口服藥物制劑的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與評(píng)估

劉愛(ài)玲

(瑞普(天津)生物藥業(yè)有限公司，天津 300300)

口服藥物制劑的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與評(píng)估

劉愛(ài)玲

(瑞普(天津)生物藥業(yè)有限公司，天津 300300)

闡述了口服藥物的藥物特性、不同動(dòng)物胃腸道生理特性、藥物制劑口服吸收評(píng)價(jià)三個(gè)方面的內(nèi)容?？诜幬镩_(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)需要考慮藥物本身的特性、靶動(dòng)物胃腸道生理特性和藥物制劑劑型；藥物本身的特性常?？蓞⒖妓幬锏纳锼巹W(xué)分類特性進(jìn)行差異化的藥物制劑設(shè)計(jì)；不同物種腸道長(zhǎng)度及pH值也存在很大差異，口服藥物設(shè)計(jì)時(shí)要充分給予考慮，同時(shí)介紹了口服藥物的評(píng)估模型(人工生物膜模型、細(xì)胞模型和動(dòng)物模型)，以期為藥學(xué)研究工作者開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與評(píng)估口服藥物制劑提供參考。

口服藥物制劑；開(kāi)發(fā)；設(shè)計(jì)；評(píng)估

口服給藥是藥物經(jīng)口服后被胃腸道吸收入血，起到局部作用或全身作用的一種給藥途徑，經(jīng)口給藥不論對(duì)人，還是動(dòng)物都是最為常用、最方便、又較安全的給藥方法，但是藥物口服吸收是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，胃腸道生理特性、藥物的理化性質(zhì)和制劑等因素的變化都會(huì)對(duì)藥物吸收產(chǎn)生大的影響。作為藥學(xué)研究工作者來(lái)說(shuō)，必須要了解藥物特征，了解口服藥物的吸收機(jī)制，了解不同種屬的生理結(jié)構(gòu)等影響因素由為重要，特別是對(duì)于口服生物利用度較低的藥物，研究影響其吸收的因素, 對(duì)于改善藥物的吸收性質(zhì)，提高藥物的臨床療效具有重要的意義。

1 口服藥物的藥物特性

在設(shè)計(jì)藥物過(guò)程中第一步要考慮的就是藥物本身的特性，可以根據(jù)藥物溶解性、滲透性等特性設(shè)計(jì)劑型、設(shè)計(jì)給藥途徑，通過(guò)體外測(cè)定藥物的溶解性、滲透性相關(guān)藥物參數(shù)，對(duì)藥物的溶解度和滲透的研究預(yù)測(cè)藥物是屬于溶解控制還是吸收控制。具體可以參考BCS生物學(xué)分類思路。

1.1 藥物的生物藥劑學(xué)分類(BCS)及其應(yīng)用 生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)是由Amidon等1995年提出的關(guān)于藥物的分類概念，給藥學(xué)研究者以及藥物評(píng)審機(jī)構(gòu)提供了很好的指導(dǎo)，美國(guó)FDA已經(jīng)將其應(yīng)用于仿制藥物評(píng)審指導(dǎo)，藥物制劑研究人員也可按照其分類來(lái)設(shè)計(jì)制劑組方(表1、表2)[1]。

表1 生物藥劑學(xué)分類及開(kāi)發(fā)原則

表2 WHO對(duì)藥物生物藥劑學(xué)分類[2]

高滲透性的定義：大于或等于85%的藥物在小腸得以吸收, 則判定為高滲透性藥物。一般可使用動(dòng)物在體灌腸試驗(yàn)方法、動(dòng)物腸組織切樣體外滲透性實(shí)驗(yàn)、體外表皮單細(xì)胞培養(yǎng)通透性實(shí)驗(yàn)等方法進(jìn)行藥物滲透情況研究?？紤]藥物在透過(guò)胃腸壁膜前可能會(huì)有部分降解，為證明藥物從胃腸道消除是由于藥物透過(guò)胃腸壁膜而不是發(fā)生降解，研究中需注意考察藥物在胃腸道中的穩(wěn)定性。高溶解性的定義：在37 ℃條件下, 如果藥物單次最高劑量可溶解于250 mL的pH 1～7.5 的介質(zhì)中, 則判定為高溶解性藥物。

