控制釋放機制

藥物控制釋放的機制分為三大類型：擴散釋放、膨脹釋放和侵蝕釋放。

ⅰ擴散釋放 (Diffusion-controlled release system )

這是將藥物包埋於不可降解之高分子基材最主要之釋放方式，如圖 1-3 所示。這種系統的釋放機制主要是當高分子形成多孔性基材包埋藥物時，

置入生物體內因體液之浸潤使得藥物分子經由高分子交聯（Crosslink）形成 之孔洞擴散釋放出來（Gurny et al., 1982）。所以高分子內包埋藥物的大小會 影響其釋放速率，亦即包埋的藥物若為蛋白質等大分子物質，則其經由孔 洞擴散之速率相對減緩（Tongwen and Binglin, 1998；Hutchinson and Furr, 1990），是利用這種釋放機制的一大缺點。因此應用這種釋放系統需要考量 包埋物質或藥物的分子大小，以利通過高分子微結構內之孔徑，將物質或 藥物擴散釋放。

圖1-3.藥物自不可降解之高分子基材擴散釋放示意圖。

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ⅱ 膨脹釋放 (Swelling-controlled release system )

這是一種需要經由環境中的水或體液滲入參與調控釋放速率的機制，

主要是以親水性(Hydrophilic)高分子為基材的釋放方式，如圖 1-4 所示。這 種控制釋放機制主要是由於水或體液滲入高分子基材時造成高分子膨脹，

使得高分子表面積增加，而加速物質或藥物的擴散釋放(Colombo et al., 1992)。在這種釋放系統中，舉凡能影響高分子膨脹之因子，皆能參與釋放

速率的調控，如環境的pH 值、溫度和離子濃度等因子，當然在不同因子作

用下，高分子微結構孔徑的大小既可能增加抑或減小，都會影響釋放之速 率。

圖1-4. 藥物自親水性高分子基材膨脹擴散釋放示意圖。

ⅲ 侵蝕釋放 ( Erosion-controlled release system )

此種控制釋放之機制有別於上述兩種，在這種釋放系統中藥物不僅自 高分子基材之孔洞擴散釋放，同時也經由基材高分子遭破壞分解而將包埋

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之物質或藥物釋放出來，如圖1-5 所示。依高分子侵蝕的形式可區分為兩種 型態，一為主體侵蝕（Bulk erosion）： 物質不只侷限於基材表面亦可因基 材內部崩解而釋放，其溶解速率及藥物釋放速率不易掌控。另一為表面侵 蝕（Surface erosion）：僅由基材表面失去物質，其優點是以此為藥物傳輸系 統時可因降解速率穩定以偵測藥物釋放速率。

圖1-5.藥物經由可降解高分子釋放示意圖。

一般藥物在以可降解高分子為基材的釋放系統中，其釋放速率的表現 可能出現幾個階段：初期快速釋放，又稱爆發釋放（Burst effect），是位於 高分子表面或接近高分子表面的藥物快速釋放，數小時內即會發生；第二 階段以穩定速率釋放，是為零級反應（Zero-order kinetics），這可能是藥物 由高分子內擴散釋放的結果；最後階段釋放速率緩慢，此時藥物隨高分子 降解而擴散釋放（Tarvainen et al., 2006； Wang et al., 2004）。若是藥物釋 放速率穩定並可達有效濃度，則可為有潛力發展之輸送系統。

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