生物医用高分子概述

生物医用高分子概述第1页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物医用高分子内容1、医用高分子概述2、生物降解高分子3、聚乳酸(聚丙交酯)4、聚内酯的改性5、血液相容性高分子6、药物释放体系7、组织工程第2页，共125页，2023年，2月20日，星期六1、医用高分子概述ConceptofBio-medicalPolymer第3页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物医用材料国际标准化组织（ISO）的定义：生物医用材料是指以医疗为目的，用于和活组织接触以形成功能的无生命材料，包括具有生物相容性的或生物降解的材料。生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复或替换人体损伤组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料第4页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物医用材料的分类生物医用金属材料---BiomedicalMetallicMaterials生物医用高分子材料---BiomedicalPolymer

生物高分子材料或生物医用高分子材料是指在生理环境中使用的高分子材料，包括人工合成的高分子材料及天然高分子材料如蛋白质、多糖等。生物医用无机非金属材料或生物陶瓷---BiomedicalCeramics生物医用复合材料---BiomedicalComposites生物衍生材料---BiologicallyDerivedMaterials第5页，共125页，2023年，2月20日，星期六体内植入材料（invivo）

人工器官和修复矫正材料人工心瓣、血管、皮肤、角膜、关节、骨、齿科材料、缝合线、药物、……半体内应用的材料（exvivo）

一般在体外应用，但应用时和体内的呼吸系统、血液循环系统或体液相连接的材料人工胃、肺、导管、透析器、透析膜、接触眼镜、……

体外应用的材料（invitro）医疗器械、酶、抗体、细胞、激素等的担体、分离材料、人工代谢器、生物传感器、……第6页，共125页，2023年，2月20日，星期六天然衍生材料初始原料来自于动、植物或者人体，而后经过物理或化学方法加工、处理得到的材料。包括天然的无机衍生生物材料和天然的有机衍生生物材料。第7页，共125页，2023年，2月20日，星期六有机材料生物惰性材料聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚酯、硅橡胶、…生物降解材料

第8页，共125页，2023年，2月20日，星期六会引起生物材料在体内变化的因素生理活动中骨骼、关节、肌肉的力学性动态运动细胞生物电、磁场和电解、氧化作用新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应细胞粘附吞噬作用体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用要求又高、又严格第9页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物相容性分类和要求抗血小板血栓形成抗凝血性抗溶血性血液相容性抗白细胞减少性抗补体系统亢进性抗血浆蛋白吸附性抗细胞因子吸附性

生物相容性细胞粘附性无抑制细胞生长性细胞激活性组织相容性抗细胞原生质转化性抗炎症性无抗原性无诱变性无致癌性无致畸性

第10页，共125页，2023年，2月20日，星期六●组织相容性

短期接触性长期接触性无急性毒性

无致敏作用无致炎作用无致畸作用

无致癌作用能与组织结合耐腐蚀

●相应的力学性能

●耐老化性

●可加工性

●可灭菌性第11页，共125页，2023年，2月20日，星期六不同灭菌技术的条件l干热法…………….160～190℃l高压蒸汽法…………125～135℃/15～25分钟l辐照法………….Co60辐照强度125×104Redl环氧乙烷熏蒸法…………….………….30分钟l福尔马林蒸汽熏蒸法…………….……...2小时l

酒精消毒灭菌法………….………….…30分钟第12页，共125页，2023年，2月20日，星期六各种灭菌技术的比较灭菌方法优点缺点干热法无毒性残留物使材料软化、熔化、变形、降解高压蒸汽法简便、无毒性残留物使材料变形、降解辐照法穿透性强对材料反应性弱见效快需专门设备使材料变质、交联、断链环氧乙烷熏蒸法穿透性强温度低对材料无反应需专门设备有毒性残留物可能过程耗时长福尔马林熏蒸法简便、可能发生反应有毒性残留物可能酒精浸泡法简便、无毒性残留物可能使材料溶解、变形使所含的药物溶出第13页，共125页，2023年，2月20日，星期六灭菌技术选择的参考参考依据参考因素材料性能不同材料性能不同耐热性——软化、变形、熔化、分解化学稳定性——水解性能反应性能耐辐照性溶解性相关因素