1.2 口服藥物制劑的特性 劑型決定了給藥途徑和吸收途徑，口服制劑具有方便給藥的特性常被首先考慮開(kāi)發(fā)的制劑，如果藥物苦味等較重，可以選擇做成微囊、片劑包糖衣、膠囊等劑型，如果對(duì)胃刺激性大或酸中不穩(wěn)定的藥物，可以制成腸溶制劑，從治療效果的角度欲發(fā)揮速效作用可將藥物制成口服液劑、可溶性粉劑、合劑、氣霧劑、顆粒劑、分散劑；欲使作用緩慢發(fā)揮作用，可將藥物制成蜜丸、緩釋片劑、緩釋微囊等。

2 不同動(dòng)物胃腸道生理特性

人體以及各類動(dòng)物胃腸道系統(tǒng)由于性狀、大小、功能各異，導(dǎo)致在pH值、膽汁、胰液、粘液、流體體積和內(nèi)容物之間存在很大的生理差異，這些差異將會(huì)對(duì)藥物溶出速率、溶解度、運(yùn)送時(shí)間、藥物分子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)造成影響，不同動(dòng)物胃腸道微生物的含量不同，也將會(huì)對(duì)藥物代謝、肝腸循環(huán)產(chǎn)生不同結(jié)果，胃腸道的尺寸和蠕動(dòng)不同將導(dǎo)致藥物在胃腸道內(nèi)的運(yùn)輸時(shí)間不同，在胃腸道腸粘膜上存在蛋白質(zhì)差異也將會(huì)影響藥物與受體結(jié)合，影響藥物的吸收，因此在設(shè)計(jì)藥物制劑時(shí)要充分考慮這些因素。

2.1 不同物種胃部特征 哺乳動(dòng)物不同物種之間基本結(jié)構(gòu)相似，但是胃腸道的整體形態(tài)會(huì)受食物性質(zhì)、食物攝入頻率、需要存儲(chǔ)的食物以及身體的大小形狀影響，胃腸道的形態(tài)以及粘膜區(qū)面積有很大不同，各類物種的胃粘膜分布形狀如圖1，粘膜區(qū)基本分賁門腺區(qū)、胃底腺區(qū)和幽門腺區(qū)[3-4]。

人與狗、豬的胃部是最為接近的，胃部基本都是由賁門、胃底、幽門三部分腺粘膜組成，豬的胃是人的2～3倍，且胃的大部分被賁門腺體粘膜占據(jù)，馬、牛相對(duì)腺體粘膜部位較少，嚙齒動(dòng)物和馬、豬在進(jìn)食部分端有無(wú)腺體區(qū)，被覆蓋角化的復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞，用于存儲(chǔ)和食物的消化。

2.2 不同物種腸道特征 腸道特征如表3所示。

表3 不同動(dòng)物解刨后測(cè)定的腸道長(zhǎng)度

續(xù)表

草食性動(dòng)物要消化植物具有消化道長(zhǎng)，雜食性動(dòng)物(人、豬、熊)：中等長(zhǎng)度消化道，肉食性動(dòng)物(狼、狗、貓)可以消化動(dòng)物性脂肪及蛋白質(zhì)，消化道短且酸性，小腸也短。由表3中解刨后的動(dòng)物小腸長(zhǎng)度值可以看出，牛羊具有很龐大的小腸，而且是自身機(jī)體長(zhǎng)度的20倍以上，豬14倍，馬16倍，貓和狗相對(duì)較少只有6倍和4倍。小腸內(nèi)膜是由列成環(huán)形皺褶的柱狀上皮細(xì)胞組成，每個(gè)上皮細(xì)胞表面都有微絨毛，使的小腸表面積增大了500多倍。小腸是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及藥物吸收的主要場(chǎng)所[5]。不同動(dòng)物胃腸道pH值也有區(qū)別，詳細(xì)參考數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 不同種屬動(dòng)物胃腸道pH值

