摘要：透皮递药系统发展日新月异，透皮贴剂市场增长迅速，特别是成本较低的基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SIS）的热熔型压敏胶透皮贴片受到广泛关注。但是目前关于SIS黏附过程中微观形态变化的讨论较少，故在本文中结合相关文献粗浅地提出一些可能的关于SIS热熔胶黏附的讨论，希望能够为进一步剖析和理解SIS热熔压敏胶贴片提供新的思路。

一 压敏胶在透皮递药系统

胶粘剂在透皮递药系统中起到关键作用。运用在透皮递药系统中的胶粘剂除了需要有较好的黏附性能外，其还需要与人类皮肤具有良好的生物相容性，与活性药物及处方中其他成分比如增粘剂，填充剂等具有良好的化学兼容性，从而提供稳定可靠持续的药物递送。在1999年Hock S. Tan对最广泛运用的胶粘剂进行了总结，包括有聚异丁烯，聚丙烯酸酯和聚硅酮类压敏胶。一些美国市场上的透皮递药系统产品汇总如下：

尽管这三种胶粘剂在透皮贴中运用广泛，但其仍有一定的不足之处比如胶水成本较为昂贵，含有大量有机溶剂等。故成本更为低廉的，不含有有机溶剂的基于SIS等的热熔型压敏胶受到了较为广泛的关注。

二热熔胶的基础理论

介绍基于SIS的热熔型压敏胶前，有必要对热熔胶进行简单的介绍。热熔胶（Hot-Melt Adhesives, HMAs）通常是应用于需要迅速粘合的场景。这些材料被广泛运用于各种工程中，主要是用于填充墙壁或屋顶的裂缝或堵塞泄露。热熔胶的工业应用也包括玻璃器具的制作和汽车制造。热熔胶本身是无溶剂的热塑性的材料，其在熔化状态下发挥作用而在冷却后变成固体。热熔胶通常含有一种高分子聚合物（其是一种具有较强黏性的弹性体）和一种树脂，能够增强胶液的粘合性和润湿性。经典的热熔胶一般主要包含四种关键成分：1）聚合物（大约占33%）；2）树脂（大约占33%）；3）蜡（大约占32%）；和抗氧剂（大约占1%）。其中树脂决定了热熔胶的胶粘性也维持了热熔胶的润湿性（比如在用于底物后热熔胶保持为液态的时间），其他成分主要作用汇总如下表所示：

  热熔胶中常用聚合物有乙烯醋酸乙烯酯（EVA），聚烯烃（PO），非晶聚烯烃（APO），聚酰胺（PAs），聚氨酯（PUR）和苯乙烯嵌段共聚物（SBC）。在众多热熔胶中，隶属于苯乙烯嵌段共聚物（SBC）的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SIS）构成的热熔型压敏胶（Hot-Melt Pressure-Sensitive Adhesives, HMPSAs）在构建透皮递药系统中有重要作用。

三基于SIS的热熔型压敏胶

其实严格意义上，基于SIS的热熔型压敏胶中不仅含有苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其还含有苯乙烯-异戊二烯二嵌段共聚物，是三嵌段共聚物和二嵌段共聚物的混合物。一般处方中还会加入低分子量的但具有高玻璃转化温度的树脂，其易混于异戊二烯相，但不混于苯乙烯相。值得注意的是，增粘性树脂对于胶水获得压敏胶特性是必不可少的。尽管关于胶水发挥黏附作用的理论多种多样：1）机械结合理论（Mechanical Interlocking Theory）；2）静电理论（Electrostatic Theory）；3）扩散理论（Diffusion Theory）；4）物理吸附或润湿理论（Physical Adsorption or Wetting Theory）甚至化学结合（Chemical Bonding）等。但KINNOSUKE HINO等人分别用电子显微镜和光学显微镜观察胶粘剂与底物的剥离过程无疑是直观的，更有利于我们理解压敏胶在黏附过程中的微观形态变化。

据报道由橡胶（SIS本身是一种人造橡胶材料）和树脂组成的胶粘剂通常含有两相，一个是同质的包含橡胶和树脂的连续相，一个是富含树脂的分散相。而胶水的润湿性和粘性主要由连续相决定。在连续相中有研究者观察到平均直径大约为50Å（Å，埃即50纳米）的纤维结构。连续相在黏附机制中的作用可以概括为通过润湿性与接触面结合和在剥离过程中产生黏附力。该过程图示如下，连续相中包含弯曲缠绕的纤维（直径大约为50Å），当被粘物与胶粘剂接触时，胶粘剂能润湿被粘物表面，然后表面的部分纤维粘在被粘物表面。在分离过程时，粘在被粘物的纤维会对抗分离的力量，这可能是由于纤维之间相互缠绕或者纤维破裂产生。因此粘附力主要是由应力产生。

电子显微镜下剥离时压敏胶的表面结构

为进一步验证上述的理论，KINNOSUKE HINO等人先通过透射电镜观察了胶粘剂撕开时薄膜的状态，上左图中的直径大约是0.5 μm黑色颗粒是树脂富集分散相。在上右图中可以看到有许多非常小的孔洞（直径为100Å），然后逐渐形成网状结构，这可能是胶粘剂中的纤维形成的。这些纤维的直径也约为100Å并且有分支，这可能是由于连续相中纤维相互缠绕导致的。

接着他们通过扫描电镜观察了撕开后胶粘剂的表面结构。HINO等人在上左图中发现了波动状的结构U，其直径大约是20-30 μm；此外也观察到了线状的结构Y（其直径大约是0.5 μm）。在放大倍数更高的中间图片中可以看到非常规则的同向的折痕状结构。这是因为胶粘剂是沿着一个方向剥离的。右侧图片是放大倍数最高条件下拍摄的，图片直观地展现了胶粘剂中含有直径约为100 Å的纤维，多股纤维相互叠加缠绕在胶粘剂表面。

光学显微镜下剥离时压敏胶剥离的表面结构

KINNOSUKE HINO等人也通过光学显微镜观察了胶粘剂撕开时的状态。从上图中可以看到明显的丝状物，从宏观角度也进一步地证实了关于粘附力产生的猜想。

四 结语

虽然热熔胶早已广泛用于生产生活，但是基于SIS的热熔型压敏胶的开发仍然道阻且长。与国外相比，国内相关的文献报道仍然相对较少。SIS热熔型压敏胶的配方一直是热熔型透皮贴片的难点之一，合适的配方既能保证活性药物的载入释放又能维持较好的黏附性，我相信通过对压敏胶黏附性更深刻更微观的理解后，能够在理论上指引后续配方调整的方向。换句话说，我们也能够通过对原研胶粘剂的连续相和分散相进行观察，甚至观察其纤维的微观情况逆向剖析出其制备的方案或工艺。本文提出的观点不一定正确，权当是抛砖引玉，欢迎各位老师批评指正！