是否含有其它物质保证所含物质（生长因子、药物）不受损失具体的使用目的与部位采用最可靠、简便的灭菌方法第14页，共125页，2023年，2月20日，星期六化学生命与健康高分子生物医用高分子第15页，共125页，2023年，2月20日，星期六

看文献 实验设计 计算 化学反应 提纯 分析 测试 加工 鉴定 动物试验 论文、报告 国家审查 临床试验 国家审查 产品

研究周期长第16页，共125页，2023年，2月20日，星期六利用合成高分子材料的优点可以通过分子设计后化学合成种类多性能可以调节和控制加工性可以大规模生产能优良产品性能重复性好价格便宜第17页，共125页，2023年，2月20日，星期六2、生物降解高分子

BiodegradablePolymer第18页，共125页，2023年，2月20日，星期六引起高分子降解的因素热——热降解辐照（光、UV线、g射线）——光降解、辐照降解氧化（O2、O3）——氧化降解辐照+氧化——光氧化降解水——水解降解微生物、酶——生物降解机械力——机械降解声波——超声降解环境——环境降解第19页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物降解材料

生物降解材料是指在生理环境下构成材料的分子能自动断裂、从大分子变成小分子、从不溶解变成能溶解，从而能逐渐被机体代谢或吸收的材料第20页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物降解材料分类来源材料种类材料举例天然材料天然无机物羟基磷灰石珊瑚礁等天然衍生材料甲壳素、壳聚糖、海藻酸盐、胶原蛋白、葡聚糖、透明质酸、明胶、琼脂等合成材料合成高分子脂肪族聚酯、聚酸酐、聚膦腈、聚原酸酯、聚醚等第21页，共125页，2023年，2月20日，星期六天然衍生材料初始原料来自于动、植物或者人体，而后经过物理或化学方法加工、处理得到的材料。包括天然的无机衍生生物材料和天然的有机衍生生物材料。第22页，共125页，2023年，2月20日，星期六降解机制材料在体内的降解和吸收是受生物环境作用的复杂过程，包括物理、化学和生化因素。物理因素主要是外应力化学因素主要有水解、氧化及酸碱作用生化因素主要是酶和微生物*由于植入体内的材料主要是接触组织和体液，因此水解（包括酸碱作用和自催化作用）和酶解是最主要的降解机制第23页，共125页，2023年，2月20日，星期六水解机制◆天然聚合物在生物中的降解，首先被水解或氧化降解为小分子，然后再被吸收排泄。可降解的合成高分子材料的降解主要是水解。水解降解过程可以被酸、碱或酶所催化。◆高分子量固态聚合物装置从植入体内到消失，是由不溶于水的固体变成水溶性物质的过程，这个过程称为溶蚀。◆分子链断裂是降解的第一阶段；吸收是第二阶段：即进入体液的降解产物被细胞吞噬并被转化和代谢。◆当分子量小到可溶于水的极限时（如数均分子量Mn5000道尔顿左右的聚酯），整体结构即发生变形和失重，逐步变为微小的碎片并进入体液。第24页，共125页，2023年，2月20日，星期六酶解机制聚合物前期的水解过程不一定需要酶参加，但水解生成的低分子量聚合物片段可能需要通过酶的作用转化为小分子代谢产物酶促水解和酶促氧化反应是材料在体内降解吸收的重要因素，酶在一定程度上影响降解机制和速度酶促水解机制：容易水解的聚合物，在体内可能同时存在单纯水解和酶催化水解两种作用第25页，共125页，2023年，2月20日，星期六容易被水解酶降解的聚合物：聚酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚α-氰基丙烯酸以及某些聚酯型聚氨酯*酶促氧化机制：主要是一些非水解性聚合物材料在体内最后是通过吞噬细胞和巨细胞内吞作用而吸收代谢。体内的酶都参与了这个转化反应，而过氧化歧化酶（SOD）则起到加速转化的作用*自由基作用机制：氢氧自由基是引起降解的重要因素。例如，聚乳酸在有过氧化氢和二价铁离子的介质中，比在单纯水介质中的降解速度加快了近一倍第26页，共125页，2023年，2月20日，星期六含有可水解基团高分子的降解模式

