高分子材料学复习纲要.docx

第_章绪论一、药用高分子材料是具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料药用高分子材料学则是研究药用的高分子材料的结构、物理化学性质、工艺性能及用途的理论 和应用的专业基础学科学习的范围：（1）高分子材料的一般知识，如命名、分类、化学结构；高分子的合成反应及化学 反应（加聚、共聚、聚合物的改性与老化）；高分子材料的质量要求和制剂成 形的物理、力学性能2）药用高分子材料的来源、生产、化学结构、工艺学特性与功能性、安全性和在药 物制剂中的应用高分子材料的分类（按来源）：（1）天然高分子材如蛋白质类、多糖类、天然树胶2）半合成高分子材料.如淀粉、纤维素的衍生物.（3）合成高分子材料.如热固性树脂、热塑性树 脂药用辅料是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括活性药物或前药的组分国际药用辅料协会IPEC定义）使用辅料的目的：（1） 在药物制剂制备过程中有助于成品的加工（2） 有助于保护、保持和加强药物制剂稳定性及生物利用度或病人的顺应性（3）有助于鉴别药物制剂（4）增强药物制剂在贮藏或应用时的安全性和有效性药用高分子辅料有别与非药用的高分子材料，应具备一些特殊要求：（1）对特殊药物有适宜的载药能力 （2）载药后有适宜的释药能力(3) 无毒，并具有良好的生物相容性 (4)无抗原性(5) 为适应制剂加工成型的要求，还需具备适宜的分子量和物理机械性质高分子材料在药剂学中的应用1 •作为片剂和一般固体制剂的崩解剂、黏合剂、赋形剂、外壳常见的有：黏合剂、稀释剂、崩解剂、润滑剂和包衣材料2•作为缓释、控释制剂的骨架材料和包衣材料(1) 扩散控释材料(2) 溶解、溶蚀或生物降解材料以及能形成水凝胶材料(3) 具有渗透作用的高分子渗透膜(4) 离子交换树脂3•作为液体制剂或半固体制剂的辅料4•作为生物黏着性材料5•可生物降解的高分子材料6 •用作新型给药装置的组件7 •用作药品的包装材料2006年3月23日发布了《药用辅料生产质量管理规范》，但至今无《药用辅料生产质量管理办 法》第二章 高分子的结构、合成和化学反应高分子材料学复习纲要 高分子化合物：简称高分子，是指相对分子质量很高的一类化合物（明胶、淀粉、纤维素是常 见的天然高分子；聚乙烯醇、甲基丙烯酸树脂和聚二甲基硅氧烷是通过聚合反应制备的合成高分子）形成结构单元的小分子化合物称为单体，单体是合成聚合物的原料由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物由两种或两种以上的单体聚合而成的聚合物称为共聚物高分子的分类与命名：根据高分子的主链结构，可分为（1）有机高分子（2） 元素有机高分子（3） 无机高分子命名（1）习惯命名（2） 商品名（3） 系统命名高分子的结构特点高分子的结构按其研究单元不同分为高分子链结构和高分子聚集态结构两大类。

链结构是指单个分子的结构和形态，即分子内结构，包括近程结构和远程结构近程结构是指单个大分子链结构单元的化学结构和立体化学结构，反映高分子各种特性的最主 要结构层次，直接影响高分子的熔点、密度、溶解性、黏度、粘附性等许多性能又成为一次 结构或化学结构远程结构是指分子的大小与构象高分子的构象与其链的柔性有关又称二次结构由两种或两种以上单体发生聚合反应得到的高分子称为共聚物含M1，M2两种单体的共聚物分子 链的结构单元有以下4种典型的排列方式：（2）交替共聚物（3） 嵌段共聚物（4） 接枝共聚物.聚集态结构是指高分子链间的几何排列，又称三次结构，也成超分子结构包括：（1）晶态结构（2） 非晶态结构（3） 取向结构（4） 织态结构结晶聚合物的熔点不是单一温度值，而是从预熔到全熔的一个温度范围，即熔程.聚合反应是指由低分子单体合成高分子化合物的化学反应按照单体与聚合物在元素组成和结构上的变化，聚合反应分为加聚反应和缩聚反应加聚反应是指单体经过加成聚合反应，所得产物称为加聚物，加聚物的元素组成与其单体相同 缩聚反应是指单体间通过缩合反应，脱去小分子，聚合成高分子的反应，所得产物称为缩聚物. 由一种单体参加的聚合反应，称作均聚，所形成的聚合物称为均聚物。

