水凝胶贴剂(Hydrogel Patch)即成型巴布剂(Cataplasm)，是以水溶性高分子材料为主要基质，加入药物，经炼合、涂布、剪切等工序制备而成。与早期的泥状巴布剂基质相比，组成更为科学合理，工艺条件适合工业化生产，且具有载药量大、给药剂量准确、使用舒适方便、生产无“三废”、适用范围广和滋润皮肤的优点。但是经过了几十年的研究和应用，水凝胶贴剂在新产品开发及市场占有率方面远未形成规模：目前透皮制剂年销售10亿元人民币，水凝胶贴剂所占份额还不足1％。　　 水凝胶贴剂主要由三部分组成：(1)背衬层；(2)水凝胶层，即基质层；(3)防粘层。其中水凝胶层是水凝胶贴剂的主要组成部分和关键层，决定着贴剂的主要表现性能。目前水凝胶层主要采用交联型基质，即通过交联组分高价金属离子与水溶性聚合物(Hydrophilic polymers)螯合固化而成。交联型基质主要包括三个部分：(1)交联骨架材料(Frame Material)；(2)交联剂(Cross-linking Agent)；(3)交联调节剂(Adjustor)；(4)增粘剂(Viscosity Increaser)；(5)保湿剂(Humectant)；(6)水分。其中交联骨架材料、交联剂和交联调节剂为基质的交联核心。交联核心的交联程度和交联速度对贴剂的粘接性能、含水量、药物释放度及透气性等起主导作用。纵观目前水凝胶贴剂发展的状况，阻碍其产业发展的主要因素在于水凝胶贴剂基质层的基础研究不够深入，如对基质的交联机理、释放机理、微观机理的研究比较缺乏，对基质中不同组分、不同类型的辅料的性质及特点没有进行系统的考察和研究，从而导致水凝胶贴剂在基质配方、质量和质量标准、制各工艺包括生产设备等方面缺乏较深层次的技术支持。　　 水凝胶的基质层主要成分是高分子材料，因此具有高分子材料溶于水的主要特征：粘弹性(Viscoelasticity)。高分子材料在水中溶胀，溶解，并形成高粘度凝胶，稳态下呈半固体状态，表现为粘弹性。水凝胶贴剂基质核心的交联速度和交联程度及不同基质原料，不同组分的基质配方都是影响水凝胶贴剂基质体系粘弹性的因素。因此基质的粘弹性是水凝胶贴剂的重要的物理特性。　　 流变特性可迅速和精确的反映材料的内部行为。流变特性通过各种流变参数(弹性模量G、粘性模G”量、相位角，如蠕变柔量等)得以体现，也就是说，粘弹性可通过其各种流变参数值来表征。对于采用交联型基质的水凝胶贴剂来说，其基质核心的交联速度和交联程度以及基质原料的性能都可通过监测基质体系的流变参数值的变化得以间接的反映，这为进一步的分析水凝胶贴剂的宏观交联机理和处方筛选提供数据支持。　　 许多学者认为：基质的流变行为和基质的表面性质(初粘力、剥离强度和内聚力)之间应该存在一种关系。但在实践中，这种想法并没有被深入的研究和广泛的应用。本课题通过流变学法和传统测量粘接力的方法，对这一观点进行了验证，并且建立了基质各类流变参数和基质粘接力的趋向关系。在此基础上，优化筛选了五类性能良好的水凝剂贴剂，对其反映粘接力的不同的流变参数进行了监测，以期用各类流变参数值的范围建立水凝胶贴剂的流变学质量评价。这对水凝胶基质的筛选、优化和建立统一的、科学的和标准化的测试仪器、测试方法和检测指标，以便对水凝胶贴剂的质量进行更准确、更客观和更全面的评价，具有极大的意义。　　 水凝胶贴剂作为一种透皮制剂，其稳定性和释放度的考察是保证产品质量的重要控制手段。然而，建立水凝胶贴剂的稳定性和体外释放度试验方法时面临很大的困难，原因在于水凝胶贴剂是一种特殊的基质(含水量很高和交联反应不断进行)以及释放机理的研究不够深入。本课题通过流变学的方法监测了水凝胶基质的稳定性和以利多卡因为模型药物建立流变参数和药物释放之间的关系，以期用流变参数预测水凝胶贴剂的释放行为。　　 另外，水凝胶贴剂基质的微观形态和微观机理是其一切行为的基础，换句话说，各种基质的不同表面行为都可以从微观形态和微观机理上得以解释上，因此，本课题借助紫外和红外光谱分析以及扫描电镜对各种水凝胶基质的微观交联机理和微观形态进行了研究和分析。　　 第一部分是对水凝胶贴剂宏观交联机理的研究和分析。首先配制了不同类型的水凝胶贴剂基质，对其进行流变学的考察(振幅扫描、蠕变实验)，通过对不同基质类型在流变学中表现的性质。　　 第二部分为水凝胶贴剂的微观交联机理的研究和分析。先配制了不同类型的水凝胶贴剂基质，借助紫外和红外光谱分析，证明了凝胶基质中做为凝胶骨架成分的高分子材料中的羧基和交联剂铝离子发生了配合反应；然后借助化学和流变学方法证明：多核羟桥络合金属离子才能具有较高的反应交联活性和效率。　　 第三部分为水凝胶微观形态的研究和微观机理的分析。通过扫描电镜对各种水凝胶基质的微观形态进行了研究，用微观形态凝胶粒子的大小和形态验证了水凝胶基质的交联机理。并进一步证明：流变参数的复合粘度是微观形态粒子分散性的外在表现形式，复合粘度越低，分散性越好。　　 第四部分为水凝胶贴剂基质原料的性能考察。首先通过流变学法考察了不同水凝胶体系的流变行为。这些凝胶体系包括：改变交联调节剂的种类和不同剂量制备的凝胶体系和改变交联骨架材料、交联剂和增粘剂的种类制备的凝胶体系。然后通过第一章推断得出的交联机理对各类基质的特点进行分析和验证。　　 第五部分为水凝胶贴剂基质表面性质和内部行为之间的关系研究。　　 第六部分为水凝胶贴剂基质配方研究和流变学质量标准确立。　　 第七部分为水凝胶贴剂稳定性研究和皮肤刺激性考察。　　 第八部分为水凝胶贴剂释放性能研究和释放机理分析。以利多卡因为模型药物，制备了五类水凝胶基质，采用改良的Franz扩散池，以生理盐水为接受液，通过紫外分光法(220nm)测定了利多卡因体外释放度。并对载药的水凝胶基质的流变学进行了研究。结果证明：水凝胶贴剂的释放具有相同的释放规律，整个释放过程符合骨架材料的Higuchi方程的扩散模式；水凝胶贴剂的药物释放包括Fick扩散和非Fick扩散。通过流变学法证明：基质的流变参数G和η*值与释放度相关。G和η*值越大，释放度越小。本章实验证明：水凝胶基质的流变行为在一定程度上可预测基质的释药行为。