胶体化学与医药研究

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第268页（4480字）

几十年来，胶体化学的理论与应用获得了很大的发展。

它对医药研究的重要性正日益受到人们的重视。现在，胶体化学已经深入到制剂学、分子生物学，临床医学等医药学的许多方面。

目前正在着力研究并已获得很大发展的某些交叉学科领域，如生物医学工程、医用高分子材料，生物流变学与血液流变学、控释给药与定向给药等，胶体化学更是发挥着越来越重要的作用。

“胶体”一词最早是英国格雷姆(T．Graham)于1861年提出的。

在胶体化学的发展历程中，不但其研究内容不断深入，开拓的领域越来越广泛，而且不断丰富着其它边缘学科，特别是医药学的研究内容。从胶体化学观点看来，动物与人的肌体只不过是由各类粗分散体系、胶体分散体系，凝胶及高分子溶液组成的复杂分散体系。

这些分散体系被不同的生物膜隔开，它们既独立地发挥着各自的生理功能，又彼此相互协调，构成统一的有机整体，维持着正常的生命活动。如果构成肌体的分散体系一旦失去其动态平衡，正常的生命活动就会受到干扰或破坏，于是产生疾病。因此，疾病实际上是由于生理平衡发生紊乱，胶体分散体系的某些性质发生变化造成的结果。

分析测定这些变化，并应用胶体化学的理论与方法使之恢复正常，这就是治病。因此，从生病到治病，实际上是一个胶体分散体系性质由变异到正常的变化过程。随着胶体化学的不断渗透与扩展，它在医药学中已经开拓了许多重要的研究领域，并取得了很大的进展。

这不仅丰富了胶体化学自身的研究内容，而且也有力地推动了现代医药学的发展。

人工器官 表面现象的理论在生物医学工程中具有重要的意义。某些人工器官，如吸附型人工肝、人工肺就是在对表面吸附研究的基础上发展起来的。吸附型人工肝实际上是一个装满吸附剂的血液灌流器，它是通过净化危难病人的血液进行解毒的一种急救治疗装置。

制备吸附型人工肝的关键是要有合适的医用吸附剂。它除了应满足吸附剂的一般条件外，还必须具有良好的血液相容性。

活性碳是一种比较好的广谱吸附剂，缺点是血液相容性差，因此，人工肝的早期研究皆因找不到合适的医用吸附剂而归于失败。直到1978年，张明瑞(T．M．S．Chang)用血液相容性材料将活性碳包膜，成功地解决了这一难题后，吸附型人工肝的研究与开发才得到了迅速发展，并逐渐用于临床。

除了包膜活性碳外，已研制的医用吸附剂还有树脂、氧化淀粉等。

中国研制的NK－110树脂也具有良好的血液相容性。可以预料，对表面吸附的深入研究将为人工肝提供更多的性能优良的医用吸附剂。

在表面现象研究的促进下，人工肺、人工血液、医用粘结剂、生物传感器的研究也都取得了很大的进展。

这些研究成果将大大提高人们与疾病作斗争的能力。

医用高分子材料 随着医药学的发展，高分子材料的应用日益广泛。

由于生物体自身具有排斥异物和维持自己再生的能力，而高分子材料不具备这种生命力，因此严格说，至今尚未研制出真正生物相容性材料。用表面化学观点阐明生物体与高分子材料界面间的特性，是研制生物相容性材料的重要途径。

血小板具有止血功能，这是生物体巧妙的自身防卫能力，但是，这对高分子材料的应用却带来很大困难，因为血液与高分子材料接触时，它会在材料表面凝固，并形成血栓。从表面化学观点看来，这是与表面能量有关的一种界面现象。显然，高分子材料的表面自由能与其血液相容性直接有关。通过表面修饰来改善高分子材料的血液相容性，这是医用高分子材料最活跃的研究领域。

自从将肝素与高分子材料表面结合，制得血液相容性材料以来，这方面的研究获得了很大的发展，经表面修饰制备的医用高分子材料有的已经用于临床。

生物流变学与血液流变学 流变学是胶体化学的重要研究内容，它是美国滨汗(C．E．Bingham)于1929年创立的。流变学研究物质在外力作用下流动与变形的规律性，其研究对象和应用范围非常广泛，几乎包括了所有分散体系，当然也包括生物机体和人体。流变性在生物机体的许多重要生命现象和过程中有着极其重要的作用和意义。

从宏观的生物机体和人体的运动，到微观的细胞新陈代谢，红细胞与血小板的分散、聚集等，都与其流变性有关。根据研究对象和范围的不同，流变学在医学中发展为生物流变学与血液流变学两个分支。

生物流变学是利用流变学的基本原理研究生物机体及其组成系统、器官、细胞和生物高分子的流变性以及它们所表现的生命活动过程中的流变现象的一门正在发展中的边缘学科。它是科普利(A．L．Copley)于1948年首先提出的，它对生物学、医学、农业、畜牧业都有着十分重要的作用。体液流变性变化与疾病的关系是临床上正在努力研究的课题，并取得了很大进展。例如，通过测定患者痰液的流变性变化可以判断肺的病变情况和了解药物的疗效。

