余 磊，李銀保，張 劍

(贛南醫(yī)學院藥學院，江西 贛州 341000)

水溶性聚乙烯醇在藥物緩釋中應(yīng)用進展*

余 磊，李銀保，張 劍

(贛南醫(yī)學院藥學院，江西 贛州 341000)

聚乙烯醇(PVA)是一種水溶性高分子聚合物，常制備成膜性材料，纖維材料，水凝膠和微球等藥物載體用于藥物的緩釋研究。本文介紹了水溶性醫(yī)用聚乙烯醇的型號及性能以及水溶性PVA作為載體材料在藥物緩釋方面的應(yīng)用，展望了PVA材料在緩釋藥物今后的發(fā)展方向和趨勢。

水溶性PVA；緩釋材料；應(yīng)用

聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，簡稱PVA)是一種用途相當廣泛的水溶性高分子聚合物材料，PVA由聚醋酸乙烯酯經(jīng)堿催化醇解而生成，相對分子質(zhì)量為20 000～200 000。PVA的物理性質(zhì)主要由分子量和醇解度決定，聚合度不同會導(dǎo)致分子量也不同。PVA由于分子中含有較多羥基而具有良好的水溶性；分子聚合而具有良好的成膜性、黏結(jié)力、乳化性及良好的耐油脂和耐溶劑等性能。藥理實驗證明PVA無毒無味，對皮膚無刺激性，不會引起皮膚過敏而廣泛應(yīng)用于藥物載體[1]。隨著合成工業(yè)的發(fā)展，PVA材料也得到了極大的發(fā)展，目前已經(jīng)成為世界上產(chǎn)量最大的水溶性聚合物。PVA材料滿足藥物制劑“三效”和“三小”要求，PVA材料在藥用輔料中的應(yīng)用非常廣泛。本文綜述了PVA水溶性材料在藥用輔導(dǎo)中的應(yīng)用進展。

1 水溶性PVA的型號及其分類

PVA的型號組成：PVA的平均聚合度用千位、百位2位阿拉伯數(shù)字表示；醇解度用十位、個位2位阿拉伯數(shù)字表示。醫(yī)用的PVA有PVA05-88，PVA17-88，PVA-124等規(guī)格，前2種規(guī)格的醇解度均為(88±2)%，平均聚合度 (n)分別為500～600和1 700～1 800；PVA-124的醇解度為98%～99%，平均聚合度(n)2 400～2 500。

2 水溶性PVA在藥用緩釋中的應(yīng)用

PVA因上述優(yōu)點在藥用輔料應(yīng)用中越來越廣泛。近年來，隨著制藥技術(shù)和合成技術(shù)的的發(fā)展，水溶性PVA可以制備成藥物膜、纖維材料、水性凝膠和微球，用于藥物的組裝后達到藥物緩釋的作用。

2.1 制備成藥物膜包埋藥物 在藥物表面形成一層膜，這層膜不但可以保護藥物免受胃酸或消化液等物質(zhì)的分解，而且要以使藥物釋放的速度減慢而達到藥物緩釋的目的。第一種方法是直接使用PVA制備的膜達到緩釋藥物的目的，如李燕麗等[2]對不同聚合度及質(zhì)量比的聚乙烯醇(PVA)制成的含有硫酸阿托品及甲硝唑載藥膜，在不同溶出介質(zhì)中的溶出度進行測定，證明其具有緩釋作用。

膠原具有熱穩(wěn)定性，PVA具有水溶性，在膠原液中加入PVA可以綜合兩者的優(yōu)點，為緩釋藥物的研究提供了新的研究思路。如梁屹等[3]采用PVA與膠原原液共混、冷凍干燥成膜的方法制備含PVA的長春新堿膠原藥膜。證明加入PVA不會破壞膠原膜的熱性能穩(wěn)定性；含PVA的膠原藥膜PVA與膠原具有良好的相容性；加入PVA后孔隙更加均勻，孔徑減小有助于提高膜的致密性和穩(wěn)定性；可以改善膜的降解性能，延長膜的降解時間而達到緩釋藥物目的。

PVA分子中具有大量的羥基，羥基是活性基團，可以和羧基等形成新的改性后的化合物，形成藥物膜而達到緩釋的目的，如萬四華[4]采用PVA為基材，使用乳酸、乙醇酸對其進行改性，制備出水溶性藥膜。此功能膜材料具有生物相容性，可溶性及可降解性。