高分子类型主链的键合形式降解产物聚酯-C-C-O-C--C-OH＋HO-C-OO聚醚-C-O-C--C-OH＋HO-C-聚氨酯-C-O-C-N-C--C-OH＋CO2＋H2N-C-OH聚酰胺-C-C-N-C--C-C-OH＋H2N-C-OHO

合成类生物降解高分子第27页，共125页，2023年，2月20日，星期六聚乙醇酸（聚乙交酯）（PGA）聚乳酸（聚丙交酯）（PLA）聚己内酯（PCL）聚羟丁酯（PHB）聚羟戊酯（PHV）聚羟基酸（PHA）脂肪族聚酯

第28页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物降解性：指在自然环境下可由于微生物等生物作用而分解的性质

*严格地说，指由于生物所具有的酶而分解的性质。不包括非酶的水解和溶解。在土壤中和海水中由于酶而降解的高分子材料，称为生物降解性塑料。★生物吸收性：指在人体内由于酶或非酶作用而降解，而降解产物可被机体吸收、代谢的性质。*包括材料并未降解，而是在溶解状态下被吸收的情况,如胶原等可由于酶的作用而降解的天然高分子。第29页，共125页，2023年，2月20日，星期六材料在体内的吸收和排泄组织和细胞生物学方法是研究材料在体内吸收过程的主要手段，可用以评价材料的组织反应和生物相容性。用同位素标记方法可以定量地研究材料在体内的降解、吸收和排泄。材料本身的化学结构，其中聚合物主链的易水解性和单体的亲水性是最要的因素。不同主链结构的合成高分子在中性水介质中降解的难易程度从大到小排列如下：聚酸酐>聚原酸酯>聚羧酸酯>聚氨基甲酸酯>聚碳酸酯>聚醚>聚烃类第30页，共125页，2023年，2月20日，星期六影响高分子生物降解性的主要因素化学组成

分子中包含的可水解基团的种类和含量?

分子主链的柔性?分子形态结构橡胶态(?)玻璃态(?)结晶态(?)亲/疏水性

含亲、疏水两种基团只含单一种水基团

第31页，共125页，2023年，2月20日，星期六图生物降解高分子的分子量、强度和质量随降解时间的变化第32页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物降解材料是一类十分重要的生物材料，在临床医学具有重要、广泛的应用新生物降解材料的出现可以促进医疗技术的改革生物降解材料具有极高的经济效益第33页，共125页，2023年，2月20日，星期六3、聚乳酸(聚丙交酯)

Poly(lacticacid)

Polylactide第34页，共125页，2023年，2月20日，星期六-(CH2)5-C-O-HO-R-OHNH2-R-NH2NH2-R-OHO＋e-己内酯聚己内酯催化剂引发剂Ti(OBu)4SnCl2·2H2OC16H30O4Sne-己内酯的开环聚合第35页，共125页，2023年，2月20日，星期六

