第一篇药物制剂的基本理论第四章微粒分散体系

1、第一篇第一篇 药物制剂的基本理论药物制剂的基本理论 第四章第四章 微粒分散体系微粒分散体系 第一节第一节 微粒分散体系的概念及基本特性微粒分散体系的概念及基本特性 一、微粒分散体系的概念与分类一、微粒分散体系的概念与分类 分散体系分散体系 (disperse system) (disperse system) 是指一种或几种是指一种或几种物质高度分散在某种介质中所形成的体系。物质高度分散在某种介质中所形成的体系。 被分散的物质称分散相（被分散的物质称分散相（disperse phasedisperse phase） 连续的介质称为分散介质（连续的介质称为分散介质（disperse medium

2、disperse medium） 分散体系按分散相粒子的大小分类：分散体系按分散相粒子的大小分类： 微粒微粒 分子微粒分散体系：分子微粒分散体系：1010011001（1010-9 -9 m)m)显微镜下可见，显微镜下可见，不能不能透过滤纸透过滤纸和半透膜，不扩散，不稳定和半透膜，不扩散，不稳定电镜下可见，电镜下可见，能能透过滤纸，透过滤纸，不能不能透过半透膜，扩散慢透过半透膜，扩散慢多相体系不稳定多相体系不稳定电镜下不可见，电镜下不可见，能能透过滤纸和透过滤纸和半透膜，扩散快。均匀分散的半透膜，扩散快。均匀分散的单相体系单相体系 表表4-1 分散体系的分类及特点分散体系的分类及特点 二、微粒

3、分散体系的基本特性二、微粒分散体系的基本特性1.分散性分散性 胶粒具布朗运动、丁泽尔效应、胶粒具布朗运动、丁泽尔效应、 电泳现象电泳现象2.多相性多相性 存在相界面。存在相界面。3.聚结不稳定性聚结不稳定性 粒径小表面积大，表面自粒径小表面积大，表面自 由能高，体系有缩小表面积、降低表面能由能高，体系有缩小表面积、降低表面能 的自发趋势，是热力学不稳定体系。自发的自发趋势，是热力学不稳定体系。自发 聚结的趋势称聚结不稳定性聚结的趋势称聚结不稳定性 。 第一节第一节 微粒分散体系的概念及基本特性微粒分散体系的概念及基本特性 第一节第一节 微粒分散体系的概念及基本特性微粒分散体系的概念及基本特性微

4、微粒粒给给药药系系统统粗分散体系：混悬剂、乳剂、微粗分散体系：混悬剂、乳剂、微囊、囊、 微球（微球（100nm100m）胶体分散体系：纳米乳、脂质体胶体分散体系：纳米乳、脂质体纳米粒、纳米囊（纳米粒、纳米囊（100nm）三、微粒分散体系在药剂学中的应用三、微粒分散体系在药剂学中的应用微粒分散体系在药剂学中具有重要意义：微粒分散体系在药剂学中具有重要意义：由于粒径小，有助于提高药物的溶解速度由于粒径小，有助于提高药物的溶解速度 和溶解度，提高难溶性药物生物利用度。和溶解度，提高难溶性药物生物利用度。利于提高药物在分散介质中的分散性。利于提高药物在分散介质中的分散性。体内分布具有选择性，易被网状内

5、皮系统体内分布具有选择性，易被网状内皮系统 吞噬。吞噬。微囊、微球有缓释作用，减少剂量降低毒性微囊、微球有缓释作用，减少剂量降低毒性改善药物在体内外的稳定性。改善药物在体内外的稳定性。 三、微粒分散体系在药剂学中的应用三、微粒分散体系在药剂学中的应用四、微粒大小与测定方法四、微粒大小与测定方法 微粒大小完全均一称单分散体系；微粒大小完全均一称单分散体系；不均一称多分散体系。不均一称多分散体系。 粉粒大小常用的粒径表示方法：粉粒大小常用的粒径表示方法：此部分内容由第六章粉体学第二节介绍此部分内容由第六章粉体学第二节介绍第一节第一节 微粒分散体系的概念及基本特性微粒分散体系的概念及基本特性 第二节

