聚乙二醇（PEG）在水凝胶透皮贴剂中主要作为结构改性剂，具体功能是作为增塑剂，以确保物理耐用性和柔韧性。它的主要作用是防止聚合物膜在干燥过程中变脆，并使成品贴剂能够随皮肤变形而不破裂或脱落。
核心要点： PEG 通过插入聚合物链之间以降低分子间作用力，将刚性的聚合物基质转变为柔韧、贴合皮肤的材料。这种改性对于在机械应力下保持贴剂的结构完整性以及促进稳定的药物释放至关重要。
增塑作用机制
降低分子间作用力
水凝胶基质（如羟丙基甲基纤维素，HPMC）中的聚合物链会自然地相互吸引，形成刚性和结晶结构。PEG 的作用是通过插入这些聚合物链之间。
增加链的迁移性
通过使聚合物链分开，PEG 削弱了将它们结合在一起的吸引力。这种分子间吸引力的降低增加了基质内的“自由体积”，使聚合物链能够相互滑动。这降低了聚合物的玻璃化转变温度，使其在室温下保持橡胶状和柔韧，而不是坚硬如玻璃。
增强物理性能
防止干燥过程中的脆性
水凝胶贴剂在制造过程中会经历干燥过程，这会给材料带来显著的应力。没有增塑剂，水的去除会导致聚合物基质收缩和开裂。PEG 取代了部分水分子的空间效应，防止贴剂在干燥后变得易碎或断裂。
提高耐折性
透皮贴剂的一个关键指标是“耐折性”——即承受反复弯曲而不破裂的能力。PEG 显著提高了这种耐受性，确保贴剂在包装、处理和应用过程中保持完整。
确保皮肤贴合性
人体皮肤是一个动态的表面，会伸展和折叠。刚性的贴剂在这些运动中会剥落或引起不适。PEG 提供了必要的伸长率和延展性，使贴剂能够紧密贴合皮肤轮廓，并与患者同步移动，这对于一致的药物输送至关重要。
对药物输送的影响
稳定释放曲线
除了机械性能，PEG 还影响药物从贴剂中释放的方式。通过改变聚合物网络的密度，PEG 为扩散创造了通道。
亲水性和润湿性
PEG 是亲水的（喜欢水）。将其掺入基质可以改善贴剂与水分的相互作用能力。这可以优化药物释放特性，确保活性成分从聚合物基质稳定地扩散到皮肤中。
理解权衡
强度与柔韧性的平衡
虽然 PEG 对柔韧性至关重要，但它的作用是通过削弱整体结构来实现的。存在直接的权衡：增加 PEG 浓度会增强柔韧性，但会降低贴剂的拉伸强度。
浓度敏感性
PEG 的效果高度依赖于剂量（例如，配方通常使用特定的重量百分比，如 40% w/w）。如果浓度过高，贴剂可能会变得太软、太粘，或失去内聚强度，导致皮肤残留或难以处理。如果浓度过低，增塑效果将不足，导致产品易碎且易开裂。
为您的配方做出正确选择
选择 PEG 等级（例如，PEG 400 与 PEG 4000）和浓度时，请考虑您的特定性能目标：
- 如果您的主要关注点是粘附性和舒适性： 优先选择足够降低玻璃化转变温度的 PEG 浓度，以最大化对不规则皮肤表面的贴合性。
- 如果您的主要关注点是机械耐用性： 精确调整 PEG 水平，以防止基质变得太软，确保贴剂保持足够的拉伸强度以承受衣物的摩擦。
成功的水凝胶配方需要找到精确的平衡点，使贴剂足够柔韧以佩戴，但又足够坚固以保持完整。
总结表：
| 关键功能 | 作用机制 | 对贴剂性能的影响 |
|---|---|---|
| 增塑作用 | 降低聚合物链之间的分子间作用力 | 防止干燥过程中的脆性和开裂。 |
| 结构柔韧性 | 降低玻璃化转变温度（Tg） | 提高耐折性和机械耐用性。 |
| 皮肤贴合性 | 增加基质的伸长率和延展性 | 确保贴剂与皮肤同步移动。 |
| 药物释放控制 | 改变聚合物网络的密度 | 为稳定和一致的药物扩散创造通道。 |
| 水分相互作用 | 增强基质的亲水性 | 改善润湿性并优化活性成分的释放。 |
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参考文献
- Pooja Ghule, R. N. Raut. Formulation and evalution of hydrogel base transdermal patches of Flurouracil. DOI: 10.33545/26647222.2025.v7.i1d.179
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .
