蒙脱土(MMT)和水滑石类层状化合物(LDHs)是典型纳米层状无机矿物,前者有良好的阳离子交换能力、而后者有良好的阴离子交换能力。层状无机矿物不仅具有特殊的层状结构,而且无毒、药用效果良好。因此,以MMT和LDHs作为新型药物缓释系统中药物载体的研究受到了国内外高度重视。本文将矿物加工新设备、新方法研究与矿物在新型缓释药物系统中应用理论研究相结合,成功将微波场、力化学方法应用于矿物复合材料的制备,研究了蒙脱土、水滑石等在新型药物缓释系统中的应用,阐明了系列西药和中药有效成分与矿用药物(蒙脱土、水滑石等)的相互作用机理,并在新型无机层状矿物的药物吸附特性及缓释作用理论等方面开展了深入系统的研究工作。首先,为改进矿物材料制备及改性装置,基于微波原理和力化学原理,成功研制了多功能实验室微波搅拌球磨机,并已获得国家知识产权局实用新型专利(ZL 2008 2 0029685.2)。以天然钙基蒙脱土(Ca-MMT)为原料,在该设备上成功制备了钠基蒙脱土(Na-MMT),用X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等手段对其进行了结构表征,探讨了微波-力化学作用对钠化效果的影响。结果表明,该设备可产生微波的快速高效加热与力化学超细粉碎的耦合效应,明显提高超细粉体制备和改性的效果。与传统钠化方法相比,微波-力化学法显著提高了Ca-MMT的钠化效率。将微波成功应用到中药丹参有效成分(丹参酮ⅡA和丹参素)的提取以及铝柱撑蒙脱土(Al-pillared MMT)、Mg/Al-NO3-LDHs的原料制备过程,研究了微波法制备及抽提工艺的影响因素,优化微波法制备及抽提的工艺条件。结果表明,与传统方法相比,微波辅助提取法具有中药有效成分的抽提产率高、质量好,省时、无污染等特点。依据药物的分子结构特性、药效及副作用等特点,分别选择盐酸曲马多(TH)、盐酸氨溴索(ABH)、盐酸西替利嗪(CTH)、硫酸沙丁胺醇(SS)、丹参酮ⅡA和丹参素等药物成功采用微波辅助离子交换法制备了六种新型无机层状矿物-药物复合物。利用FTIR、XRD、SEM、TG、HPLC等分析手段对这些复合物进行了结构表征。通过平衡吸附实验研究了无机层状矿物对药物的吸附规律、动力学特性及影响因素。通过体外释放实验考察无机层状矿物-药物复合物在人工模拟消化液环境中的释放行为特征。在层状无机矿物-药物复合材料中,药物的存在形式与药物分子大小及官能团种类有关。钠基蒙脱土(Na-MMT)-TH(ABH、CTH、SS)复合物中,药物TH、ABH、CTH、SS在钠基蒙脱土(Na-MMT)层板间排列方式分别为垂直单层排列、与层板呈23.79o单层排列、与层板成46.28o单层排列与层板呈41.53o单层排列。铝柱撑蒙脱土(Al-pillared MMT)-丹参酮ⅡA复合物中丹参酮ⅡA与层板呈54.85o倾斜存在于Al-pillared MMT层间域。镁铝水滑石(MgAl-NO3-LDHs)-丹参素复合物中丹参素以单层平卧于LDHs层板的形式存在。药物和无机层状矿物之间存在氢键等相互作用。复合物第二个失重阶段的温度范围及失重量与药物种类有关。药物初始浓度对于钠基蒙脱土载药量有很大的影响,在吸附初始阶段,随着初始药物浓度的增大,钠基蒙脱土载药量大幅增加。当浓度达到一定值时,钠基蒙脱土载药量的增加幅度减小。吸附温度和时间对钠基蒙脱土的载药量的影响较小。钠基蒙脱土对ABH的吸附和丹参素在LDHs上的吸附符合Langmuir吸附等温模型;TH、CTH和SS在钠基蒙脱土上吸附符合Freundlich吸附等温模型。铝柱撑蒙脱土对丹参酮ⅡA可以有效吸附,但是不符合Langmuir或Freundlich吸附等温模型。四种西药在钠基蒙脱土吸附均符合二级动力学模型。ABH、TH、CTH和SS分别与钠基蒙脱土形成了插层结构,丹参素也与LDHs形成了插层结构。在人工模拟消化液中,钠基蒙脱土-TH(ABH、CTH、SS)复合物和水滑石类(LDHs)-丹参素复合物可以实现药物缓释。由于丹参酮IIA与Al-pillared MMT层板上金属离子发生络合反应,复合物无法实现药物缓释。在人工模拟胃液中,复合物中药物TH和ABH的释放符合粒内扩散机理,ABH、CTH、SS和丹参素的释放符合非费克扩散机理,丹参素的释放还符合浓度梯度扩散和溶解释放。在人工模拟肠液中,复合物中药物TH、ABH、CTH、SS和丹参素的缓释机理都符合粒内扩散机理,同时TH、ABH和CTH的释放还符合非费克扩散机理,CTH和丹参素的释放还符合浓度梯度机理。MMT和LDHs作为新型缓释药物载体,对于丰富矿物材料应用理论研究具有重要科学意义和较高的经济及社会价值。