原位凝胶(学习)课件.ppt
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- 原位 凝胶 学习 课件
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1、一、原位凝胶一、原位凝胶(in situ gels)定义定义溶液状态给药溶液状态给药,在用药部位对外界刺激发在用药部位对外界刺激发生响应生响应,发生分散状态或构象的可逆转化发生分散状态或构象的可逆转化,形成半固体凝胶形成半固体凝胶关键:关键:“智能型智能型”高分子高分子二、特点二、特点1、响应性响应性:对接触环境的改变作出响应:对接触环境的改变作出响应,根据其根据其大小调整制剂的理化性状及药物在体内的状态大小调整制剂的理化性状及药物在体内的状态,以适应病情的及时有效治疗;以适应病情的及时有效治疗;2、粘附性粘附性:与作用部位紧密接触:与作用部位紧密接触,有较好的生物有较好的生物黏附性黏附性,可
2、提高药物的吸收可提高药物的吸收,避开首过效应避开首过效应,提高提高生物利用度;生物利用度;3、控释性控释性:高度亲水性的三维网状结构:高度亲水性的三维网状结构,将药物将药物或其初级制剂束缚于其中或其初级制剂束缚于其中,可控制药物的释放可控制药物的释放,并并可起稳定作用;可起稳定作用;4、易生产易生产:体外条件下的流动性:体外条件下的流动性,易工业生产;易工业生产;5、适用广适用广:适用药物范围广:适用药物范围广,良好的组织相容性良好的组织相容性,使用方便使用方便,多种给药途径多种给药途径三、形成机制及其分类三、形成机制及其分类高分子材料高分子材料对对外界刺激外界刺激的的响应响应,发生分散发生分
3、散状态或构象的状态或构象的可逆变化可逆变化,完成完成溶液与凝胶溶液与凝胶的互变过程的互变过程 温度敏感型温度敏感型 离子敏感型离子敏感型 pH敏感型敏感型 其它其它 温度敏感型温度敏感型1、机制、机制温度改变后,氢键或疏水作用的改变,导温度改变后,氢键或疏水作用的改变,导致其物理状态的变化致其物理状态的变化 某些聚合物在结构上包含一定比例的疏水某些聚合物在结构上包含一定比例的疏水和亲水嵌段和亲水嵌段,温度可影响不同性质的嵌段温度可影响不同性质的嵌段间及嵌段与溶剂间的相互作用间及嵌段与溶剂间的相互作用 2、常用材料、常用材料(1)PEOPPO嵌段共聚物嵌段共聚物机理机理:当:当T达到临界胶束温度
4、时达到临界胶束温度时,PPO脱水脱水,分子聚集成以脱水分子聚集成以脱水PPO链为内核、以水链为内核、以水化膨胀的化膨胀的PEO链为外壳的球状胶束链为外壳的球状胶束 随着温度升高随着温度升高,由于胶束间的缠结由于胶束间的缠结和堆砌作用加剧,而发生胶凝和堆砌作用加剧,而发生胶凝 影响因素影响因素:PEO/PPO比例、浓度和溶液中比例、浓度和溶液中电解质电解质 释药释药:亲水性药物胶束外的自由溶剂:亲水性药物胶束外的自由溶剂 疏水性药物包裹在胶束内部疏水性药物包裹在胶束内部 释药主要受凝胶溶蚀的控制释药主要受凝胶溶蚀的控制,符合零级动符合零级动力学过程力学过程配伍配伍:加速释放:加速释放:+PEG,
5、PVP 延缓释放:延缓释放:+MC,HPMC,卡波菲卡波菲应用应用:液体栓剂:液体栓剂 眼用眼用 鼻腔鼻腔 皮肤皮肤 不宜采取血管外注射途径给药不宜采取血管外注射途径给药不足不足:浓度高:浓度高(20-30%) 合用可降低浓度合用可降低浓度 丙烯酸(丙烯酸(PAA)IPN制备制备:冷法(:冷法(4)质评质评:胶凝温度(目测法,流变学法):胶凝温度(目测法,流变学法) 凝胶强度(自制装置)凝胶强度(自制装置) 生物黏附力(体内,体外)生物黏附力(体内,体外) 流变学性质(流变图)流变学性质(流变图) 体外释放度(有膜,无膜溶出模型)体外释放度(有膜,无膜溶出模型) 胶凝时间、膨胀性质、凝胶的形态