6、第二节 微粒分散体系的物理化学性质微粒分散体系的物理化学性质 一、微粒分散体系的动力学性质一、微粒分散体系的动力学性质 1. brown运动运动 1827年年brown在显微镜下发现，微粒在显微镜下发现，微粒（ 100nm 斥力，斥力， t负值负值 h增大时，引力与斥力均下降增大时，引力与斥力均下降， t负值负值 h再增大，再增大， t为零为零 第二极小第二极小 h再增大，再增大， 可能可能 r a 曲线出现峰值曲线出现峰值即势垒即势垒，若，若势垒足够势垒足够 大大可阻止微粒相互接近不至聚沉可阻止微粒相互接近不至聚沉 第一极小第一极小势垒势垒h 第三节第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论微粒

7、分散体系物理稳定性相关理论二、二、dlvo理论理论（四）临界聚沉浓度（四）临界聚沉浓度 微粒物理稳定性取决微粒物理稳定性取决总势能曲线上势垒大小总势能曲线上势垒大小，是判断微粒稳定与否的标准。是判断微粒稳定与否的标准。 势垒高度随溶液中势垒高度随溶液中电解质浓度加大而降低，电解质浓度加大而降低，当电解质浓度达到某一数值时，当电解质浓度达到某一数值时，势能曲线的最高势能曲线的最高点恰为零，势垒消失，点恰为零，势垒消失，体系由稳定体系由稳定转为聚沉转为聚沉，这，这就是临界聚沉状态，此时的电解质浓度即为该微就是临界聚沉状态，此时的电解质浓度即为该微粒分散体系的聚沉值。粒分散体系的聚沉值。 二、二、d

8、lvo理论理论 （四）临界聚沉浓度（四）临界聚沉浓度 当规定零势垒为聚沉条件时，聚沉值与微粒大当规定零势垒为聚沉条件时，聚沉值与微粒大小无关。通常势垒为零或很小时才发生聚沉，微粒小无关。通常势垒为零或很小时才发生聚沉，微粒凭借凭借动能动能可克服势垒障碍，一旦越过势垒，微粒间可克服势垒障碍，一旦越过势垒，微粒间相互作用的总势能随彼此接近而降低，最后在势能相互作用的总势能随彼此接近而降低，最后在势能曲线第一极小处达平衡。如势能曲线有较高的势垒，曲线第一极小处达平衡。如势能曲线有较高的势垒，足以阻止微粒在第一极小处聚结，足以阻止微粒在第一极小处聚结，但其在第二极小但其在第二极小处足以阻挡微粒动能，则

9、在此处发生聚结。处足以阻挡微粒动能，则在此处发生聚结。由于微由于微粒间距较远，聚集体呈松散结构，易破坏和恢复，粒间距较远，聚集体呈松散结构，易破坏和恢复，有触变性。有触变性。 第一极小处发生聚结称聚沉。第一极小处发生聚结称聚沉。 第二极小处发生聚结称絮凝。第二极小处发生聚结称絮凝。 第三节第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论微粒分散体系物理稳定性相关理论 三、空间稳定理论三、空间稳定理论 微粒表面微粒表面吸附的大分子吸附的大分子从空间阻碍了微粒相从空间阻碍了微粒相互接近，进而阻碍聚结，称这一稳定作用为空间互接近，进而阻碍聚结，称这一稳定作用为空间稳定作用。稳定作用。 1.体积限制效应理论：体

