药用高分子材料之药用合成高分子.ppt
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1、药用高分子材料之药用合成高分子现在学习的是第1页,共69页内容概要内容概要聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子聚酯及可生物降解类高分子聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子聚乙烯基类高分子聚醚类高分子聚醚类高分子聚醚类高分子聚醚类高分子压敏胶材料压敏胶材料压敏胶材料压敏胶材料有机杂原子高分子有机杂原子高分子有机杂原子高分子有机杂原子高分子 现在学习的是第2页,共69页4.1 4.1 聚乙烯类高分子聚乙烯类高分子一一 丙烯酸类均聚物和共聚物丙烯酸类均聚物和共聚物(一一)聚丙烯酸和聚丙烯酸钠聚丙烯酸和聚丙烯酸钠1、化学结构化学结构 聚丙烯酸聚丙烯酸 P
2、AA(Polyacrylic Acid)结构式结构式现在学习的是第3页,共69页2 2、性质、性质(1 1)溶解性)溶解性 PAA PAA易溶于水,乙醇、甲醇等极性溶剂易溶于水,乙醇、甲醇等极性溶剂 PAA-Na PAA-Na溶于水,不溶于有机溶剂溶于水,不溶于有机溶剂 水中解离羧酸根阴离子大分子:水中解离羧酸根阴离子大分子:aOHaOH过量,钠离子与羧酸根阴离子结合机会增多,大分子趋过量,钠离子与羧酸根阴离子结合机会增多,大分子趋向卷曲构象状态,溶解度下降,溶液由澄明变得浑浊向卷曲构象状态,溶解度下降,溶液由澄明变得浑浊现在学习的是第4页,共69页(2 2)黏度和流变性)黏度和流变性黏度黏度
3、:分子链越舒展,黏度越大:分子链越舒展,黏度越大流变性流变性:聚电解质效应,类似凝胶:聚电解质效应,类似凝胶假假塑塑性性流流体体行行为为聚合度越高聚合度越高浓度越大浓度越大越强越强大分子吸附固大分子吸附固体粒子体粒子现在学习的是第5页,共69页()黏度和流变性()黏度和流变性黏性:黏性:黏度与构象有关黏度与构象有关分子链越舒展,黏度越大分子链越舒展,黏度越大PAA及及PAAa水溶液水溶液属阴离子聚电解质,羧酸根阴离子间静电斥力作用,大分子伸展,属阴离子聚电解质,羧酸根阴离子间静电斥力作用,大分子伸展,解离度越大链上电荷密度,黏度越大解离度越大链上电荷密度,黏度越大黏度减小因素:黏度减小因素:降
4、低降低p值或加入小分子盐值或加入小分子盐本质:或本质:或a解离度下降,分子链卷曲,流体解离度下降,分子链卷曲,流体力学阻力下降,黏性减小力学阻力下降,黏性减小现在学习的是第6页,共69页(3 3)化学反应性)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。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、环氧烷烃等发生醋键结合并形成交联型水不溶性聚合物。生醋键
5、结合并形成交联型水不溶性聚合物。(4 4)毒性)毒性 二者均无毒二者均无毒3 3、应用、应用 分散剂分散剂 将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀,用于循环冷却水系统作阻垢分散剂使用,从而达到阻不沉淀,用于循环冷却水系统作阻垢分散剂使用,从而达到阻垢目的;垢目的;基质、增稠剂、增黏剂基质、增稠剂、增黏剂软膏、乳膏外用药剂或化妆品软膏、乳膏外用药剂或化妆品现在学习的是第7页,共69页 现代制剂应用现代制剂应用 控释制剂控释制剂:PAA-壳聚糖离子复合物肽及蛋白质壳聚糖离子复合物肽及蛋白质 PAA聚乙烯醇、聚乙二醇可逆络合物聚乙烯醇、聚乙二醇
6、可逆络合物 口服和黏膜制剂:口服和黏膜制剂:PAA聚乙烯醇聚乙烯醇 PAA羟丙甲纤维素羟丙甲纤维素 巴布膏剂压敏胶:巴布膏剂压敏胶:PAA聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇 现在学习的是第8页,共69页(二)、交联聚丙烯酸钠(二)、交联聚丙烯酸钠(1 1)制备)制备丙烯酸钠聚合而成,呈胶冻状透明的弹性体丙烯酸钠聚合而成,呈胶冻状透明的弹性体(2 2)性质)性质高吸水性树脂材料,在水中不溶,但吸水膨胀高吸水性树脂材料,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