6、胶凝时间、膨胀性质、凝胶的形态学、给药部位的组织病理学评价学、给药部位的组织病理学评价 进展进展:研究集中在制备、特性研究、动物实验等:研究集中在制备、特性研究、动物实验等 非甾体抗炎药(双氯芬酸钠、布洛芬、酮洛芬)非甾体抗炎药(双氯芬酸钠、布洛芬、酮洛芬)麻醉药(利多卡因)麻醉药(利多卡因)甾体抗炎药类(地塞米松磷酸钠)甾体抗炎药类(地塞米松磷酸钠)避孕药(壬苯醇醚)避孕药(壬苯醇醚)抗癌药物(抗癌药物(5-氟尿嘧啶、甲氨喋呤、紫杉醇)氟尿嘧啶、甲氨喋呤、紫杉醇) 目前热点:目前热点:与制剂新技术(包合物、微球、脂质体、与制剂新技术(包合物、微球、脂质体、纳米粒等)的结合;纳米粒等)的结合;
7、与其他聚合物的合用;与其他聚合物的合用;进行结构修饰,提高其降解性及机械强度进行结构修饰,提高其降解性及机械强度(2)PEGPLA(PLGA)嵌段共聚物:)嵌段共聚物:将将PLA或或PLGA与与PEG进行开环聚合反应得进行开环聚合反应得到到PEGPLA或或PEGPLGA二嵌段共聚二嵌段共聚物物进一步以环己烷二异氰酸酯为偶合剂进一步以环己烷二异氰酸酯为偶合剂,生生成三嵌段共聚物成三嵌段共聚物PEGPLA(PLGA)PEG 机制机制:PLA(PLGA)嵌段间存在疏水相互作嵌段间存在疏水相互作用用, 在溶液中形成具有核在溶液中形成具有核-壳结构的胶束壳结构的胶束当趋于转化温度时当趋于转化温度时,分子
8、间吸引力和胶束分子间吸引力和胶束体积剧增体积剧增,导致胶束聚集形成凝胶导致胶束聚集形成凝胶改变改变PEG和和PLA(PLGA)的比例的比例,可以调控转可以调控转化温度化温度 应用应用:以注射方式植入药物传递系统的材料:以注射方式植入药物传递系统的材料ReGel(PLGAPEGPLGA),载有紫杉醇载有紫杉醇(Onco Gel):对药物具有增溶和稳定作):对药物具有增溶和稳定作用用,能够获得长达数周的控释效果能够获得长达数周的控释效果释药释药:亲水性药物扩散:亲水性药物扩散 疏水性药物先扩散,后溶蚀控制疏水性药物先扩散,后溶蚀控制(3)其他)其他PEGPCL多嵌段共聚物多嵌段共聚物 :PCL段在
9、溶液中聚结成的疏水区相互扩散,段在溶液中聚结成的疏水区相互扩散,产生物理交联的凝胶网络产生物理交联的凝胶网络EHEC:离子型表面活性剂与其结合,在混合胶束离子型表面活性剂与其结合,在混合胶束的连接下形成三维聚合物网络的连接下形成三维聚合物网络 木聚糖木聚糖:被降解的产物枝链状的横向堆积被降解的产物枝链状的横向堆积胶凝时间较长,可用作口服给药载体胶凝时间较长,可用作口服给药载体离子敏感型离子敏感型1、机制、机制体液含有多种离子和蛋白体液含有多种离子和蛋白,某些多糖类衍某些多糖类衍生物能够与其中的阳离子络合而改变构生物能够与其中的阳离子络合而改变构象象,在用药部位形成凝胶在用药部位形成凝胶 2、常
10、用材料、常用材料(1)去乙酰结冷胶()去乙酰结冷胶(Gelrite,Kelcogel)机制机制:溶解于溶解于90 的水中的水中,呈无序的线团状呈无序的线团状,降低温度降低温度可逆地转化为半交错并行的逆时针双螺旋联接可逆地转化为半交错并行的逆时针双螺旋联接带(温度敏感)带(温度敏感)溶液中的一价或二价阳离子与聚合物链上的羰基溶液中的一价或二价阳离子与聚合物链上的羰基络合络合,形成稳定双螺旋的链间氢键,每二条双形成稳定双螺旋的链间氢键,每二条双螺旋逆向聚集螺旋逆向聚集,构成三维凝胶网络(离子敏感)构成三维凝胶网络(离子敏感)应用应用眼部:遇泪液中的阳离子可形成凝胶眼部:遇泪液中的阳离子可形成凝胶,
