第一章 緒論
章節要點
1.掌握 給藥途徑與藥物劑型。藥物劑型的分類。處方藥與非處方藥。GMP與GLP的內容。
2.熟悉 藥劑學的概念與任務。輔料在藥物制劑中的應用。藥典與藥品標準簡介。藥劑學的沿革和發展。
3.了解 藥劑學的分支學科。
第一節 概述
一、藥劑學的概念
藥劑學(pharmaceutics)是研究藥物制劑的基本理論、處方設計、制備工藝、質量控制和合理使用等內容的綜合性應用技術科學。
一般來說,用于防病、治病及診斷的藥物粉末或結晶是不能直接供病人使用的,必須制成適合于病人應用的給藥形式,如注射劑、膠囊劑、片劑、軟膏劑、栓劑等。這些為適應治療或預防的需要而制備的不同給藥形式,稱為藥物劑型,簡稱劑型(dosage form)。比如糖漿劑是液體劑型,片劑是固體劑型,軟膏劑是半固體劑型。同一種劑型可以有不同的藥物,如片劑中有阿司匹林片、對乙酰氨基酚片、尼莫地平片等。同一藥物也可制成多種劑型,如頭孢拉定可制成片劑或膠囊劑供口服給藥,也可制成粉針劑用于靜脈注射給藥。各種劑型中的具體藥品稱為藥物制劑(pharmaceutical preparations),簡稱制劑,如上述的尼莫地平片、頭孢拉定粉針劑等。制劑的研制過程也稱制劑(pharmaceutical manufacturing)。研究制劑的理論和制備工藝的科學稱為制劑學(pharmaceutical engineering)。
二、藥劑學的發展
(一)國外藥劑學的發展
埃及與巴比倫王國(今伊拉克地區)是國外藥劑學發展最早的地區。《伊伯氏紙草本》(Papyrus Ebers)是大約公元前1552年的著作,記載了散劑、硬膏劑、丸劑、軟膏劑等許多劑型,并有藥物的處方和制法等。被西方各國奉為藥劑學鼻祖的格林(Galen,公元131—201年)是羅馬籍希臘人,是一位著名的醫藥學家,與我國漢代張仲景同一時代,在他的著作中記述了散劑、丸劑、浸膏劑、溶液劑、酒劑、酊劑、醑劑等多種劑型,被人們稱為“格林制劑”,至今還在一些國家應用。在格林制劑等基礎之上發展起來的現代藥劑學已有150余年的歷史:1843年Brockedon制備了模印片;1847年Murdock發明了硬膠囊劑;1876年Remington等發明了壓片機,使壓制片劑得到迅速發展;1886年Limousin發明了安瓿,使注射劑也得到了迅速發展。
20世紀以后,各基礎學科迅速發展,學科劃分越來越細,藥劑學逐漸形成了一門獨立的學科。新輔料、新工藝和新設備的不斷出現,為藥劑學的發展奠定了十分重要的基礎。高速壓片機的出現,使片劑的生產實現了自動化,大幅度提高了片劑的生產效率和產品質量,同時也對片劑的輔料和制粒方法提出更高要求。經皮給藥制劑的發展十分迅速,新型促滲劑的使用,大大提高了藥物的經皮吸收效果。使藥物按一定規律緩慢或恒速釋放,在體內較長時間維持有效藥物濃度的緩釋、控釋制劑,近年來發展非常快。具有給藥方便、吸收快,無首過效應,生物利用度高等特點的黏膜給藥制劑近年來也得到了高度重視,包括鼻黏膜、眼黏膜、口腔黏膜(舌下、口含)、陰道黏膜、子宮黏膜等。靶向給藥制劑也取得了重要成果,靜脈乳劑、復合乳劑、微球制劑、納米粒制劑、脂質體制劑等都有很大發展。
(二)國內藥劑學的發展