PVA也可以和其它的水溶性物質(zhì)一起混合使用制備藥物膜達到對藥物緩釋的目的，如劉勇等[5]采用溶液共混法將水楊酸鈉(NaSal)包埋在魔芋葡甘聚糖(KGM)、殼聚糖(CTS)與聚乙烯醇(PVA)共混物中，制備了NaSal-KGM/CTS/PVA緩釋藥膜。證明當KGM，CTS，PVA的質(zhì)量比為2∶2∶1時，制備的緩釋藥膜緩釋性能良好。

通過雙官能團化合物戊二醛為交聯(lián)劑，可以使PVA中的羥基與醛分子的一端形成半縮醛，而醛分子的另一端的醛基與其它分子形成三元混合物，也可以在藥物中形成新的藥膜而達到緩釋作用，如王蕊[6]對坡縷石進行酸、熱改性處理，以殼聚糖和聚乙烯醇為原料，戊二醛為交聯(lián)劑，加入改性坡縷石，采用共混流延法制備了殼聚糖-坡縷石-聚乙烯醇三元復(fù)合膜。實驗結(jié)果表明該膜對伊維菌素具有緩釋功能。

PVA分子中的羥基具有較好的活性，也能與氨基等其它基團結(jié)合而成為新型的膜性緩釋藥物材料，如王群等[7]以奧硝唑為模型藥物，分別在弱酸性和中性磷酸鹽緩沖溶液中測試聚乙烯醇接枝絲素蛋白(PVA-g-SF)載藥膜在10 h內(nèi)的體外藥時曲線，證明各PVA-g-SF載藥膜在弱酸性和中性釋藥介質(zhì)中的釋藥均先快后慢，30 min時釋藥量大于70%(g/g)，10 h內(nèi)測得的累積釋藥量均高于無絲素接枝的聚乙烯醇載藥膜。

2.2 制備紡絲纖維包埋藥物 紡絲纖維包埋藥物相當于在藥物表面包裹一層纖維膜，纖維膜的存在避免的藥物與機體的直接接觸從而達到緩釋藥物的目的。如隋春紅等[8]利用靜電紡絲技術(shù)制備了各種相對質(zhì)量分數(shù)硒化環(huán)糊精(2-SeCD)/聚乙烯醇(PVA)超細纖維，證明隨著2-SeCD含量的增加，載藥纖維直徑變大，累計釋藥曲線增長趨于緩慢，但同一體積分數(shù)的載藥超細纖維，在人工腸液中的累計釋藥率高于人工胃液的釋藥率。

戊二醛做為一種偶聯(lián)分子，也可用于紡絲纖維的制備中，如謝紅等[9]采用戊二醛蒸汽、3%氯化鈣無水乙醇溶液和3%氯化鈣飽和硼酸溶液對PVA/SA靜電紡絲纖維進行交聯(lián)后，并包裹了改性鹽酸莫西沙星(MH)/PVA/SA靜電紡絲纖維，將載藥纖維于pH 7.4的PBS溶液中進行藥物體外釋放研究。實驗表明，隨著交聯(lián)時間的增長，藥物釋放越緩慢，在4 h時，未交聯(lián)和交聯(lián)1、3和20 h的累積釋放率分別為66.63%、57.55%、40.90%和12.41%。

PVA與殼聚糖的反應(yīng)可以利用殼聚糖的聚合體本身具有纖維的結(jié)構(gòu)而制備成紡絲纖維，如章亞妮等[10]以聚乙烯醇(PVA)和殼聚糖(CS)為載體，以丹參素鈉(SAS)為模型藥物，使用靜電紡絲技術(shù)制備載不同含量丹參素鈉的聚乙烯醇/殼聚糖載藥電紡纖維膜。表明制備的聚乙烯醇/殼聚糖載藥電紡纖維膜載藥均勻且具有明顯的緩釋性。

納米材料由于其顆粒小，比表面積大等特點而具有優(yōu)良的緩釋性能，是緩釋藥物研究的熱門選擇，李沉紋等[11]采用星點設(shè)計-效應(yīng)面優(yōu)化法設(shè)計納米纖維處方，以鹽酸莫西沙星作為模型藥物，采用靜電紡絲技術(shù)制備載藥聚乙烯醇-海藻酸鈉納米纖維，以CaCl2乙醇溶液作為交聯(lián)劑增加納米纖維的抗水性能，檢測載藥率，并測定藥物釋放，表明納米纖維載藥率均在65%以上。藥物的釋放符合Fick擴散定律，結(jié)果顯示制得的鹽酸莫西沙星-聚乙烯醇-海藻酸鈉納米纖維具有良好的緩釋藥特性。