11、抑制药抑制药物从角膜前区域消除物从角膜前区域消除 Timoptic XE(Merck公司的马来酸噻吗洛公司的马来酸噻吗洛尔长效眼用制剂)尔长效眼用制剂)口服:含有口服:含有Ca2+枸橼酸钠络合物的枸橼酸钠络合物的Gelrite口服溶液,在胃的酸性环境中释放出口服溶液,在胃的酸性环境中释放出Ca2+而诱发胶凝而诱发胶凝 茶碱茶碱Gelrite口服液口服液 (2)海藻酸盐)海藻酸盐机制机制:降低:降低pH值或加入二价或三价金属离子可值或加入二价或三价金属离子可形成半透明的亲水凝胶形成半透明的亲水凝胶高价离子和高价离子和G嵌段上相邻葡萄糖醛酸残基间的二嵌段上相邻葡萄糖醛酸残基间的二聚作用及链间螯合聚
12、作用及链间螯合取决于取决于G,M嵌段的比例及离子交联剂的价态和浓嵌段的比例及离子交联剂的价态和浓度度 应用应用口服:口服液体缓释制剂口服:口服液体缓释制剂,常需额外添加钙离子常需额外添加钙离子眼部:眼部:G残基含量超过残基含量超过65的海藻酸钠可与模拟的海藻酸钠可与模拟泪液混合立即发生胶凝,不需额外添加钙离子泪液混合立即发生胶凝,不需额外添加钙离子pH敏感型敏感型1、卡波姆、卡波姆(carbopol) 机制机制:由于大量羧基基团的存在:由于大量羧基基团的存在,可在水可在水中溶解形成低黏度的溶液中溶解形成低黏度的溶液在碱性溶液中羧基离子化在碱性溶液中羧基离子化,负电荷间的排负电荷间的排斥作用使分
13、子链膨胀斥作用使分子链膨胀,伸展并相互缠结形伸展并相互缠结形成凝胶成凝胶 应用应用眼用:是制备眼用凝胶的理想辅料,但其酸性较眼用:是制备眼用凝胶的理想辅料,但其酸性较强强,不单独用不单独用另一种环境敏感聚合物,如:另一种环境敏感聚合物,如:pH温度型聚合物(温度型聚合物(MC、HPMC、泊洛沙姆)、泊洛沙姆)2、CAP机制机制:30水分散体,缓冲能力低水分散体,缓冲能力低 若酸性基团被中和若酸性基团被中和,数秒种内即可发生胶凝,形成数秒种内即可发生胶凝,形成高黏度含药微储库高黏度含药微储库应用应用:眼部:眼部将毛果芸香碱吸附于将毛果芸香碱吸附于CAP胶粒表面,在胶粒表面,在pH5以下黏以下黏度
14、较低。滴入结膜囊与泪液接触后,由于度较低。滴入结膜囊与泪液接触后,由于pH升高升高至至7.2-7.4,酸性基团被中和、吸水而膨胀,数,酸性基团被中和、吸水而膨胀,数秒钟内即可形成凝胶,滞留时间比滴眼液延长秒钟内即可形成凝胶,滞留时间比滴眼液延长3.8倍,生物利用度增加倍,生物利用度增加2倍倍 3、CS及其衍生物及其衍生物 机制机制:溶于酸性水溶液,与其它高分子材料:溶于酸性水溶液,与其它高分子材料(单油酸甘油酯)合用,具有良好的(单油酸甘油酯)合用,具有良好的pH敏感性敏感性CS硫醇化衍生物:硫醇化衍生物:CS-2-巯基乙酸轭合物、巯基乙酸轭合物、CS-半胱氨酸轭合物、半胱氨酸轭合物、CS-2
15、-亚氨硫醇轭亚氨硫醇轭合物合物在生理在生理pH条件下,条件下,CS硫醇被氧化形成链内和硫醇被氧化形成链内和链间二硫键,使其黏弹性发生改变,从而链间二硫键,使其黏弹性发生改变,从而形成原位凝胶形成原位凝胶其它其它光敏感型:光敏感型: 前聚物通过注射进入所需部位前聚物通过注射进入所需部位,并由光纤并由光纤维的作用在原位发生胶凝,可作为水溶维的作用在原位发生胶凝,可作为水溶性药物和酶的载体并控制药物的释放速性药物和酶的载体并控制药物的释放速率率,以氩激光作为光源可以加深聚合反应以氩激光作为光源可以加深聚合反应的程度的程度,缩短聚合反应的时间缩短聚合反应的时间,并可以改并可以改进聚合物的物理性质进聚合
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