乳酸 聚乳酸

早期m.w.<4000无实用性

1995年，日本Mitishi公司Ajioka

溶液缩聚法PLA:m.w.30×104

2000年SungILMoon等本体聚合法高分子量PLA

缺点

n催化剂有毒、难除去

n分子量难以进一步提高

n分子量分布难以控制直接缩聚法第36页，共125页，2023年，2月20日，星期六0.5nSn(Oct)2聚丙交酯,聚乳酸

O

HO-[C-CH-O-]n-H

＋

CH3＋n/2H2On羟丙酸,乳酸

CH3HO-CHCOOH聚丙交酯的合成

Polylactide(PLA)+

2H2OZnOorSb2O3第37页，共125页，2023年，2月20日，星期六扩链法

异氰酸酯偶联扩链法-N=C=OTDIMDIHDI六亚甲基异氰酸酯(HDI)偶联

O=C=N-(CH2)6-N=C=O第38页，共125页，2023年，2月20日，星期六

乳酸 丙交酯 聚乳酸

（分子量可达70~100×104）n

阴离子开环聚合引发剂：碱金属化合物、醇钠、醇钾、丁基锂

l

反应速度快、活性高、可溶液或本体聚合

l

副反应不易消除、不易得高分子量产物n

阳离子型开环聚合引发剂：质子酸或路易斯酸、烷基化试剂

l

不易发生消旋反应n

配位开环聚合催化剂：有机铝、有机锡、稀土化合物间接法第39页，共125页，2023年，2月20日，星期六是乳酸的环状二聚体.存在两种光学异构体.L-丙交酯是自然形成的异构体.DL-丙交酯是D-丙交酯和L-丙交酯的混合体.L-乳酸+L-乳酸→L-丙交酯d-乳酸+d-乳酸→D-丙交酯l-+d-→ld-丙交酯DL-丙交酯丙交酯第40页，共125页，2023年，2月20日，星期六无毒生物可降解生物相容性好力学性能优良第41页，共125页，2023年，2月20日，星期六聚丙交酯降解

聚丙交酯乳酸（三羧酸循环）水+二氧化碳

水（降）解第42页，共125页，2023年，2月20日，星期六PLA的改性接枝共聚

PLA—淀粉接枝共聚物

PLA—葡萄糖接枝共聚物

共混改性与降解性高分子共混

——PGA、PCL、PHB、PHBV

淀粉、纤维素、甲壳质与非降解性高分子共混

——PEG、PVA、PVAC

天然橡胶、聚异戊二烯、PMMA

第43页，共125页，2023年，2月20日，星期六图聚乳酸分子量、强度和质量随降解时间的变化分子量◆M.W.◆[h]力学性能◆强度◆伸长质量◆失重第44页，共125页，2023年，2月20日，星期六高分子的降解机理表面降解本体降解第45页，共125页，2023年，2月20日，星期六自催化降解机理PLA的降解产物是小分子乳酸，可进一步催化酯链的水解降解——酯链断裂.材料表面的乳酸容易扩散到周围的介质中，不会产生对水解降解的催化作用——表面降解慢.材料内部的乳酸难以扩散到周围的介质中，造成乳酸的积聚，进一步催化酯链的断裂——内部降解快.第46页，共125页，2023年，2月20日，星期六

降解速率本体降解速率表面>

降解速率多孔

降解速率致密>第47页，共125页，2023年，2月20日，星期六图真菌对体外降解PLGA(50/50)失重的影响*

(■)有真菌;(●)无真菌*真菌种类:FusariumL023第48页，共125页，2023年，2月20日，星期六图真菌对体外降解PLGA(50/50)吸水率的影响*

(■)有真菌;(●)无真菌*真菌种类:FusariumL023第49页，共125页，2023年，2月20日，星期六在实际应用中，对材料种类、形状、结构的选择，以及对材料的保存，必须仔细考虑材料的降解性能和降解机理第50页，共125页，2023年，2月20日，星期六4、聚内酯的改性

PolylactoneModification

第51页，共125页，2023年，2月20日，星期六聚内酯代谢途径

聚乙交酯乙醇酸聚丙交酯乳酸三羧酸循环水+二氧化碳聚己内酯分子量小于5000吞噬细胞吞噬降解降解第52页，共125页，2023年，2月20日，星期六人体组织、器官的治愈时间皮肤组织3~10天被膜组织15~30天内脏器官1~2月硬组织2~3月大器官半年以上第53页，共125页，2023年，2月20日，星期六

l

化学方法 ◆本体改性

l

物理方法 ◆表面改性

▲共聚反应

在高分子分子设计的基础上，通过将不同性质

单体分子的共聚，使材料满足性能要求

▲高分子共混

将不同性能的高分子按一定比例混合，以达到

性能要求

▲高分子表面改性

用物理或化学的方法和手段，使材料表面引入

某些基团，从而具有要求的表面性能

高分子改性方法第54页，共125页，2023年，2月20日，星期六影响高分子生物降解性的主要因素

化学组成

分子中包含的可水解基团的种类和含量?

