药用高分子材料学

院系：化工学院年级：专业：药物制剂 学号：姓名：

20***级

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水凝胶在药剂学中应用综述

摘要：水凝胶是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料。它以其含水量高、溶胀快、柔软、具有橡胶般的粘稠性和良好的生物相容性等而得到广泛应用及研究。本文主要介绍了水凝胶的性质及其在药剂学中的应用。

关键词：水凝胶 性质 药剂学 应用

1. 水凝胶的性质 水凝胶是一类具有亲水基团，能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结构的聚合物。它在水中能够吸收大量的水分溶胀,在溶胀后继续保持其原有结构而不被溶解。水凝胶类似于生命组织材料,表面粘附蛋白质及细胞能力很弱,在与血液、体液及人体组织相接触时,表现出良好的生物相容性,它既不影响生命体的代谢过程,代谢产物又可以通过水凝胶排出。水凝胶比其它任何合成生物材料都接近活体组织,它在性质上类似于细胞外基质部分,吸水后可减少对周围组织的摩擦和机械作用,显著改善材料的生物学性能。因此,水凝胶在药剂学等方面得到了广泛应用,如可作为组织填充剂、药物缓释剂、酶的包埋、

蛋白质电泳、接触眼镜、人工血浆、人造皮肤、组织工程支架材料等。

2．水凝胶的应用

2.1 烧伤涂敷物(HydrogelDressing) 水凝胶材料直接用于与人体组织接触,可防止体外微生物的感染,抑制体液的损失,传输氧到伤口,一般说来能促进伤口的愈合。在中欧,注册商标为HDR或AQUA2GEL的水凝胶烧伤涂敷物,销售前景看好,这种产品是通过辐射法制备的。这种涂敷物也可制成喷雾液、乳液或膏状,一些消炎药物也可包埋其中,透过凝胶缓慢地释到受伤部位,加速伤口的愈合。

2.2 药物传输体系(DDS) 当水凝胶被移植或注射到生物体后,水凝胶能够维持或向体液控制释放包埋在水凝胶中的药物,一般说来,有两种类型的控制释放,一种是像凝胶涂敷物一样释放小分子,另一种情况是含有药物的聚合物基材逐渐分解,在这种情况下,药物扩散进入周围环境,由材料的生物降解速率控制。有时水凝胶作为胶束装载药物,药物释放的速率由通过调整交联度和水凝胶的化学组成实现,特别是智能型水凝胶问世以来,水凝胶在该领域的应用研究更为深入。

2.3 补齿材料 有一些两组分或多组分的补齿材料含有HEMA或其他亲水型聚合物,这些材料被放在颚槽或牙根部的孔内聚合或交联,在大多数情况下,这些反应由UV引发。Dybek等通过辐射手段将PVA和明胶交联制备了补齿材料。

2.4 组织填充材料 水凝胶作为组织填充剂,可注射隆乳、面颊、颞部、臀部填充、阴茎加粗等。聚丙烯酰胺水凝胶是目前国内临床上广泛采用的填充材料。交联聚乙烯基吡咯烷酮和交联透明质酸是新近开发的性能优异的乳房植入用凝胶。聚乙烯基吡咯烷酮较传统填充材料聚硅氧烷射线透过性高,利于乳腺癌的检诊。透明质酸射线透过性良好,植入乳房后,在植入周围形成的薄膜,不易引起薄膜收缩,而且在体内能分解。因此,既使填充凝胶的包囊破损,也不会产生安全问题。

2.5 隐型眼镜—角膜接触镜 隐型眼镜以PHEMA为基材,加入PVP、PVA、PMAAc、壳聚糖等,用以提高PHEMA的力学性能和增大氧的渗透,由辐射法制备的隐型眼镜已经在中国上市。此外,当前治疗白内障用的眼晶(JOL)是由PMMA或PVA制成的。

2.6 生物分子、细胞的固定化 水凝胶固定化的生物分子和细胞在分析、医学诊断等方面有着广泛的应用。生物分子和细胞可以固定在水凝胶小球的表面或其内部,然后装填柱子,这样的柱子可以用于分离混合物中的特殊生物分子。生物传感器是表面固定了生物分子或细胞的电化学传感器,生物分子一般固定在与生物传感器物理元件相连的水凝胶表面或其内部。水凝胶膜是连接生物分子和物理元件的枢纽,因此很重要。

结束语：水凝胶是一种迅速发展的新型功能高分子材料。但我国对水凝胶的研究起步较晚,大多集中在药物控释载体、角膜接触镜材料、组织填充材料等方面，而且研究人员很少将理论研究与产品合成及性能应用相联系,研究带有一定盲目性和局限性。要使水凝胶更快、更好地发展,要更注重理论研究,尤其是通过分子设计制备具有适宜的扩散和传递性能、结构完全可以表征的水凝胶,并利用计算机模拟技术模拟凝胶的结构、行为,进而预测产品的各种物理、化学性质，开发出凝胶在医学领域更广泛的应用。

参考文献：

1. 李伟，孙建中，周其云．适用于酶包埋的高分子载 体材料研究进展［Ｊ］．功能高分子学报，２００１（３）：３６５—３６９．

2. 张先正，卓仁禧．快速温度敏感（Ｎ一异丙基丙烯酰 胺－ＣＯ－丙烯酰胺）水凝胶的制备及性能研究［Ｊ］．高等学校化 学学报，２０００，２１：１３０９．１３１１．

3. 房广星，张桂芳，等．环境敏感性水凝胶 的研究进展及其在给药系统中的应用［Ｊ］．齐鲁药事，２００４， ５（１ １）：４０—４２．

4. 顾雪蓉,朱育平.凝胶化学.北京:化学工业出版社,2005.1 5. 水凝胶在医学领域的热点研究及应用/杨连利等

6. 田建广,夏照帆.创面敷料的研究进展.解放军医学杂志,2003,28(5):470 7. BurnsJW.BacteriaDerivedSodiumHyaluronateBasedProductsforPostSurgicalAdhisionPrevention.211thACSNationalMeeting.NewOrleans:LA,March24/281996,Abstracts,BTEC004

8. LiangL,LiuJ,GongXY.Thermosensitivepoly(Nisoproylamide)claynonocompositeswithenhancedtemperature response.Langmuir,2000,16:9895

9. 田菲,鲁开化,艾玉峰,等.聚丙烯酰胺凝胶的组织相容性实验.第四军医大学学报,1999,20(11):966

10.

Sukegawa,Makoto,etal.Manufactureofpoly(aminoacid)partwithnarr

owparticlesizedistributionandtheirusesaswatersorbents.JPPat,11240958.1999 09 07

11.

谭帼馨,崔英德.NVP-HEMA角膜接触镜材料的透氧性能.膜科学与

技术,2004,24(2):27

12.

ShahSS,KulkamiMC,MashelkarRA,etal.pHdependentzeroorderrele

asefromglassyhydrogels:penctrationvs.diffusioncontrol.JContrRel,1991,15(2):121