磁性离子交换树脂的制备及特性研究
刘红春
[摘 要]离子交换树脂是一种新型药用高分子材料。口服液体制剂是一种以液体混悬或乳剂形式存在，以口服方式给药的常见的药物剂型。药物制成缓释制剂是为了使药物在特定的时间内保持血药浓度恒定。离子交换树脂为载体的口服液体缓释制剂因其综合了离子交换树脂、缓释制剂和口服液体的诸多优点，近年来在国内外受到广泛关注。对此，本文作者根据自己对离子交换树脂的了解，对基于离子交换树脂的口服液体缓解制剂的研究进展进行了论述。
[关键词]离子交换树脂；液体；缓释制剂；原理；特点；应用研究
中图分类号：R94；R96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0091-01
离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。
1 离子交换树脂的简单概述
1.1 含义
离子交换树脂的英文名称为Ion exchange resin，简称为IER，具体是指一种与水不相溶、与其他离子能够相溶且发生化学反应，产生网状立体结构的一种高分子交联聚合物，所以离子交换树脂不但具有容量大的特点，还具有溶解性强、应用范围广、工作时间长、成本低等特点及优势，所以不但在医学领域得到了广泛应用，还在化学领域、冶金领域、核工领域、食品领域、环境保护领域、血液净化领域等得到了广泛应用，理应得到相关工作人员及企业的重视与关注[1]。
1.2 分类
1.2.1 强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基-SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3-，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用[2]。
1.2.2 弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团，如羧基-COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO-（R为碳氢基团），能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中（如pH5～14）起作用。这类树脂亦是用酸进行再生。
1.2.3 强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团，如季胺基（亦称四级胺基）-NR3OH（R为碳氢基团），能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱（如NaOH）进行再生。
1.2.4 弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基（亦称一级胺基）-NH2、仲胺基（二级胺基）-NHR、或叔胺基（三级胺基）-NR2，它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件（如pH1～9）下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
1.2.5 离子树脂的转型
在实际上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附，除去这些离子。
2 口服液体缓释制剂中离子交换树脂的应用原理
与其他基于物理原理释放的药物相比，离子交换树脂能在体内恒定释放，能够防止药物崩漏导致毒性危险增加。这个过程中阴离子交换和阳离子交换可通过方程（1）和（2）进行描述，其中X、Y指胃肠道中的离子。
Resin+-Drug-+X-→Resin+-X-+Drug- （1）
Resin--Drug++Y+→Resin--Y++Drug+ （2）
药物树脂复合物的药物释放机制有以下3种方式：
①质量或化学反应控制：反离子与药物之间的交换反应。②颗粒扩散控制：药物通过颗粒内的多孔释放。③膜扩散控制：药物在颗粒周围的薄层释放[3]。
3 口服液体缓释制剂中离子交换树脂的应用特点
3.1 掩盖不良气味
唾液的pH值为6.8，在此pH下人体嗅觉对树脂结合药物的臭味不敏感，而口腔分泌唾液的速度较慢，口服给药时树脂复合物在口腔中停留时间非常短，药物还没有和唾液中的离子发生交换反应游离出来就已经被送入胃中。因此，药物制备成树脂复合物后可有效掩盖药物的不良气味。
3.2 提高稳定性
以离子交换树脂为载体的口服液体缓释制剂因药物被交换到高分子骨架内，从而避免了环境温度、湿度、光线的改变对药物理化性质的影响。因此将稳定性差的药物制备成缓释制剂时，可选用离子交换树脂作为载体。
3.3 提高安全性
采取微囊化技术能够进一步控制药物释放，同时能避免贮存期及在胃腸道内因树脂吸水膨胀而引发的控释膜破裂，造成药物“突释”，将含药树脂用浸渍剂处理以阻止药物树脂复合物的吸水膨胀，然后采用水不溶性但可渗透的聚合物如乙基纤维素对药物树脂包衣来调节药物释放，因此基于离子交换树脂的口服液体缓释制剂能降低药物崩漏的风险，提高缓释制剂的安全性[4]。
3.4 降低不良反应
将刺激性药物交换到离子交换树脂高分子骨架内，避免了药物与消化道大面积直接接触，从而减轻口服制剂在胃肠道上部如口腔、咽、食道，及与药物接触的胃溃疡部分的不良反应。
4 基于离子交换树脂口服液体缓释制剂的研究进展
4.1 用于载体的离子交换树脂基本类型
离子交换树脂的原料主要有苯乙烯和丙烯酸两大类，它们分别与二乙烯基苯产生聚合反应，形成具有网状立体结构的高分子交联聚合物。树脂的类别和作用主要取决于树脂中化学活性基团的种类。
4.1.1 苯乙烯树脂
目前作为载体的苯乙烯类树脂材料主要有酸性离子交换树脂Amberlite IRP69、Indion 224、Indion244、Indion 254、Indion 284、001×7；碱性离子交换树脂材料Duolite AP143等，该类树脂载体能够起到掩盖药物不良气味等作用。
4.1.2 丙烯酸树脂
丙烯酸树脂主要有Amberlite IRP64、Amberlite IRP88、indion 244、Indion 294等，具有掩味和提高药物稳定性的作用。
4.2 基于离子交换树脂口服液体缓释制剂的实验研究
刘玮等采用静态法分别制备了含左旋多巴、盐酸苄丝肼树脂复合物，并对其体外释放及稳定性进行考察。将预处理后干燥的Amberlite IRP69树脂加入到一定浓度的药物溶液中，恒温搅拌，待达到平衡后，用去离子水洗去树脂表面未结合的药物，干燥后即得药物树脂复合物。分别取左旋多巴和盐酸苄丝肼树脂复合物置于50mL，0.1mol/LHCl溶液中60℃水浴磁力搅拌3h，结果表明含药树脂具有一定的缓释能力，但如果要达到更好的缓释效果，还需要在树脂复合物外用合适的阻滞材料包衣[5]。分别将左旋多巴原料药和左旋多巴树脂置于酸性、碱性和氧化条件下，检测其稳定性，在碱性、光照、高温条件下，对盐酸苄丝肼原料药和盐酸苄丝肼树脂进行稳定性考察，表明两种树脂制剂均比其原料药稳定。
结语
综上所述，基于离子交换树脂的口服液体缓解制剂，具有很好的治疗效果，在很大程度上提高了病人的健康水平，而离子交换树脂则是制造口服液体缓解剂的重要材料，所以在上文第一部就先详细概述了离子交换树脂，然后进一步分析了口服液体缓释制剂中离子交换树脂的应用原理；口服液体缓释制剂中离子交换树脂的应用特点；基于离子交换树脂口服液体缓释制剂的研究进展，以进一步了解口服液体缓解制剂中离子交换树脂的应用。
参考文献
[1] 胡雪芳，徐江康，何淑旺，翟光喜.基于离子交换树脂的口服液体缓释制剂的研究进展[J].药物生物技术，2017，01：53-57.
[2] 徐斌.离子交换树脂在药物制剂中的研究进展[J].中南药学，2015，05：512-517.
[3] 黄艳，尚宇，周健，刘娜，冯燕.离子交换树脂在工业废水处理中的研究进展[J].煤炭与化工，2014，01：48-50.
[4] 成四喜，黄铮铮，雷筱娱，李海屏.离子交换树脂法处理含铜废水的研究进展[J].化工環保，2014，03：230-234.
[5] 计建洪.离子交换树脂处理重金属污染的水[J].天津化工，2011，02：60-62.