分子主链的柔性?分子形态结构橡胶态玻璃态结晶态亲/疏水性

含亲、疏水两种基团只含单一种水基团

第55页，共125页，2023年，2月20日，星期六调节生物降解高分子降解速度的依据影响因素影响规律化学组成易水解基团多降解速度快分子量分子量高——降解速度慢亲/疏水性含水率高——降解速度快结晶型/无定型无定型——降解速度快形状表面积大——降解速度快环境——温度pH值湿度酶、微生物体内/体外降解速度——随温度升高而加快——碱性≥酸性≥中性——有水≥干燥——促进加快——体内≥体外第56页，共125页，2023年，2月20日，星期六共聚(丙交酯-乙交酯)(PLGA)丙交酯乙交酯+0.5n0.5mSn(Oct)2

O

O

~-[C-CH2-O-]m--[C-CH-O-]n-~

CH3共聚(丙交酯-乙交酯)第57页，共125页，2023年，2月20日，星期六图PLA和PGA均聚物及共聚物植入鼠组织的半降解寿命第58页，共125页，2023年，2月20日，星期六通过在PLGA中引入柔性且溶解性优的PCL链段改善PLGA的力学性能PCL链段：脆性减小、柔性提高通过调节共聚物的组成，降低聚合物的玻璃化转变温度PCL链段：玻璃化温度PGLC改性效果

第59页，共125页，2023年，2月20日，星期六聚乙二醇(PEG)

HO-[CH2CH2O]n-H无毒亲水性好可溶于水和多数有机溶剂无免疫原性具有功能性的羟基第60页，共125页，2023年，2月20日，星期六

H-[-O-(CH2)5-C-]m-

-[O-(CH2)2-]On--[C-(CH2)5-O]m-HOO

PCL

PEO

PCLPCL-PEO-PCL三嵌段共聚物(PCE)HO-[CH2CH2O]n-H＋2m第61页，共125页，2023年，2月20日，星期六PCE降解机理酯键随水解反应而断裂

~CL-CL-CL--PEO--CL-CL--PEO-CL-CL~

2.部分

PEO

链段被从聚酯链上断下+PEO-PEO-3.断下的PEO

链段被溶解于降解介质之中第62页，共125页，2023年，2月20日，星期六不同生物降解材料共混改性比较共混用生物降解材料淀粉、纤维素生物降解合成高分子分散方法机械混合热熔混合分散状态宏观分散分子分散对透光性影响大小对气密性影响大小加工成型性能无法成薄膜和细纤维能成薄膜和细纤维崩解碎片大小大小价格较低较高第63页，共125页，2023年，2月20日，星期六根据高分子的特点，可在高分子分子设计的基础上，通过内酯单体同其它不同性质的单体或高分子的共聚，或者通过聚内酯高分子同其它不同性质材料的共混，实现高分子的本体改性，得到具有要求降解速率和力学性能的高分子材料第64页，共125页，2023年，2月20日，星期六5、血液相容性高分子BloodCompatiblePolymer第65页，共125页，2023年，2月20日，星期六

红细胞

血细胞白细胞、淋巴细胞

血小板

血液蛋白（白蛋白、纤维蛋白

球蛋白、水溶性蛋白）

血浆糖

脂肪

电解质有形成分无形成分血液的组成第66页，共125页，2023年，2月20日，星期六*血液通过心脏、血管循环全身。

**血循环作用：将取自肺部的氧气及消化道的营

养物质（氨基酸、糖、脂肪）水和无机盐等传

输到身体的各部组织。同时从各组织中把CO2、

尿素等废物送至肺脏和排泄器官排出体外。在

新陈代谢中起运输和补给作用。同时也在保持

身体的酸碱平衡、水平衡、调节体温、抵抗病

菌、输送激素和酶等方面起着重要作用。

***血液量：一般成年人的血液总量越占体重的

7~8%。第67页，共125页，2023年，2月20日，星期六血液相容性

材料与血液接触后不引起血浆蛋白变性不破坏血液的有效成分不导致血液凝固和血栓形成

的能力第68页，共125页，2023年，2月20日，星期六抗血小板血栓形成抗凝血性抗溶血性血液相容性抗白细胞减少性抗补体系统亢进性抗血浆蛋白吸附性抗细胞因子吸附性第69页，共125页，2023年，2月20日，星期六凝血◆机理:血浆蛋白在材料表面的吸附白蛋白、球蛋白和各种糖蛋白的竞争吸附，在表面形成复杂的蛋白质吸附层。

