用于药物控制释放的丙烯酸酯交联聚合物的设计与制备

摘要

可控释放技术广泛应用于医药、杀虫剂、化肥、催化剂、化妆品等领域。药物的可控释放由于能提高药效及药物利用率、降低毒副作用、提高病人依从性，因而越来越受到人们的关注。其中，扩散控制的聚合物基质体系因其制造成本低、制备简单，在所有药物可控释放体系中应用最广。因此，研究扩散控制的基质体系对于药物的开发与改进具有十分重要的意义。
　　本文通过数学模型描述扩散控制体系的药物释放行为，借鉴数理反问题的思路，针对不同的释放目标，利用混合Newton-Tikhonov正则化方法，优化了平板及球形体系的药物初始浓度分布和扩散系数分布。结果表明，当扩散系数均一时，优化初始浓度分布可以实现包括拟恒速、速率线性减小以及非线性的先增后恒速的目标释放。同时，在不同的初始浓度分布条件下，通过优化计算扩散系数，使药物释放接近拟恒速释放;通过简单的外层无/少药物负载的初始浓度设计，可有效抑制“突释”问题。
　　利用模型指导不同扩散系数分布的聚合物基质体系的定制，通过可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT)，制备了不同交联聚丙烯酸正丁酯(PBA)基质平板，研究了以油溶性4-氨基偶氮苯为模拟药物的释放行为，发现PBA基质体系中药物扩散系数随着聚合物交联密度的增大呈单调下降，表明RAFT聚合控制交联密度可有效实现不同扩散系数的聚合物基质体系的定制。在此基础上，设计并定制了不同交联密度的双层平板基质体系，该体系中的药物释放行为的实验结果与数学模型预测结果相吻合。相对于均一扩散系数体系，具有扩散系数分布的基质体系的药物释放行为更趋近目标释放，设计和制备多层的、具有可控的交联密度分布的释放体系可有效地实现药物的可控释放。
　　本文的亮点在于:利用数学模型研究扩散控制体系的药物释放，优化体系的初始浓度分布及扩散系数，为后期扩散控制体系的定制提供理论指导。同时，建立了通过RAFT聚合控制交联密度定制不同扩散系数的聚合物基质体系的新方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 可控药物释放体系

1．3 扩散控制体系研究

1．3．1 扩散控制基质体系实验研究

1．3．2 扩散控制体系数学模型研究

1．4 基于CLRP的交联反应研究

1．5 课题的提出与研究思路

第二章 扩散控制基质体系释放数学模型与优化

2．1 引言

2．2 理论部分

2．2．1 扩散模型的建立及反问题算法的提出

2．2．2 反问题算法用于扩散系数的确定

2．2．3 反问题算法用于初始浓度分布的优化

2．2．4 反问题算法用于扩散系数的优化

2．3 结果与讨论

2．3．1 反问题算法确定扩散系数的算法验证(D=1)

2．3．2 反问题算法优化初始浓度分布

2．3．3 反问题算法优化扩散系数分布

2．4 本章小结

第三章 扩散控制的丙烯酸酯交联聚合物的制备及其药物释放的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 原料和试剂

3．2．2 交联聚丙烯酸正丁酯基质平板的制备

3．2．3 凝胶含量测定

3．2．4 染料负载

3．2．5 染料释放

3．3 结果与讨论

3．3．1 染料负载

3．3．2 聚合方法对染料释放的影响

3．3．2 单层交联PBA平板体系的释放

3．3．3 双层交联PBA平板体系的释放

3．4 本章小结

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间完成的论文