸盐可以作为载体与马来酸结合，将药物运送到肾脏和膀胱，成为对肾脏系统具有瞄定作用的药物释放体系。

Yoshioka等研究发现，聚乙烯吡咯烷酮与苯乙烯形成的共聚物会积累在脾脏，而与乙烯基月桂酸酯形成的共聚物会积累在肝脏。

利用这一特点，就可以设计出优良的聚合物载体，以瞄准脾脏和肝脏给药，实现对不同部位的治疗[4]。

4. 医用高分子载体材料的作用机理[12]根据药物在体内的代谢动力学以及载体药物的设计思想，Rngsdorf提出一个高分子导向药物的模型。

对于一个具有生物活性的高聚物，其主链至少应由3 个不同的结构单元所组成，第一个单元用来使得整个药物可溶并且无毒，称之为增溶部分；第二个单元是连接治疗药物的区域，称之为药物部分；第三个单元对应于传输系统，它的作用是负责将药物运送到病变部位。

对于高分子载体药物的导向作用, Rngsdorf提出了有关以高分子为载体药物的“Piggyback细胞摄粒”的导向机理。

他认为游离的小分子药物可通过与细胞壁作用或与胞壁蛋白的活性作用而穿过细胞壁进入细胞，而高分子的相对分子质量较大，分子链较长，分子结构较复杂, 这一系列性质阻碍了它自由穿越细胞壁。

当以高分子为载体的导向药物接近细胞壁时，如果能被细胞壁吸附，就可以产生一种细胞摄粒作用，通过这种作用进人细胞，吸附作用对于高分子导向药物的吸收是起决定作用的，它是一个与高分子相对分子质量以及高分子电荷有关的过程。

吸附之后，细胞壁产生变形、折叠，将高分子药物包围起来，产生细胞摄粒作用。

此时，细胞内产生一种具有消化功能的含酶的溶菌体，这种溶菌体对细胞壁摄取进来的粒子产生作用，使得高分子载体降解，或者将药物断裂下来。

由于药物已被连接到高分子链上，不再像游离药物一样自由穿过细胞壁，它在细胞间的穿越只能遵循特定的细胞摄粒作用，由此它们便可以在具有高的细胞摄粒作用的细胞中富集。

通过改变药物的传输体系，即改变传输部分高分子的链结构和相对分子质量，就有可能提高或抑制细胞摄粒作用及溶酶过程。

例如对于相对分子质量较大的高分子药物载体，细胞无法将其摄取进细胞内，这种载体药物主要是将药物固定在高分子载体上，与细胞表面接触，通过细胞表面各种受体传导各种信号，引起细胞内一系列的反应机制。