10、积限制效应理论：吸附在微粒表面的高吸附在微粒表面的高分子长链有多种构型，两微粒接近时彼此吸附层分子长链有多种构型，两微粒接近时彼此吸附层不能互相穿透，因此对每一吸附层都造成空间限不能互相穿透，因此对每一吸附层都造成空间限制，制，从而产生排斥作用。从而产生排斥作用。 第三节第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论微粒分散体系物理稳定性相关理论 三、空间稳定理论三、空间稳定理论 2.混合效应理论：混合效应理论：微粒表面的高分子吸附层可微粒表面的高分子吸附层可以互相穿透，看作是两个一定浓度的高分子溶液混以互相穿透，看作是两个一定浓度的高分子溶液混合，其中高分子链段间及高分子与溶剂间相互作用合，其中高分

11、子链段间及高分子与溶剂间相互作用发生改变。发生改变。若自由能变化为正，则互相排斥，起保若自由能变化为正，则互相排斥，起保护作用；护作用；若为负则起絮凝作用，吸附层促使微粒聚若为负则起絮凝作用，吸附层促使微粒聚结。结。 3.微粒稳定性的判断：自由能变化微粒稳定性的判断：自由能变化0 稳定稳定 第三节第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论微粒分散体系物理稳定性相关理论 三、空间稳定理论三、空间稳定理论 空间稳定效应的存在总势能：空间稳定效应的存在总势能： t= a +r+ s s:空间稳定效应产生的排斥能，微粒空间稳定效应产生的排斥能，微粒很近时趋于无穷大，故第一极小处不可能发很近时趋于无穷大，故

12、第一极小处不可能发生聚沉，聚结多表现为较远距离上的絮凝。生聚沉，聚结多表现为较远距离上的絮凝。空间稳定作用受电解质影响小。空间稳定作用受电解质影响小。 第三节第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论微粒分散体系物理稳定性相关理论 四、空缺稳定理论四、空缺稳定理论 高分子未吸附于微粒表面时，在表面高分子未吸附于微粒表面时，在表面的浓度低于体系溶液中的浓度，形成负吸的浓度低于体系溶液中的浓度，形成负吸附，使微粒表面形成一种空缺表面层，在附，使微粒表面形成一种空缺表面层，在这种体系中使胶体分散体系稳定的理论称这种体系中使胶体分散体系稳定的理论称空缺稳定理论。空缺稳定理论。 第三节第三节 微粒分散体系物

13、理稳定性相关理论微粒分散体系物理稳定性相关理论 五、微粒聚结动力学五、微粒聚结动力学 微粒微粒1m1m不稳定不稳定( (聚沉速度相对快聚沉速度相对快) )（一）快聚结（一）快聚结 t t=0=0时势垒为时势垒为0 0 ，一经碰撞就聚结，聚结速，一经碰撞就聚结，聚结速度由碰撞速率决定，碰撞速率由布朗运动决定即度由碰撞速率决定，碰撞速率由布朗运动决定即由扩散速度决定。由扩散速度决定。 快聚结速度与微粒大小无关，受温度和介质快聚结速度与微粒大小无关，受温度和介质黏度影响。黏度影响。 第三节第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论微粒分散体系物理稳定性相关理论 五、微粒聚结动力学五、微粒聚结动力学（二）

14、慢聚结（二）慢聚结 当势垒存在时，由于排斥作用，聚结速度比当势垒存在时，由于排斥作用，聚结速度比公式预测小。电解质有显著影响，浓度降低聚结公式预测小。电解质有显著影响，浓度降低聚结速度降低。浓度低，反离子少，双电层斥力大。速度降低。浓度低，反离子少，双电层斥力大。（三）架桥聚结（三）架桥聚结 高分子有效覆盖微粒表面时，能发挥空间结高分子有效覆盖微粒表面时，能发挥空间结构的保护作用；当被吸附的高分子只覆盖微粒一构的保护作用；当被吸附的高分子只覆盖微粒一小部分表面时，使微粒对电解质敏感性大大增加，小部分表面时，使微粒对电解质敏感性大大增加，此种絮凝作用称为敏化，可减少絮凝所需的电解此种絮凝作用称为敏化，可减少絮凝所需的电解质用量。这时吸附在微粒表面的高分子聚合物长质用量。这时吸附在微粒表面的高分子聚合物长链可能同时吸附