根据材料的表面性质、吸附蛋白质的不同可引起不同的凝血途径。◆过程:血浆由流动状态转变为胶冻状态的过程；是由多种酶催化、涉及血细胞和血浆蛋白一系列生化反应的结果。第70页，共125页，2023年，2月20日，星期六蛋白质吸附外部材料（红色血栓）纤维蛋白＋血小板凝聚＋包埋红细胞可能的凝血机制血小板凝聚（白色血栓）低流速高流速血流

生成栓塞第71页，共125页，2023年，2月20日，星期六√材料表面的物理和化学性质

√血液在材料表面的流动情况

√血液性质影响凝血的因素第72页，共125页，2023年，2月20日，星期六◆惰性表面（低界面能表面）

天然机体：5尔格/厘米

一般高分子：25－100尔格/厘米

金属、无机盐：500-5000尔格/厘米

◆负电荷表面：正常血管膜-8~-13mV

◆非均相表面（微相分离结构）

微区尺寸：~100A表面

（血小板同糖蛋白距离）

◆疏松结构表面：水凝胶表面材料表面性质的影响第73页，共125页，2023年，2月20日，星期六

在合成材料中结合抗凝血物质

前列腺素、肝素、凝血酶物质、尿激酶

增加活性组织在材料表面的生长和再生

内皮细胞的生长

材料同生物活性组织共沉淀

胶原蛋白、血纤维蛋白、白蛋白、葡聚糖、

胶原蛋白/氨基葡糖

第74页，共125页，2023年，2月20日，星期六与血液相接触装置的常用材料l

血袋及导管-----聚氯乙烯（PVC）硅橡胶聚乙烯

…

透析膜和透析管----纤维素及其衍生物聚丙烯聚砜

…

人工血管、心脏瓣膜--聚酯（PET，Dacron） 聚四氟乙烯（Teflon）、 膨化聚四氟乙烯（ePTFE） 聚醚氨酯（PEU）

…第75页，共125页，2023年，2月20日，星期六表用于心血管系统的生物材料及其主要用途材料用途医用或外科手术编织聚酯管状导管动脉修复膨体聚四氟乙烯管状导管动脉修复有机硅弹性体（PDMS）管材ECC活性部分导管聚氨酯管材、涂层、静电成型导管、微孔壁导管导管、起搏器导线、小口径动脉修复塑化PVC管材导管乳胶可充气球装配动脉内导管血管成型术再生纤维素半渗透膜血液透析醋酸纤维素聚砜第76页，共125页，2023年，2月20日，星期六血液相容性

用于人工肾、人工器官等医用高分子材料

必须具备的重要性质

凝血时间

血浆凝集时间

血小板及血球滞留

血浆蛋白吸附

血球变形

渗透压

溶血

PH

血氧量

金属离子含量

…第77页，共125页，2023年，2月20日，星期六血液相容性是数十年来未能克服的重要科学课题，正有待进一步克服解决。第78页，共125页，2023年，2月20日，星期六6、药物释放体系

DrugDeliverySystem

(DDS)第79页，共125页，2023年，2月20日，星期六影响药物释放行为因素药物载体的性质

材料的组成、组分、分子量、结晶度、亲/疏水性、形态结构

药物的剂型

基板型、贮存型、形状、大小、表面积药物的性质

亲/疏水性、生物活性、分子量第80页，共125页，2023年，2月20日，星期六服药后血药浓度的经时变化第81页，共125页，2023年，2月20日，星期六理想的药物制剂[1]使血药浓度或需药部位的药物浓度维持在一定的浓度范围；[2]在达到疗效的前提下，尽量减少药物用量；[3]将药物直接送到病患部位；[4]减小药物的毒副作用，并安全、可靠；[5]服用方便，易于被患者接受；[6]在通常环境下具有一定的物理和化学稳定性。第82页，共125页，2023年，2月20日，星期六药物释放体系第一代：传统型药物制剂第二代：缓释型药物制剂（DSRP）（1950年代起）第三代：控释型药物制剂（CRP）（1970年代起）第四代：靶向型药物制剂（TDDS）（1980年代起）第83页，共125页，2023年，2月20日，星期六药物载体