7、,结构内外渗透压差和聚电解质对水水分子,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。的亲和力,促使大量水迅速进入树脂内。(3 3)应用)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;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医用尿布、吸血巾等一次性复合卫生材料的主要填充剂现在学习的是第9页,共69页(三)、卡波沫(三)、卡波沫(一)来源(一)来源 是丙烯酸与丙烯基蔗糖交联的高分子聚合物,按粘度不是丙烯酸与丙烯基蔗糖交联的高分子聚合物,按粘度不同分为同分为 934 934、940 940、94
8、1 941 等规格,交联度不高,微弱交等规格,交联度不高,微弱交联联化学结构:化学结构:CHCH2 2-CH-CHn n C C3 3H H2 2 C C1212H H2121O O1212 m m COOHCOOH现在学习的是第10页,共69页(二)性质(二)性质1.1.性状性状是一种吸湿性很强的白色松散粉末,微有特异臭味是一种吸湿性很强的白色松散粉末,微有特异臭味2.2.溶解、溶胀及其凝胶特性溶解、溶胀及其凝胶特性具有一定的亲水性,可分散于水,在水中迅速溶胀,但不具有一定的亲水性,可分散于水,在水中迅速溶胀,但不溶解,呈弱酸性,表现出很低的粘性。溶解,呈弱酸性,表现出很低的粘性。卡波沫常用
9、无机碱和有机碱中和使用,中和后,增稠作用即卡波沫常用无机碱和有机碱中和使用,中和后,增稠作用即时完成,呈水凝胶。时完成,呈水凝胶。利用氢键结合也可实现卡波沫的溶胀与凝胶化作用,其机理是利用氢键结合也可实现卡波沫的溶胀与凝胶化作用,其机理是引入一个羟基给予体。引入一个羟基给予体。现在学习的是第11页,共69页3.3.乳化及稳定作用乳化及稳定作用 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,这是是卡波沫运用于乳剂系统
10、的最大伏点。卡波沫运用于乳剂系统的最大伏点。4.4.稳定性稳定性 固态卡波沫较稳定固态卡波沫较稳定 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、氧化解、氧化5.5.生物相容性生物相容性现在学习的是第12页,共69页(三)应用(三)应用1.1.黏合剂、包衣材料黏合剂、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。感好的特点。2.2.局部外用制剂基质局部外用制剂基质 用作软膏、洗剂、乳膏剂、栓剂或亲水性凝胶剂的基质,具有优用作软膏、洗剂
11、、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滑爽感,在皮肤上铺展良性良好.3.3.乳化剂、增稠剂和助悬剂乳化剂、增稠剂和助悬剂 卡波沫具有交联的网状结构卡波沫具有交联的网状结构,特别适合用作助悬剂特别适合用作助悬剂现在学习的是第13页,共69页4.4.缓控释材料缓控释材料卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质。卡波沫的缓释、控释作用在于其溶胀与形成凝胶的性质。本本品品可可与与碱碱性性药药物物生生成成盐盐并并形形成成可可溶溶性性凝凝胶胶发发挥挥缓缓释
12、释、控控释释作作用用,特特别别适适合合与与制制备备缓缓释释液液体体制制剂剂,如如滴滴眼眼剂剂、滴滴鼻鼻剂剂等等,同同时时还还可可发挥掩味作用。发挥掩味作用。5.5.黏膜黏附材料黏膜黏附材料 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。水溶性纤维素衍生物配伍使用有更好的效果。现在学习的是第14页,共69页化学结构:化学结构:CHCH2 2 C C n1n1
13、 CH CH2 2 C C n2n2 C=OC=O CHCH3 3 R R1 1 C=OC=O OROR2 2OHOH(四)、丙烯酸树脂(四)、丙烯酸树脂(1 1)来源)来源 实际上是甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸等单体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在药剂领域中常用的薄膜包衣材料薄膜包衣材料.现在学习的是第15页,共69页(2 2)性质)性质1.1.玻璃化转化温度玻璃化转化温度丙烯酸树脂由于甲基和酯侧基的含量、酯侧基柔性的差异,不同型丙烯酸树脂由于甲基和酯侧基的含量、酯侧基柔性的差异,不同