靜電紡絲技術(shù)(electrospinning)是利用一種聚合物流體在強電場作用下，通過金屬噴嘴進行噴射拉伸而獲得直徑為數(shù)十納米到數(shù)微米的納米級纖維的紡絲技術(shù)。通過靜電紡絲技術(shù)得到的納米級纖維具有直徑小、表面積大、孔隙率高、精細程度一致等特點，在藥物緩釋研究中具有很廣泛的應(yīng)用前景，崔志香等[12]采用靜電紡絲技術(shù)制備聚乙烯醇(PVA)/殼聚糖(CS)復(fù)合納米纖維，并用該材料包覆阿莫西林，研究其體外藥物釋放性能。結(jié)果表明，隨著藥物含量的增加，藥物釋放時間的延長，載藥PVA/CS復(fù)合納米纖維膜藥物釋放速率降低。而佘怡[13]通過涂覆法靜電紡絲制備得到聚乙烯醇/小麥蛋白/二氧化鋯(PVA/WG/ZrO2)納米纖維以及載尼生素聚乙烯醇/小麥蛋白/二氧化鋯(Nisin-PVA/WG/ZrO2)納米纖維。通過載藥與藥物釋放實驗表明，上述納米纖維膜具備良好的控釋能力，且對金黃色葡萄球菌的生長有不錯的抑制能力，拓寬了PVA材料的應(yīng)用范圍。張豆豆[14]將水作為聚乙烯醇和絲素的共溶劑利用靜電紡絲法制備了載藥PVA/SF納米纖維，并通過體外測試實驗考察香蘭素從納米纖維膜中釋放出的速率。結(jié)果表明該材料能有效地控制藥物的釋放。蘇瑛杰[15]等采用靜電紡絲技術(shù)制備了阿司匹林(AS)/玉米淀粉(ST)/聚乙烯醇(PVA)復(fù)合納米纖維膜。實驗表明通過調(diào)整AS的載入量及壓片壓力，可以調(diào)控藥物的緩釋時間；同時，改變PVA與ST比例，可以調(diào)控藥物的釋放速率。崔志香[16]等采用靜電紡絲技術(shù)制備聚乙烯醇(PVA)/殼聚糖(CS)復(fù)合納米纖維，包覆阿莫西林，研究其體外藥物釋放性能。結(jié)果表明，隨著紡絲電壓和收集距離增加，藥物含量減少，復(fù)合納米纖維膜直徑降低，直徑分布均勻性增加。隨著藥物含量的增加，藥物釋放時間的延長，載藥PVA/CS復(fù)合納米纖維膜藥物釋放速率降低。隨著越來越多的研究團隊以PVA為原料，使用靜電紡絲技術(shù)制備納米材料包埋藥物而達到緩釋藥物的目的，可以預(yù)料，以后這方面的研究將會是緩釋藥物研究的熱點。

2.3 制備成凝膠藥物載體 凝膠是由于高分子材料中的羥基具有強的吸水性而使水分子聚集在其周圍形成的半固體狀的物質(zhì)，在貼膏藥物和軟膏藥物中使用廣泛。PVA可以在一定的條件下溶脹形成凝膠，如林亞平等[17]用聚乙烯醇凝膠作為透皮給藥系統(tǒng)載體，分別制備了鹽酸維拉帕米貼膏和中藥止咳祛痰貼膏，對其體外釋放及臨床療效等進行了初步研究。結(jié)果提示，這種聚乙烯醇凝膠可望作為藥物透皮給藥系統(tǒng)的一種新的良好載體，使藥物具有緩釋作用。爾后葉勁等[18]將魚腥草注射液與聚乙烯醇通過一系列工藝制成魚腥草注射液—聚乙烯醇凝膠并證明該凝膠膠對于魚腥草注射液有效成分具有緩釋作用。

PVA也可以與其它的纖維素一起組成復(fù)合凝膠，如何文等[19]考察羧甲基殼聚糖(CMCS)的取代度(DS)對羧甲基殼聚糖/聚乙烯醇(PVA)甲硝唑(MTZ)水凝膠片在Beagle犬體內(nèi)緩釋作用的影響，結(jié)果表明CMCS/PVA-MTZ水凝膠片較普通MTZ片在Beagle犬體內(nèi)均有明顯的緩釋作用。