生物降解通常是指聚合物在生物环境（水、酶、微生物等作用下）大分子的完整性受到破坏，产 生碎片或其他降解产物的现象水解和酶解是最主要降解机制降解的特征是：相对分子质量 下降第三章高分子材料的物理化学性质高分子溶液是指聚合物以分子状态分散在溶剂所形成的均相混合体系，常见的有高分子浓 溶液和高分子稀溶液高分子的溶解是一个缓慢过程，其过程可分为两个阶段：一是溶胀;二是溶解高分子材料学复习纲要 溶胀是指溶剂分子扩散进入高分子内部，使其体积膨胀的现象.聚合物的溶剂选择的原则1 溶度参数相近原则对于一般的非极性非晶态聚合物及弱极性物质，选择溶度参数与聚合物相近的溶剂，聚合物 能很好的溶解 极性相似相溶原则这种原则就是极性大的聚合物溶于极性溶剂，非极性聚合物溶于非极性溶剂对于非晶态 极性聚合物不仅要求溶剂的溶度参数与聚合物相近，而且还要求溶剂的极性要与聚合物接近才 能使之溶解 溶剂化原则这种原则就是溶剂分子通过与聚合物分子链的相互作用即溶剂化作用把大分子链分开， 发生溶胀直到溶解溶剂化作用是溶剂与溶质相接触时，分子间产生相互作用力，此作用力大于 溶质分子内聚力，从而使溶质分子分离，并溶于溶剂中溶剂化作用要求聚合物和溶剂一方是电子受体（广义的酸），一方是电子给体（广义的碱）， 二者相互作用产生溶剂.渗透性与透气性：高分子材料通过扩散和吸收过程，使气体或液体透过一个表面传递到另一个表面渗出， 从高浓度的一侧扩散到浓度低的一侧，这种现象称为渗透性.气体分子渗透通过聚合物膜称为透气性。

高分子分子运动的特点：1运动单元的多重性2. 分子运动的时间依赖性3 分子运动的温度依赖性高分子材料学复习纲要 玻璃态、高弹态、黏流态是一般非结晶态线形聚合物所共有的，称为力学三、态无定型聚合物（非结晶态聚合物和结晶性聚合物中的非结晶部分）玻璃态与高弹态之间的转 变，称为玻璃化转变，它对应于连段运动的'冻结’与'解冻’以及分子链构象的变化，对应的 转变温度称为玻璃化转变温度，以Tg表示凝胶是指溶胀的三维网状结构高分子.即聚合物分子间相互连结，形成空间网状结构，而在网状 结构的孔隙中又填充了液体介质根据高分子交联键性质的不同，分为两类：化学凝胶、物理凝胶水凝胶是指一种在水中能显著溶胀、保持大量水分的亲水性凝胶，为三维网络结构，多数水凝 胶网络中可容纳高分子本身重量的数倍至数百倍的水，它不同于疏水性的高分子网络如 聚乳酸和聚乙醇酸（只有有限的吸水能力，吸水量不到10%）水凝胶的性质不同结构、不同化合物的水凝胶具有不同的物理化学性质如触变性、溶胀性、环境敏感性和黏附性等：（一） 溶胀性水凝胶在水中可显著溶胀溶胀性是指凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象二） 环境敏感性环境敏感水凝胶又称智能水凝胶，根据环境变化的类型不同，环境敏感水凝胶又分为如下 几种类型：（1）温敏水凝胶（2） pH敏感水凝胶 （3）电解质敏感水凝胶（三）黏附性黏附或称黏着或黏接等。

一般指的是同种或两种不同的物体表面相黏接的现象 生物黏附指的是两个生物体表面之间形成任何结合，或一个生物体的表面与另外一个天然或合成材料 的表面黏结的总称.2 生物黏附的机制理想的生物黏附性药物传递系统的黏附性存在3种作用机制：聚合物润湿与溶胀；生物黏附性 聚合物链与聚合物的线团和黏膜黏蛋白的互穿作用；团的链之间很微弱的化学结合.在生物黏附性形成理论中常被提及的有：（1）润湿理论生物黏附剂或黏液能够在相应的生物组织表面铺展是一个很重要的前提润湿的 原理在液状的黏胶剂黏附方面是一种主要理论，它是利用界面张力来预测黏胶剂铺展力以及黏 附力的大小.聚合物与生物组织表面能的研究可以用来预测粘膜黏附性2）扩散理论 生物黏附性聚合物链以及黏膜的聚合物链之间的互穿作用与缠绕作用的理论是由 扩散理论来支持的3）断裂理论 断裂理论是最具有实际性的，因为它可以通过机械测量但是，在生物黏 上断 裂现象很少见即使有，也只能存在于界面而不是界面的附近.它不涉及聚合物链的缠绕、扩散 或互穿作用，此时，聚合物的链并没有穿透进黏膜层.第四章药用天然高分子材料一、淀粉淀粉是天然存在的糖类，它是由两种多糖分子组成，一为直链淀粉，另一为支链淀粉，它们的 结构单元是D-毗喃环形葡萄糖,直链淀粉是以a-1, 4昔键连接的葡萄糖单元。