14、型号树脂的玻璃化转变温度有很大差异。号树脂的玻璃化转变温度有很大差异。肠溶型肠溶型甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋共聚物甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋共聚物TgTg在在160160以上以上 胃崩型胃崩型丙烯酸树脂的丙烯酸树脂的TgTg却低达一却低达一8 8 渗透型渗透型丙烯酸树脂的丙烯酸树脂的TgTg介于二者之间,约在介于二者之间,约在5555左右。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。成膜性。现在学习的是第16页,共69页2.2.最低成膜温度最低成膜温度 最低成膜温度最低成膜温度(MFT)(MFT)指树
15、脂胶乳液在梯度加热干燥条件下形成连续性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均匀而无裂纹薄膜的最低温度限,在在MFTMFT以下,聚合物粒子不能发生以下,聚合物粒子不能发生熔合变形成膜。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,在含有丙烯酸酯的树脂中,丙烯酸酯比例越高,MFTMFT越低。越低。3.3.机械性质机械性质 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
16、药片隙缝的渗透以及包衣液中其他成分的吸附。子链对药片隙缝的渗透以及包衣液中其他成分的吸附。现在学习的是第17页,共69页4.4.溶解性溶解性丙烯酸树脂易溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和氯仿等极性有机丙烯酸树脂易溶于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和氯仿等极性有机溶剂,但在溶剂,但在水中的溶解性质则取决于树脂结构中的侧链基团和水水中的溶解性质则取决于树脂结构中的侧链基团和水溶液溶液pHpH。肠溶性树脂分子中的羧基比例越大,则需在肠溶性树脂分子中的羧基比例越大,则需在pHpH更高的溶液中溶解更高的溶液中溶解胃崩型树脂和渗透性树脂中的酯基和季胺基在酸性和碱性环境中均不解胃崩型树脂和渗透性树脂中的酯基和季胺基在
17、酸性和碱性环境中均不解离,故不发生溶解。离,故不发生溶解。胃溶型树脂在胃酸环境溶解取决于其叔胺碱胃溶型树脂在胃酸环境溶解取决于其叔胺碱性基团。性基团。现在学习的是第18页,共69页5.5.渗透性渗透性 虽然含季胺基团的渗透型树脂在水中不溶,但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。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,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。渗透性越大,故渗透型树脂分为高渗型和低渗型两类。胃崩型树脂胃崩型树脂结构中的酯链侧基,结构中的酯链侧基,具有一定疏水性,渗
18、透性很具有一定疏水性,渗透性很小,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,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。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,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。适合用作隔离层以阻滞水分或潮湿的空气渗透。现在学习的是第19页,共69页(3 3)应用)应用1.1.丙烯酸树脂的安全性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,不受消它们具有连续的碳氢链结
19、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。剂等固体制剂中,是一种优良新辅料。2.2.丙烯酸树脂做骨架材料丙烯酸树脂做骨架材料用作缓释、控释制剂的骨架材料用作缓释、控释制剂的骨架材料现在学习的是第20页,共69页3.3.丙烯酸树脂做薄膜包衣材料丙烯酸树脂做薄膜包衣材料 胃溶型胃溶型树脂薄膜包衣有利于药品防潮、