PVA材料與其它活性物質(zhì)反應(yīng)先生成偶聯(lián)產(chǎn)物，然后將生成的物質(zhì)制備成凝膠而達到緩釋的目的，如崔保順[20]制備了可生物降解的魔芋葡甘聚糖(KGM)-聚乙烯醇(PVA)-三聚磷酸鈉(STPP)酯化水凝膠并進行了載藥釋藥實驗。結(jié)果表明，隨著加入的交聯(lián)劑STPP，共混劑PVA的量的增加，釋藥速率降低。

利用新的凝膠制備材料，將PVA與其它物質(zhì)制備新的凝膠體系而達到藥物緩釋的目的，如楊小敏等[21]采用先輻射后凍融的方法制備了一系列聚乙烯醇(PVA)/水溶性殼聚糖/甘油水凝膠并在該載體中載入云南白藥，研究了溶液pH值、離子強度、凍融次數(shù)和PVA濃度對水凝膠溶脹性能和云南白藥釋放性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)水凝膠的溶脹度隨溶液離子強度的增大而下降，且酸性溶液大于中性溶液。

殼聚糖分子中也具有大量的羥基，在凝膠系統(tǒng)中可以與PVA材料形成共凝膠體系。翟延飛等[22]以羥丙基殼聚糖和聚乙烯醇為原料互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠并研究其藥物釋放性能?？疾煲岳晚f林為模型研究凝膠對藥物的釋放性能。結(jié)果表明該水凝膠具有對利巴韋林有一定的緩釋作用而可用于藥物載體。

新的凝膠制備方法也用于PVA凝膠緩釋藥物的制備中，如丁潔英[23]以HA-Cym和聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol， PVA)為材料，層層自組裝(layer-by-layer assembly， LbL)法制備多層水凝膠膜載體，含背襯層、支撐層、載藥層和黏膜黏附層，胰島素載藥量最高為6.7%。大鼠離體小腸轉(zhuǎn)運試驗結(jié)果表明給予水凝膠膜后胰島素在回腸處的表觀滲透系數(shù)(Papp)提高至胰島素溶液的1.6倍；大鼠回腸在體降血糖試驗表明載胰島素水凝膠膜的降血糖效果優(yōu)于胰島素溶液，血糖值最低降至初始值的60%。

具有相似分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的制備凝膠時可以混合使用，如陳麗如[24]以5-氟尿嘧啶(5-Fu)為模型藥物，采用物理混合法制備了殼聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)溫敏性水凝膠給藥系統(tǒng)，對水凝膠的性質(zhì)和體外藥物釋放進行了詳細的研究。5-Fu體外釋放實驗表明：在pH 7.4磷酸鹽緩沖液于37 ℃環(huán)境條件下，該混合凝膠對5-Fu有一定的緩釋作用。魏建層等[25]也制備殼聚糖/聚乙烯醇混合水凝膠，并以5-氟尿嘧啶(5-FU)為模型藥物考察其釋藥性能，表明殼聚糖/聚乙烯醇混合水凝膠對5-FU有一定的緩釋作用，是一種有前景新型的藥物載體。在前面的應(yīng)用基礎(chǔ)上，邵雪等[26]以聚乙烯醇(PVA)和殼聚糖(CS)為原料，采用物理交聯(lián)與化學交聯(lián)相結(jié)合的工藝結(jié)合京尼平交聯(lián)法，制備了具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)的PVA/CS復(fù)合水凝膠，研究了pH值對其溶脹率的影響;選用氯霉素為模型藥物，結(jié)果表明，PVA/CS IPN水凝膠在酸性條件下具有較高的溶脹率，而在堿性條件下，溶脹率較??；其載藥量、釋藥量都隨著復(fù)合水凝膠中PVA含量的增大而增大。張瑜等[27]制備聚乙烯醇/魔芋膠復(fù)合凝膠，以鹽酸小檗堿為模型藥物考察處方工藝因素對其體外釋藥的影響。結(jié)果表明隨著凝膠材料用量、載藥量和冷凍-解凍次數(shù)增加，復(fù)合凝膠的釋藥速度減慢；聚乙烯醇/魔芋膠比例為2∶1時，藥物釋放最慢。