辅料

药物制剂组成药物

药物制剂第84页，共125页，2023年，2月20日，星期六药物药物制剂中真正具有治疗作用的成分，是由药物学家通过设计、合成和分离后得到的真正具有药效的化学成分第85页，共125页，2023年，2月20日，星期六在药物制剂中起着负载药物、影响药

物的溶出或扩散速度，从而起着对药

物缓释、导向、延长寿命，以及用药

简便化作用的辅助材料。

药物载体生物降解性载体

——排出体外、体内无残留非生物降解性载体

——留在体内、体内有残留第86页，共125页，2023年，2月20日，星期六辅料药物制剂重要的组成部分，为达到药物稳定、增溶、助溶、缓释、控释，以及使制剂便于加工、便于服用等目的而添加的、除药物本身之外各种其它必须品的总称*药剂辅料（PharmaceuticalNecessities）*药剂助剂（PharmaceuticalAids）第87页，共125页，2023年，2月20日，星期六辅料根据在药剂中的具体作用分为:

溶剂、增溶剂、助溶剂、助悬剂、增稠剂、乳化剂、渗透压调节剂、润湿剂、助流剂、包衣材料、囊衣材料、粘合剂、调香剂、着色剂、软骨基质等40多种第88页，共125页，2023年，2月20日，星期六安全有效药效——治疗作用剂量

按体重或其它标准计算的药物服用量给药途径

*胃肠道给药——口服用药*体腔内粘膜给药——眼内、口腔、舌下、鼻腔、直肠用药*经皮给药——肤贴用药*静脉注射给药——静脉注射用药*肌肉注射给药——皮下注射用药第89页，共125页，2023年，2月20日，星期六剂型

◆形状、大小、表面积

基体式

药物

载体贮存式第90页，共125页，2023年，2月20日，星期六释药时间扩散作用生物降解作用生物可降解药物载体非生物降解性药物载体血药浓度不同性质药物载体的药物释放行为第91页，共125页，2023年，2月20日，星期六表常用的作为药物载体的高分子材料生物降解性载体非生物降解性载体明胶聚乙烯醇淀粉聚醋酸乙烯酯白蛋白聚苯乙烯胶原聚硅氧烷橡胶甲壳素或壳聚糖聚丙烯酸酯纤维素聚酰胺藻酸盐聚甲基丙烯酸酯聚酸酐聚氨基甲酸酯聚腈基丙烯酸烷基酯聚乙烯脂肪族聚酯聚四氟乙烯聚原酸酯聚酯第92页，共125页，2023年，2月20日，星期六LyophilizationCollectingSolution/SuspensionDrugdissolved/suspendedinPolymersolutionPolymer

＋Solvent

＋

DrugWashing,CentrifugatingO/WemulsionMicrosphereproductsO/W

乳液-溶剂挥发高分子实心微粒体制备技术第93页，共125页，2023年，2月20日，星期六胰岛素溶液

W/O/W乳液-溶剂挥发技术第94页，共125页，2023年，2月20日，星期六影响微粒体形态结构的因素油相/水相比例温度搅拌速度搅拌时间聚合物因素•种类•组成•分子量第95页，共125页，2023年，2月20日，星期六实现药物靶向释放途径◆主动靶向

