水性硅基丙烯酸树脂的合成及医药领域的应用进展

摘要： 近年来，随着环保意识的增强和医药领域的快速发展，水性硅基丙烯酸树脂在医药领域的应用越来越广泛，主要应用于药物载体、薄膜包衣材料、医疗器械领域等方面，成为科研人员研究的重点。本文综述了水性硅基丙烯酸树脂的合成方法及其在医药领域的应用情况，以期为水性硅基丙烯酸树脂在医药、生物等领域的发展及应用提供理论依据。

关键词：丙烯酸树脂；合成；医药领域；应用

中图分类号：TQ63 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

20世纪50年代我国开始研制水性烯酸树脂。近年来有关水性丙烯酸树脂的合成方法、树脂的组成、结构以及反应条件对其性能的影响等应用研究的国内报道越来越多[1，2]。丙烯酸树脂分为热塑性丙烯酸树脂、热固性丙烯酸树脂这两种。其中热固性丙烯酸树脂主要是由丙烯酸酯类单体和多官能丙烯酸系单体共聚而成的，具有交联网络结构，不可溶解于溶剂，具有更优良的化学溶剂腐蚀性等特点。热塑性丙烯酸树脂一般是线性大分子聚合物，具有优异的疏水性和力学性能[3]。在丙酸树脂中引入甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈等硬段单体，可以提升树脂的力学性能[4]，且树脂的抗拉伸、抗压缩指数、耐磨性以及抗冲击性能均会得到改善。

有机硅高分子材料由于结构比较特殊，使其具有良好的耐热性、耐寒性、电绝缘性、疏水性、耐候性、抗粘性和生理惰性等优良特性[5]，可以与丙烯酸树脂材料的性能互补。水性硅基丙烯酸树脂是一种高性能的高分子材料，是以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料，通过引入硅元素进行改性而合成的一种新型环保型树脂[6，7]。与有机溶剂型丙烯酸树脂相比，水性硅基丙烯酸树脂不但具备优异的硬度、光泽、耐水性、耐酸碱性及良好的耐候性、耐污染性等有机溶剂型树脂的优点，而且具有价格低、使用安全、节省能源、减少环境污染等自身特点。因此水性硅基丙烯酸树脂由于具有诸多优异的性能，在医药领域有着十分重要的应用。

2 水性硅基丙烯酸树脂的合成方法

水性硅基丙烯酸树脂的合成方法主要包括自由基聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法。水性硅基丙烯酸树脂是一种高性能的高分子材料，通过将有机硅化合物引入丙烯酸树脂的结构中，可以显著提高其耐水性、耐化学性和机械性能。

2.1 自由基聚合法

自由基聚合法是合成水性硅基丙烯酸树脂的一种常见方法。在这种方法中，丙烯酸单体和含硅烷基团的单体在引发剂的存在下进行自由基共聚反应。通过控制反应条件如温度、引发剂浓度和单体比例，可以得到具有不同分子量和结构的丙烯酸树脂。宋楠楠[8]研究了硅基丙烯酸酯的合成方法，通过偶氮二异丁腈（AIBN）引发剂与甲基丙烯酸甲酯（MMA）的自由基共聚反应，成功制备出含硅丙烯酸树脂。研究发现在引发剂0.5%、温度80℃、6h的条件下，树脂的粘均分子量达到最大。

2.2 溶液聚合法

溶液聚合法是将丙烯酸单体和有机硅化合物溶解在适当的溶剂中，然后在引发剂的作用下进行聚合。这种方法的优点是可以较好地控制聚合物的分子量分布和结构，但其在生产过程中需要消耗大量的有机溶剂，造成对环境的污染。此外，溶液聚合的聚合速率慢且生产成本高，丙烯酸酯类涂料的生产大多已舍弃溶液聚合法，改用乳液聚合法。Jiang等[9]首先合成了有机硅-丙烯酸树脂，接着引入经KH570表面处理的纳米TiO2与SiO2粒子，进而制备出一种纳米复合涂料。研究结果显示，纳米TiO2与SiO2的联合改性显著增强了树脂的耐腐蚀性、抗紫外线以及耐候性能。蓝秀玲等[10]采用溶液聚合法合成有机硅/SiO2杂化溶胶改性丙烯酸树脂。探讨不同种类有机硅/ SiO2杂化溶胶及含量对树脂性能的影响。结果表明：当有机硅/ SiO2杂化溶胶添加量为10% （质量分数） 时，杂化涂层具有良好的柔韧性和附着力，涂膜硬度6H，光泽度104，漆膜长期稳定，具有优异的耐蚀性。

2.3 乳液聚合法

乳液聚合法是通过乳化剂将丙烯酸单体和有机硅化合物分散在水中，形成乳液，然后在引发剂的作用下进行聚合。李培枝等[11]发明了一种阳离子氟硅丙烯酸酯树脂乳液，涂膜具有良好的防水防油性、柔韧性以及安全环保性。