我國歷史悠久,對世界文明包括醫藥做出了巨大的貢獻。早在夏禹時代就制成了至今仍常用的劑型——藥酒。據歷史記載,公元前1766年已有湯劑出現,是應用最早的中藥劑型之一。在《黃帝內經》中已有湯劑、丸劑、散劑、膏劑及藥酒等劑型的記載;東漢張仲景(約公元142—219年)的《傷寒論》和《金匱要略》中又增加了栓劑、洗劑、軟膏劑、糖漿劑等劑型,并記載了可以用動物膠、煉制的蜂蜜和淀粉糊為黏合劑制成丸劑。公元15世紀,我國醫藥學家李時珍編著了《本草綱目》,其中收載了藥物1892種,劑型40余種,這都充分說明了中華民族在藥劑學的漫長發展過程中曾經做出了重大的貢獻。
從19世紀初到1949年之前,國外醫藥技術對我國藥劑學的發展產生了一定影響,如引進了一些技術并建立了一些藥廠(主要將進口原料加工成注射劑、片劑等制劑),但規模較小、水平較低、產品質量較差。
建國后,我國的醫藥事業有了飛速發展。尤其是改革開放以來,在藥用輔料的研究方面,開發了若干新材料。例如,已先后開發出稀釋劑微晶纖維素、可壓性淀粉,黏合劑聚維酮,崩解劑羧甲基淀粉鈉、低取代羥丙基纖維素,薄膜包衣材料丙烯酸樹脂系列產品,優良的表面活性劑泊洛沙姆、蔗糖脂肪酸酯,栓劑基質半合成脂肪酸酯等。在生產技術和設備方面的進步也很大。例如,已研制成功微孔濾膜及與之配套的聚碳酸酯過濾器用于控制注射劑中的微粒性異物,顯著提高了注射液的質量;設計制造了多效蒸餾水生產設備,節約能源并提高了注射用水的質量;生產并應用了更先進的滅菌設備和技術,使滅菌效果更為可靠。在口服固體制劑的生產中,廣泛地推廣應用新輔料、新技術,采用微粉化技術及其他提高藥物溶出度的新技術,提高了產品質量;在片劑等生產中采用了流化噴霧制粒和高速攪拌制粒技術,使產品的數量和質量都得以提高;采用薄膜包衣技術,既節省工時、材料,又提高了產品質量。新劑型方面也有進一步發展,如緩釋控釋制劑、透皮吸收制劑已有一些品種上市;靶向、定位給藥系統的研究如脂質體、微球、納米粒等也取得很大進展;多肽類、蛋白質等生物技術制劑不同給藥劑型的研究也在深入發展。
三、藥劑學的主要內容與任務
藥劑學的宗旨是制備安全、有效、穩定、使用方便的藥物制劑。綜合科研、生產、臨床三個方面,藥劑學的主要內容與任務可以歸納如下。
1.藥劑學基本理論的研究 為了提高制劑的生產水平和技術含量,制成安全、有效、穩定的制劑,必須對藥劑學的基本理論進行不斷的研究。更加深入地研究藥劑學的基本理論將成為藥劑學的重要任務之一。
例1-1 藥劑學基本理論的研究
用化學動力學理論預測藥物制劑的有效期,對提高藥物制劑的安全性具有重要意義;用流變學的基本方法,作為混懸劑、乳劑、軟膏等劑型質量控制的客觀指標,可以優化制劑的質量;以表面活性劑形成膠束的理論來增加藥物溶解度,在藥劑學中有著廣泛的應用;關于片劑的成型理論與粉體學理論,對于片劑的生產和質量控制有重要的指導意義;分散系物理化學理論、生物藥劑學和藥物動力學理論等,都顯著地促進了藥劑學的不斷發展。
2.新劑型的研究與開發 劑型是藥物應用的具體形式,除了藥物本身的性質和藥理作用外,某個藥物的具體劑型也直接影響著該藥的臨床效果。常用的片劑、丸劑、膠囊、溶液劑、注射劑等普通制劑,很難完全滿足高效、速效、低毒、控制藥物釋放和發揮定向給藥作用等多方面的實際要求。因此,積極研究與開發新的劑型是藥劑學的一項重要任務。
例1-2 新劑型的研究與開發
阿霉素對腫瘤細胞的殺傷力很強,但它對心肌細胞的毒性也很大,若制成阿霉素脂質體新劑型,可增加阿霉素對腫瘤細胞的靶向作用、避免其心肌毒性,從而達到提高療效、降低毒性的雙重作用。