对药物载体进行表面改性，使病患部位容易被载体识别，从而使药物能集中在患病部位◆被动靶向

利用药物释放体系本身性能的差异(如颗粒大小、磁性等)来影响药物释放体系在体内的运行途径，从而使药剂在病患部位聚集，以达到只对病患部位给药的目的第96页，共125页，2023年，2月20日，星期六制剂颗粒粒径与及其在体内的导向部位颗粒粒径在体内的导向小于50纳米能穿过肝脏内皮或通过淋巴传输到脾和骨髓，也可达到肿瘤组织，最终到达肝0.1~0.2微米可被网状内皮系统的巨噬细胞从血液中吸收可通过静脉、动脉或腹腔注射1微米是白血球最易吞噬物质的大小2~12微米可被毛细血管网摄取，不仅可以达到肺，而且可以达到肝和脾7~12微米可被肺摄取，从静脉注射大于12微米阻滞在毛细管末端，或停留在肝、胃及带有肿瘤的器官中第97页，共125页，2023年，2月20日，星期六高分子水可混溶溶剂药物纳米（药）粒（药物）高分子溶液纳米（药）粒制备技术水体系纳米（药）粒分散液分离、干燥滴加第98页，共125页，2023年，2月20日，星期六生物材料在药物释放体系具有重要、广泛的应用生物降解材料是一类十分重要的生物材料新生物材料的出现可以促进医疗技术的改革，从而造福于人民第99页，共125页，2023年，2月20日，星期六7、组织工程

TissueEngineering第100页，共125页，2023年，2月20日，星期六组织和器官缺损的临床治疗方法比较方法优点缺点自体组织器官移植无免疫排斥问题供源有限造成患者新损伤异体组织器官移植可增加供体来源供源有限存在异体间免疫排斥异种组织器官移植可解决供体来源问题存在组织相容性问题和免疫排斥问题人工替代物第101页，共125页，2023年，2月20日，星期六组织和器官缺损的临床治疗方法比较方法优点缺点人工替代物可大量生产、解决供源问题可避免免疫排斥隐患不具备组织和器官的功能成为异物而产生异物反应。第102页，共125页，2023年，2月20日，星期六组织工程

TissueEngineering

组织工程是使组织细胞依附于由生物材料所制备、具有与所需修复的组织或器官具有相同形状的支架上，在经过体外培养扩增后再植入体内所需修复的病损部位，使之在体内进一步增殖、分泌基质，使之最终修复组织或器官。

第103页，共125页，2023年，2月20日，星期六细胞-支架复合体组织工程化器官细胞支架细胞生长因子组织工程三要素第104页，共125页，2023年，2月20日，星期六细胞支架的功能

n

为细胞的增殖创造环境：提供营养、进行气体交换及排除废物n

为细胞增殖、繁衍提供三维空间n

决定再生组织与器官的形状与大小第105页，共125页，2023年，2月20日，星期六l

良好的生物相容性

l

生物降解性，且降解速度与细胞的增

殖速率相匹配

l

良好的细胞亲和性

l

降解产物不对细胞繁殖产生不利的影响

l

一定的力学性能

l

可加工成型性

l

可灭菌性作为细胞支架材料的要求第106页，共125页，2023年，2月20日，星期六组织工程用材料来源材料种类材料举例天然材料天然无机物羟基磷灰石、珊瑚礁等天然高分子甲壳素、壳聚糖、海藻酸盐、胶原蛋白、葡聚糖、透明质酸、明胶、琼脂等动物源衍生物骨、皮肤、毛发脱钙骨、脱细胞皮肤、热解乌贼骨、脱蛋白毛发等合成材料合成高分子脂肪族聚酯、聚酸酐、聚膦腈、聚原酸酯、聚醚等第107页，共125页，2023年，2月20日，星期六支架形态结构的要求

l

具有一定的孔径、孔密度

孔径太小：细胞无法入孔、阻碍细胞繁殖和扩增孔径太大：细胞难以与孔壁接触使无法与支架粘附l

呈开放的三维孔结构l

与被修复的组织或器官具有相同的形状、大小l

具有可供操作的力学性能

强度、硬度、柔韧性支架形态结构调控第108页，共125页，2023年，2月20日，星期六支架构筑技术

溶液浇铸-致孔剂法冻干燥

相分离法

致孔剂-相分离法

快速成型法纤维塑型

纤维编织超临界流体法第109页，共125页，2023年，2月20日，星期六

●人体不同组织具有不同的形态结构

●某些组织具有取向结构

●该取向结构直接关系到组织的信息传

输和生物力学等功能对支架形态结构的特殊要求第110页，共125页，2023年，2月20日，星期六影响温度诱导相分离过程的参数成核机理传热效果溶液浓度致冷温度溶剂第111页，共125页，2023年，2月20日，星期六亲水性差缺乏细胞识别位细胞亲和性差

细胞粘附率低