总之，水性硅基丙烯酸树脂的每种方法都有其独特的优势和适用范围。通过选择合适的合成方法和优化反应条件，可以制备出性能优异的水性硅基丙烯酸树脂，满足不同领域的应用需求。

3 水性硅基丙烯酸树脂在医药领域的应用

丙烯酸树脂的分子结构中具有稳定的碳碳单键主链，化学性质稳定，因此具有良好的化学和生理惰性[12，13]。水性硅基丙烯酸树脂是一种具有优异性能的高分子材料，它结合了丙烯酸树脂和有机硅的优点。由于较好的物化惰性和生物相容性，丙烯酸树脂在医药材料领域[14，15]颇具优势，水性硅基丙烯酸树脂在医药领域的应用主要包括以下几个方面。

3.1 在药物载体方面的应用

有机硅纳米粒子可以作为药物载体，通过影响载体粒子和药物分子间的相互作用来实现药物的控制释放。这种特性使得水性硅基丙烯酸树脂在靶向给药、肿瘤治疗等方面具有潜在的应用价值。通过乳液聚合制备的纳米级树脂固体颗粒可负载疏水性药物（如紫杉醇），利用pH响应性基团（如羧酸基团）实现肿瘤微环境靶向释放。Worrawees等[16]以Eudragit EPO为载体制备了姜黄素的固体分散体，其溶解度增加了约12000倍，达到6.38mg/mL。何文涛等[17]利用热熔挤出法以Eudragit E100为载体材料，制备黄连提取物固体分散体，药物以无定形状态分散在载体中，溶出速率在pH为6.8的磷酸缓冲液中90min时只溶出10%，且掩味效果明显。

3.2薄膜包衣材料

在药物制剂中，水性硅基丙烯酸树脂作为包衣材料展现出独特的优势。李效文[18]采用乳液聚合法和溶液—乳液聚合的两种方法制备聚丙烯酸树脂 Ⅳ水分散体，对替米考星包衣，考察掩味效果发现，两种方法衣膜包裹严密，掩味性强，且不影响药物在胃中溶出。向军涛等[19]使用Eudragit NE制备氯化钾缓释片，与氯化钾结晶包衣或制备骨架后包衣相比，操作更为简单且用量少。水性硅基丙烯酸树脂作为包衣材料，能够有效地提高药物的疗效和安全性，为患者的治疗提供更好的保障。

3.3 医疗器械领域

3.3.1医用粘合剂

在医疗器械的组装和固定中，水性硅基丙烯酸树脂可以作为粘合剂使用。它具有较好的粘结强度和稳定性，能够确保医疗器械的各部件牢固地结合在一起，同时也便于在需要时进行拆卸或调整。李轩等[20]以聚乙烯醇（PVA）为高分子分散剂，丙烯酸（AA）、N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）、苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）为单体，采用无皂种子乳液聚合法制备了稳定且性能优异的丙烯酸树脂乳液。以此丙烯酸树脂乳液为主剂，硅溶胶（Sil）和封端异氰酸酯（HDI）为外加交联剂复合制得性能优异的无醛人造板粘合剂。

3.3.2 植入器械材料的应用

水性硅基丙烯酸树脂因其优异的耐热性、耐候性和化学稳定性，被用于制造各种医用植入器械材料，如骨组织再生材料、各类导管、乳房植入物等。这些材料在体内具有良好的生物相容性，能够长期植入人体而不产生不良反应。韩海岭[21]开展了丙烯酸树脂水分散体在双氯酚酸钠缓释骨架片中的应用研究实验，该实验以EUDRAGIT® NM30D（一种丙烯酸树脂的水分散体）作为缓释骨架材料，旨在深入研究双氯芬酸钠缓释骨架片的处方设计与制备工艺。通过这一研究，期望能够深入理解该聚合物的材料特性及其药物释放机制，并总结其在制剂开发中的应用方法与特点。

4 结果与展望

水性硅基丙烯酸树脂是一种性能优异的新型树脂，在医药领域尤其是药物制剂的包衣和缓释材料方面展现出广阔的应用前景。其合成技术日趋成熟，通过分子设计与功能化改性，其在医药领域的应用已从基础研究走向临床转化。近年来，随着医药领域的快速发展和环保意识的增强，水性硅基丙烯酸树脂在医药领域的应用越来越广泛。随着合成技术的不断进步和新型原料的开发，水性硅基丙烯酸树脂的性能将进一步提升，其在医药领域的应用也将更加广泛和深入。未来需进一步解决水性丙烯酸树脂生物相容性、可降解性、高温硬脆、低温反黏的问题，并通过多学科交叉推动其在个性化医疗中的应用。

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