【阿霉素脂質體的制法】 由卵磷脂∶膽固醇(4∶1摩爾比)組成,總脂濃度為100μmol/mL。精密稱取以上2種脂質體后加入到2mL(V(氯仿)∶V(甲醇)=2∶1)溶液中,振蕩充分,使其溶解(注意防止溶液揮發),轉移1mL至一梨形瓶,使溶液剛好鋪滿底部。CO2真空泵抽吸,吹干溶劑,使其均勻形成一層薄膜。加入0.1mol/LPBS配制的3mmol/L的阿霉素溶液1mL水化,充分振蕩30min,在CSF1A型探頭式超聲儀上超聲粉碎20次,每次40s,直至形成均勻的上清液。9000g離心10min,上清即為脂質體微球。
3.新輔料的研究與開發 輔料是藥物制劑中不可缺少的重要組成部分。在淀粉、蔗糖、糊精等常規輔料被廣泛應用的過程中,各種新型的藥用輔料也不斷出現,對輔料種類和性能的要求也越來越高,常規輔料已經不能滿足新劑型的需要和制劑工業的迅速發展。緩釋、控釋制劑及靶向制劑的不斷涌現,幾乎完全依賴于性能優良的新輔料的支持。因此,研究與開發新輔料對提高制劑整體水平、開發新劑型具有重要意義。
4.制劑新技術的研究與應用 藥劑學發展已經證明,制劑新技術的應用已大大促進了藥劑學的發展,如微囊化技術、固體分散技術、包合技術、脂質體技術、納米技術等,使制劑的質量顯著提高,制劑的品種和數量也不斷增加。因此,制劑新技術的研究與應用也是今后藥劑學的重要任務之一。
5.新型制劑設備的研究與開發 任何藥物制劑,都是由適當的制劑設備生產出來的,研制適合于我國實際情況的新型制劑設備,對于提高我國的制劑生產效率、保證制劑質量、使制劑產品進入國際市場具有重要意義。
例1-3 新型制劑設備的研究與開發
例如,高速滲透泵激光打孔機的研制成功,使我國的滲透泵式控釋片劑實現了工業化生產,縮小了我國緩釋、控釋制劑技術與國際先進水平的差距。
一步制粒機是一種集混合、制粒、干燥于一體的復合設備,因其具備干燥速度快、省工、省時、減輕勞動強度、占地面積小、產量大的特點而被廣泛應用于制藥行業的固體制劑生產。
【問題】 固體制劑車間還有哪些新型制劑設備?試舉例。
6.中藥新劑型的研究與開發 中醫藥是中華民族的寶貴遺產,在繼承、整理、發展和提高中醫藥理論和中藥傳統劑型的同時,運用現代科學技術和方法,研制開發現代化的中藥新劑型,是中醫藥走向世界的必由之路。目前,我國已研制開發了中藥注射劑、中藥片劑、中藥膠囊劑、中藥滴丸劑、中藥栓劑、中藥巴布劑、中藥氣霧劑等多種新的中藥劑型,豐富和發展了中藥的劑型和品種,提高了中藥的療效。目前,中藥新劑型的研究與開發仍然是我國藥劑學的一項長期而艱巨的重要任務。
7.生物技術藥物制劑的研究與開發 生物技術是當今世界科學技術活動中最活躍、最具有前途的新技術。從中派生出來的醫藥生物技術,為新藥的研制開創了一條嶄新的道路,如預防乙肝的基因重組疫苗、治療嚴重貧血癥的紅細胞生長素、治療糖尿病的人胰島素、治療侏儒癥的人生長激素、治療血友病的凝血因子等特效藥都是現代生物技術醫藥新產品(生物技術藥物),它們正在改變醫藥科技界的面貌,為人類解決疑難病癥提供了最有希望的途徑。這些生物技術藥物的出現,為藥劑學提出了新的課題:因為生物技術藥物本身普遍具有活性強、劑量小的優點和性質不穩定的缺點,要將它們用于臨床治療,必須將其制成安全穩定的制劑和使用方便的新劑型,這是擺在藥劑學工作者面前的一項新的任務。