20、避光、掩色和掩味树脂薄膜包衣有利于药品防潮、避光、掩色和掩味;肠溶型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包衣,也可以作为防水隔离层使用;单纯渗透型树脂单纯渗透型树脂或与其他类型树脂复合运用可控制药物或与其他类型树脂复合运用可控制药物释放速度。释放速度。4.4.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。直肠用凝胶剂等。现在学习的是第21页,共69页(五)、聚乙烯醇(五)、聚乙烯醇(一)(一)来源来源 并不是由乙烯醇单
21、体聚合形成的,因为乙烯醇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,由聚醋酸乙烯醇解极不稳定,不存在乙烯醇单体,由聚醋酸乙烯醇解而成而成 现在学习的是第22页,共69页(二)性质(二)性质1.1.性状性状 白色至奶油色无臭颗粒或粉末白色至奶油色无臭颗粒或粉末2.2.溶解性溶解性 聚乙烯醇具有极强的亲水性,溶于热水或冷水中。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,使聚合物亲水性粘度相应增加;同时醇解度增大,羟基增多,使聚合
22、物亲水性增强。增强。聚乙烯醇在酯、醚、烃及高级醇中微溶或不溶,但醇解度低的聚乙烯醇在酯、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。产品在有机溶剂中的溶解度增加。现在学习的是第23页,共69页3.3.粘度粘度 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。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。4.4.凝胶化凝胶化 3030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。,凝胶化。聚乙烯醇可以与其他高分子(聚丙烯酸、聚乙二醇等)聚乙烯醇可以与其他高分子(聚丙烯酸、聚乙二醇等)混
23、合,形成的凝胶兼具两种聚合物的性质。混合,形成的凝胶兼具两种聚合物的性质。5.5.混溶性混溶性 与大多数无机盐有配伍禁忌与大多数无机盐有配伍禁忌现在学习的是第24页,共69页6.6.成膜性成膜性 具有良好的成膜性具有良好的成膜性7.7.化学性质化学性质 聚乙烯醇是结晶性聚合物,玻璃化转变温度约聚乙烯醇是结晶性聚合物,玻璃化转变温度约8585,在,在100100开开始缓缓脱水,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。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
24、隔碳原子上带有羟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。基的多元醇。现在学习的是第25页,共69页 (三)应用(三)应用 1 1聚乙烯醇的安全性聚乙烯醇的安全性 聚乙烯醇对眼、皮肤无毒、无刺激,是一种安全的外用辅聚乙烯醇对眼、皮肤无毒、无刺激,是一种安全的外用辅料。料。口服聚乙烯醇在胃肠道吸收甚少,长期口服未见肝、肾损害,口服聚乙烯醇在胃肠道吸收甚少,长期口服未见肝、肾损害,大鼠口服大鼠口服LD5020gLD5020g kgkg。2 2聚乙烯醇是一种药物膜片基材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;在巴布膏剂中用作涂膜剂的成膜材料;用作膜剂
25、的成膜材料;在巴布膏剂中的应用;在凝胶型制剂中作基质的应用;在凝胶型制剂中作基质现在学习的是第26页,共69页3.3.液体、半固体制剂中的应用液体、半固体制剂中的应用 聚乙烯醇具有助悬、增稠、增黏剂及在皮肤、毛发表面成膜等作用,聚乙烯醇具有助悬、增稠、增黏剂及在皮肤、毛发表面成膜等作用,用于糊剂、软膏以及面霜、面膜、发型胶中,各种眼用制剂用于糊剂、软膏以及面霜、面膜、发型胶中,各种眼用制剂4.4.聚乙烯醇凝胶的药物控制释放聚乙烯醇凝胶的药物控制释放 利用携带阿霉素和葡聚糖的利用携带阿霉素和葡聚糖的PVAPVA水凝胶作为药物释放体系,不水凝胶作为药物释放体系,不仅降低了药物的黏附,而且通过向腹膜
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