一）淀粉的性质1 淀粉不溶于水、乙醇和乙醚等，但吸湿性很强 在5%的冷乙醇和冷水中不溶解，在37水中迅速膨胀5%〜10%，在60〜80cC热水中能发 生溶胀 淀粉的糊化 淀粉形成均匀糊状溶液的现象称为糊化糊化的淀粉又称a化淀粉二）淀粉的应用淀粉是口服制剂的基本材料，主要用作片剂的稀释剂、崩解剂（3%~15%）、黏合剂（5%~25%）、助流剂、填充剂—二＞^糊^精（一）糊精的来源糊精为部分水解的玉米淀粉或马铃薯淀粉.淀粉很容易水解，与水加热即可引起分子的裂解； 与无机酸共热时，可彻底水解为糊精或葡萄糖.（二）糊精的性质糊精为白色、淡黄色粉末，微有异臭不溶于乙醇（95%）、乙醚和丙二醇；缓慢溶解于冷 水;极易溶于沸水并形成胶浆状溶液三）糊精的应用糊精在药剂学中可作为片剂或胶囊剂的稀释剂；片剂的黏合剂，也可作口服液体制剂或混 悬剂的增黏剂；糖衣配方中的增塑剂和黏合剂；混悬剂的增稠剂三、纤维素药用纤维素的主要来源来自棉纤维，少数来自木材.纤维素的性质：1.化学反应性2.氢键的作用高分子材料学复习纲要 3.吸湿性4溶胀性5. 机械降解特性6. 可水解性微晶纤维素-MCC的应用：微晶纤维素广泛用作黏合剂、稀释剂和吸附剂（20%〜90%）;崩解剂（5%~15%）；抗黏剂 （5%〜20%）；赋形剂。

取代度（DS）是指被取代羟基数的平均值将共聚物溶液加热，当其高过低临界溶液温度时，共聚物能从溶液中分离出来，此时称为昙 点醋酸纤维素用作片剂的半透膜包衣，特别是深透泵型片剂和植入剂，控制、延缓药物的释放.羧甲纤维素钠-CMCNa的应用：常用为混悬剂的助悬剂，乳剂的稳定剂（0.25%~1.0%）、增稠剂，凝胶剂（3.0%~6.0%）、 软膏和糊剂的基质，片剂的黏合剂（1.0%~60%）、崩解剂，也可用作皮下或肌内注射的混悬剂 的助悬剂，以延长药效四、甲基纤维素一MC（一）甲基纤维素的性质甲基纤维素为白色~黄色纤维状粉末或颗粒熔点280~3000C.不溶于热水、饱和盐溶液、 醇、醚、丙酮和甲苯，溶于冰醋酸甲基纤维素在冷水中的溶解度与取代度有关，取代度为2 是最易溶.高分子材料学复习纲要 甲基纤维素溶液易于被微生物破坏而腐败，因此应该使用抗菌防腐剂也可对溶液进行热压灭 菌二）甲基纤维素的应用低、中浓度的可作为片剂的黏合剂（2%~6%）；高浓度的可用于改进崩解或作缓释制剂的骨架（5%~75%）其他可作助悬剂、增稠剂、乳剂稳定剂、保护胶体，亦可作隐形眼镜片的润湿剂 剂浸渍剂甲基纤维素，安全、无毒、无致敏、无刺激性。

但不将它用于静脉注射产品五、 羟乙纤维素-HEC羟乙纤维素溶于热水或冷水中，也溶于弱酸、弱碱，亦溶于强酸、强碱羟乙纤维素的应用：羟乙纤维素为非离子型水溶性聚合物材料，主要用于眼科及局部外。