综述:天然聚合物在胃滞留给药系统(GRDDS)中作用的综合综述

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Drug Delivery Letters CS1.7

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  本文聚焦胃滞留给药系统(GRDDS)研发中潜力显著但研究尚浅的天然聚合物,梳理其属性与药学功能。指出现今研究趋势显示天然聚合物因安全、无毒、可生物降解等优势,正逐步取代合成聚合物,且能有效延长胃滞留时间、提升溶出度与生物利用度。

  

天然聚合物在胃滞留给药系统中的研究进展与应用价值


胃滞留给药系统(Gastro Retentive Drug Delivery System, GRDDS)通过延长药物在胃部的滞留时间,可提高局部药物浓度、促进难溶性药物吸收,对治疗胃部疾病及改善口服药物生物利用度具有重要意义。天然聚合物因具备生物相容性(Biocompatibility)、可降解性(Biodegradability)、安全性及成本优势,在 GRDDS 构建中展现出独特潜力,逐渐成为替代合成聚合物的研究热点。

天然聚合物的核心优势与作用机制


天然聚合物来源于动植物或微生物,如壳聚糖(Chitosan)、海藻酸盐(Alginate)、果胶(Pectin)等,其分子结构中的多糖或蛋白质基团可通过黏附作用(Mucoadhesion)与胃黏膜层的糖蛋白形成氢键或静电相互作用,从而延长制剂在胃部的滞留时间(Gastric Retention Time)。例如,壳聚糖的阳离子特性使其能与带负电荷的胃黏膜表面紧密结合,显著提升制剂的滞留能力。此外,部分天然聚合物如琼脂(Agar)在胃酸环境中可形成凝胶屏障,通过延缓药物释放(Drug Release)和保护药物免受胃酸降解,进一步增强药效。

天然聚合物对 GRDDS 性能的优化


天然聚合物的引入可从多维度改善 GRDDS 的药剂学特性。在溶出度(Dissolution Rate)提升方面,亲水性天然聚合物如羟丙基甲基纤维素(Hydroxypropyl Methylcellulose, HPMC)通过增加胃液黏度,减少药物扩散阻力,促进难溶性药物的溶出。生物利用度(Bioavailability)方面,黄原胶(Xanthan Gum)形成的凝胶网络可延缓药物胃排空,为药物跨膜吸收提供更充足的时间,尤其适用于需在胃部特定部位吸收的药物。研究表明,含天然聚合物的 GRDDS 制剂可使某些药物的生物利用度提升 30% 以上。

天然聚合物与合成聚合物的对比及研究趋势


传统合成聚合物如聚丙烯酸(Polyacrylic Acid)虽具备较强黏附性,但存在潜在毒性和生物相容性缺陷。近年来,研究趋势逐渐转向天然聚合物,其安全性和可降解性更符合现代药剂学对绿色制剂的要求。例如,海藻酸盐 - 壳聚糖微球体系通过离子交联形成凝胶,兼具生物降解性和 pH 响应释药特性,在 GRDDS 中展现出优于合成聚合物微球的应用前景。此外,天然聚合物的可修饰性(如化学改性或与其他材料复合)为构建多功能 GRDDS 提供了更多可能,如靶向递送(Targeted Delivery)或智能响应释药系统。

现存挑战与未来研究方向


尽管天然聚合物优势显著,但其应用仍面临挑战。例如,部分天然聚合物的力学强度不足,导致制剂在胃酸环境中易崩解;不同来源的天然聚合物质量差异较大,可能影响制剂稳定性。未来研究需聚焦以下方向:①通过分子设计优化天然聚合物结构,提升其机械性能和环境响应性;②开发天然聚合物与纳米材料(如脂质体、纳米颗粒)的复合体系,进一步增强滞留效果与药物负载能力;③深入研究天然聚合物与胃黏膜相互作用的分子机制,为制剂设计提供理论支撑。

天然聚合物在 GRDDS 中的应用不仅契合绿色制药理念,更为解决口服药物生物利用度低、胃部靶向难等问题提供了创新路径。随着材料科学与药剂学的交叉融合,天然聚合物有望在未来 GRDDS 研发中发挥更核心的作用,推动胃部疾病治疗与药物递送技术的革新。

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