另外，通过测定人或动物生殖器官粘液的流变性变化来探索生育规律，以便寻找新的控制生育或人工授精的办法，这也是生物流变学正在深入开展的一些重要研究领域。

生物流变学中发展最快的是血液流变学，它研究血液及其组成成分的流动和变形的规律性。血液是血细胞分散在血浆中的悬浮体溶液，而血浆是血浆蛋白等高分子化合物的胶体溶液。在正常情况下，血液容量、血液粘度、血浆渗透压这些反映血液特性的理化常数都有一定的数值范围。

研究表明，对引起血液粘度升高的一类疾病，不管病因如何，原则上都可以采用降低血液粘度以改善血液供给状况的血液流变学疗法进行治疗或缓解。这种方法对有的疾病已收到较好的疗效，对高血压、脑溢血、脑梗塞等疾病的治疗正处于研究中。

控释给药与定向给药 制剂学基本上是胶体化学原理与制剂工艺的结合。药物的许多剂型，如合剂，洗剂、乳剂、气雾剂等，都是胶体分散体系，它都是依照胶体化学的原理与方法制备的。控释给药与定向给药是药物制剂学研究比较活跃的领域。

传统的给药方式具有重复给药和毒副作用大等弊端。为了克服这些缺点，人们正在研究并发展着一种新的给药系统，这就是控释给药与定向给药。这种新型给药系统大多是用医用高分子材料与药物制成的特殊胶体体系。

控释给药是给药系统发展的第3代，它可以按预定时间和程序有控制地将药物释放入血液循环系统或病灶区域，以使血药浓度维持在有效治疗范围内。根据药物控释原理与方法的不同，主要有控制扩散、化学控制、溶剂激活等不同途径。

正在研究和采用的剂型和给药方式有微型胶囊、渗透泵、皮肤控释给药、体腔置放给药等。

复方甲地孕酮微型胶囊制剂，硝酸甘油透皮制剂等都是已经应用的控释给药制剂。

最合乎理想的给药方式应当不仅能有效地控制药物的释放速度，而且还能使药物在体内定向化，这就是定向给药或靶向给药，又称“导弹制剂”。它是将药物与合适的载体结合，制成某种剂型，然后借助载体对靶组织的亲合性和特异性使药物在靶部位集中，从而达到减少剂量、提高疗效和降低毒副作用的目的，它是给药系统发展的第4代，特别适用于抗肿瘤药物。

在定向给药中，载体起着十分重要的作用。很多载体，如乳剂、混悬剂、毫微囊、脂质体等都是胶体或粗分散体系。

另外，影响药物靶向性的某些性质，如载体颗粒大小、表面电荷、表面疏水性等也都是表面化学的研究范围。

因此，胶体化学在定向给药的研究与开发中起着十分重要的作用。

在定向给药载体中，人们对脂质体寄予很大希望。为了提高脂质体对靶组织的选择性和对肿瘤细胞的亲合性，有人把载药脂质体与对抗特定细胞的免疫球蛋白结合起来，借助免疫球蛋白的特异性将脂质体导向靶组织。

这是一种比较有希望的定向给药方法，因此，受到人们的普遍重视。

增强载药脂质体靶向性的其它方法有改变载药脂质体的大小和表面性质，设计新型热敏脂质体、光敏脂质体及H+敏感脂质体等。

这些正在研究中的方法虽然已经取得了可喜的进展，但距实际应用还相差很远，需要继续不断地研究和探索。

以上是胶体化学在医药研究中起着重要作用的一些领域。这些研究在许多方面仍然是初步的，正处于不断发展中，很多问题需要进一步探索。在人工器官方面，医用高分子材料是关键。

用表面修饰等方法研制新型生物相容性材料是该领域今后研究的重点；血液等体液流变性变化与疾病的关系是生物流变学正在开发的研究领域，它将为心血管病和某些肠胃疾病的诊断、治疗提供新的方法与途径；控释给药与定向给药始终是药物制剂学非常活跃的研究领域，具有很大的发展前景，用特异性生物物质对药物载体表面进行修饰，以增强其靶向性将是今后研究的重点，它将为征服癌症做出贡献。

胶体化学与医药学的相互渗透与促进不断丰富和拓宽着它们的研究内容和领域，并正在诞生一门新的边缘学科——医药胶体化学。

。【参考文献】：

1 野一色泰睛．国外医学(生物医学工程分册)，1984，7(2)∶79

2 谢星辉．国外医学(药学分册)，1985，12(3)∶158

3 马远鸣，徐慧英．安徽大学学报，1987，27∶2

4 陈长治，俞耀庭．生物医学工程学杂志，1987，4(3)∶211

5 杨孔章，贝小来，曹宗顺，等．界面与膜及其应用(第1版)，北京：科学出版社，1989∶260

6 Litt M．Chem Eng Prog．1989，85(12)∶54

7 Davis S S，et al．生物医学工程学杂志，1989，6(3)∶226

8 杨明京，周伐飞，乐以伦，等，生物医学工程学杂志，1990，7(1)∶59

9 Langer R．Chem．in Britain，1990，26(3)∶232

10 曹宗顺，卢凤琦等，化学通报，1991，10∶21

(山东医科大学曹宗顺副教授撰)