2.4 制備成微球載體 微球(microsphere)是指藥物分散或被吸附在高分子、聚合物基質(zhì)中而形成的微粒分散體系。微球?qū)λ幬锏难b載類似于包膜的作用，但微球的立體結(jié)構(gòu)能裝載更多的藥物達到緩釋的目的，PVA分子本身在現(xiàn)有條件難以形成微球，必須與其它物質(zhì)一起而形成球狀的偶聯(lián)結(jié)構(gòu)。如楊彬[28]使用聚乙烯乙酸酯(PVAc)懸浮液的逐步皂化和用戊二醛使PVA核和外殼逐步交聯(lián)兩步過程。制備了具有不同程度的高度交聯(lián)薄外殼和低度交聯(lián)的內(nèi)PVA微球核，實驗結(jié)果表明其對裝載的藥物具有緩釋功能。

殼聚糖分子偶聯(lián)PVA分子，通過首尾聯(lián)接法可制備成藥物微球。羅華麗等[29]以殼聚糖(CS)為基質(zhì)，通過聚乙烯醇(PVA)的引入制備殼聚糖聚乙烯醇復(fù)合載體可以分別采用室溫和高溫酸催化反應(yīng)兩種方法制備出釋藥性能和結(jié)構(gòu)形態(tài)不同的兩種復(fù)合載藥微球Ⅰ和Ⅱ。其中殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合載藥微球Ⅰ的制備工藝是調(diào)節(jié)殼聚糖和聚乙烯醇質(zhì)量比6/5，復(fù)合微球Ⅰ的平均粒徑1～20 μm，載藥量13%，LVFX體外12 h累積釋放80%。而殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合載藥微球Ⅱ的平均粒徑1.69 μm，載藥量17.1%，LVFX體外6 hr基本完全釋放。

乳化交聯(lián)是制備微球的常用方法，張秀菊等[30]采用乳化交聯(lián)法制備載藥殼聚糖微球，在聚乙烯醇與甲醛縮醛化過程中加入載藥殼聚糖微球從而制備聚乙烯醇/載藥殼聚糖微球敷料。結(jié)果表明聚乙烯醇/載藥殼聚糖微球復(fù)合海綿具有連通的孔隙結(jié)構(gòu)，增加殼聚糖微球含量使孔徑變小，增加殼聚糖微球含量使頭孢拉定藥物釋放速率增加，釋放時間增長。

3 展 望

中國是PVA材料生產(chǎn)的大國，隨著人們生活水平的不斷提高和對健康的追求，新型藥物制劑的研究發(fā)展必將依賴于藥物材料的發(fā)展。緩釋藥物的研究可以使藥物的給藥次數(shù)減少，增加患者特別是老年患者對藥物的醫(yī)囑依從性。目前，國內(nèi)外對水溶性PVA為基礎(chǔ)的藥物改性制備成緩釋試劑的研究非?；钴S，雖然已有方面主要集中在上述膜材料、纖維材料、水凝膠和微球四個方面的緩釋應(yīng)用?？梢灶A(yù)見，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，以水溶性PVA為基質(zhì)的緩釋材料會得到更加廣泛的應(yīng)用。由于PVA分子中含有羥基，可以與一些酸類藥物成酯制備成前藥，同樣可以達到緩釋藥物的目的。

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Research on Application of Water-soluble PVA as Drug Carrier Materials for Slowing Drug Release

YULei，LIYin-bao，ZHANGJian

(SchoolofPharmacy,GannanMedicalUniversity,Ganzhou,Jiangxi341000)

Polyvinly alcohol (PVA) is a kind of water-soluble polymer, and it is often used as drug carrier for slowing drug release, such as film-forming materials, fiber materials, hydrogels and microshperes. In the paper the characteristics and type of water-soluble poly vinyl alcohol(PVA) and its application in pharmaceutics for slowing drug release are introduced. The research issues and future development of PVA as drug carrier materials for slowing its release are discussed in the review.

water-soluble PVA; slowing drug release materials; application

江西省科技廳科技指導(dǎo)項目(編號：2010ZDS03300);江西省自然科學基金計劃項目(編號：2013ZBAB205005)

O648.12

A

1001-5779(2016)06-0975-05

10.3969/j.issn.1001-5779.2016.06.047

2016-06-10)(責任編輯：敖慧斌)