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离子交换树脂的制备及在制药工业的应用
作者：栗婷婷 刘华立 周晓龙 张文敬
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第12期
摘 要：离子交换技术的应用历史相对较长。并且在科学技术不断发展的过程中，离子交换树脂的研发具有跨时代的意义，其性能十分优良，并且在科研领域、高新技术产业范畴内的应用十分广泛。国内外的树脂种类十分繁复，年产量巨大。并且离子交换树脂方面的研究成果非常喜人。本文就其制备工艺以及在制药工业领域的应用进行了简单的阐述。 关键词：离子交换树脂；制备工艺；制药工业
离子交换树脂作为一种高分子的固态化合物，不能在酸性、碱性环境以及有机溶剂中发生溶解，并且因其结构为网状的立体结构，具有良好的化学稳定性与离子交换的能力，同时期高分子的活性基团是多元的酸或碱性物质。由于合成方法的原因以及特殊用途的原因，离子交换树脂会被制作成粉棒、末状、或者膜状的形态，其他情况下，一般常常被制作成球形。制作成球形的优势主要有降低了流体的阻力、增强了机械强度、扩展了表面积。生物分离研究的基础方式为离子交换以及吸附，其在生物制药工业方面的应用十分广泛。 1 制备方法
合成离子交换树脂的过程是高分子反应性合成的分支，其合成原理主要为高分析的聚合反应以及有机化学的反应过程，其实质为具备活性基团的多价聚合物，常用的制备方法主要有以下两种。
①加聚法：原料为具备单个或多个的双键单价，借助引发剂与稳定剂的功效，在介质中进行搅拌和加热，从而完成悬浮聚合过程，其中介质中需含有分散剂。在完成过程中可以得到一些网状的立体柱状结构物质，而后在不断进行化学反应，将活性剂团引入到其中，从而最后得到离子交换树脂。
②缩聚法：也被成为逐步共聚法，其原料为两个或多个具备功能基的单体，借助功能基彼此间的作用来发生反应，在此过程中常常能够析出一些低分子物质。通过缩聚法获得的树脂常常为球形，能够将透平油与二氮苯作为分散介质，完成悬浮聚合过程，从而获得所需的离子交换树脂。 2 合成路线
目前，离子交换树脂的合成路径主要有丙烯酸-二乙烯本系羧酸树脂、聚苯乙烯-二乙烯苯磺酸阳离子树脂。 3 制药领域的应用分析
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在制药工业领域中，离子交换的应用范围包括药物的分离纯化、水处理、制剂等内容。 3.1 药物的分离纯化
进行离子交换技术的前提为充分了解需要分离物自身的解离性。例如，氨基酸是一种两性化合物，具备氨基与羧基。根据pH值的不同，其存在形式也不同，可以是正离子、负离子、两性离子共存等。故此，借助阳离子或者阴离子的交换树脂均可完成氨基酸的分离。抗生素成分中含有酸性基团，能够在弱酸性或者中性的环境下以阳离子的形式存在，并且有利于物质的分化与提纯。针对两性类物质的抗生素，可以借助阴、阳离子树脂进行交换提纯。 3.2 水处理
离子交换树脂的应用最早是从水处理开始。当原水经过树脂交换层，将水中的钙、镁离子与树枝上钠离子互相进行交换，从而软化水质。 3.3 制剂的应用
离子交换树脂含有功能基团，是一种高分子的材料，其在药物制剂方面的应用较为广泛，常见的应用范围主要有控释给药、定位给药等。
①眼部用药：将离子交换树脂作为载体而制备的缓控释型混悬液具有传统剂型药物所不具备的优势。传统的滴眼液、凝胶、软膏等制剂应用于眼部后，常常出现药物浪费、视力模糊等，而新型的混悬液能够有效避免这些缺点。同时，药物的缓释效果无介质pH值无关，仅仅与离子种类、离子强度等有关，并且其在角膜表面所形成的特异性较为均一。研究指出，在青光眼的治疗中，含水溶性的载体与药物树脂形成的复合微球物作为一个缓释药物的小系统，对眼球的刺激较小，安全性高。
②缓控释给药：传统的控释给药具有一定的缺点，主要为药物会出现崩漏现象，继而增加了毒性危险的发生几率。而离子交换树脂的应用有效的改善了药物延缓释放特征，有效减少了药物崩漏的发生，因此，其在缓控释给药的过程中具有十分重要的意义。该物质在换控释给药系统中的应用是目前研究领域中最为活跃的一项，其中单树脂复合物的应用是其最简单的应用方式，能够将复合物直接送入到胶囊中进行包装，这样的给药形式较传统的药物的释放与吸收过程，速度更为缓慢，但比经过修饰的复合物释放速度更快，药效更为显著。 4 小结
离子交换树脂是一项年轻的技术，但其充满活力，并且发展迅速，在全世界范围内受到广泛关注与重视。因其稳定的理化性质、独特的吸附选择性、温和的吸附条件、抵抗污染性强、周期长、方便再生、经济节约等优势，在制药方面也得到了广泛的应用。因此，在未来的研究中，如何充分发挥其优势，更好的为生物制药领域做出贡献，是研究的重点与焦点。
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