3 藥物制劑口服吸收評(píng)價(jià)

目前用于研究藥物給藥吸收評(píng)價(jià)模型主要有人工生物膜模型、細(xì)胞模型和動(dòng)物模型。人工生物模型是通過(guò)制備模擬上皮細(xì)胞人工生物膜，測(cè)定藥物通過(guò)人工膜的情況來(lái)對(duì)藥物在體內(nèi)的吸收進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，該方法可以作為藥物制劑篩選過(guò)程中比較好的評(píng)價(jià)方法；細(xì)胞模型是采用自發(fā)生長(zhǎng)表達(dá)比較好的人源、動(dòng)物源細(xì)胞制備細(xì)胞層后進(jìn)行藥物分子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的研究，適用于原料藥物研發(fā)過(guò)程中化合物篩選；動(dòng)物模型主要采用大鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以及靶動(dòng)物進(jìn)行離體腸道和在體胃腸道系統(tǒng)進(jìn)行藥物吸收分析，該方法相對(duì)能更加真實(shí)反映藥物的吸收過(guò)程，但是相對(duì)復(fù)雜，影響因素比較多，一般用于評(píng)價(jià)藥物的吸收機(jī)理、代謝過(guò)程等的研究。

3.1 人工生物膜模型 人工生物膜法[6-7]一般采用磷脂雙分子層或凝膠色譜柱作為載體，分別測(cè)定藥物的磷脂雙分子層透過(guò)率和色譜柱的保留值來(lái)初步評(píng)判藥物在體內(nèi)吸收情況。

磷脂雙分子層：一般采用過(guò)濾板，吸取溶解于十二烷的磷脂溶液10 μL 加于96孔濾板中的疏水膜上，10 min內(nèi)定量吸取待測(cè)樣品液加入到膜上方作為給藥池，膜另一側(cè)加入空白磷酸鹽緩沖液為接受池，將濾板置于振蕩水浴鍋內(nèi)低速振搖后取接受池樣品進(jìn)行測(cè)試分析。一般最好要設(shè)置對(duì)照藥物或制劑同時(shí)試驗(yàn)。

凝膠色譜柱法：首先將硅膠活化，至于20%的鹽酸中回流，大量蒸餾水洗至中性，120 ℃下真空干燥過(guò)夜，取1 g卵磷脂用10～30 mL溶劑溶解，加入活化硅膠4 g旋轉(zhuǎn)揮發(fā)，除去有機(jī)溶劑后，真空條件下繼續(xù)揮發(fā)3 h，除去殘留溶劑。加入磷酸鹽緩沖溶液，靜置使緩慢溶脹4 h。緩沖液洗滌3000 r/min離心3次除去未固載的卵磷脂，裝柱制成模擬生物膜色譜柱，測(cè)定研制的不同制劑、參比制劑等的保留值，來(lái)預(yù)測(cè)藥物在體內(nèi)的吸收過(guò)程。

3.2 細(xì)胞模型 細(xì)胞模型一般采用Caco-2 細(xì)胞系( 來(lái)源于人結(jié)腸腺癌細(xì)胞)、T84 細(xì)胞系( 來(lái)源于人結(jié)腸癌細(xì)胞)、MDCK 細(xì)胞系( 來(lái)源于馬丁達(dá)比犬腎上皮細(xì)胞)、LLC-PK1 細(xì)胞系( 來(lái)源于豬的近端腎小管上皮細(xì)胞)在支撐膜上形成細(xì)胞層，加載測(cè)試藥液后，在37 ℃恒溫?fù)u床中釋藥，不同時(shí)間測(cè)定兩側(cè)及細(xì)胞中的藥物含量，模擬體內(nèi)吸收情況。

3.3 動(dòng)物模型 在體灌流法一般有幾種，常用的方法是采用麻醉后的大鼠開(kāi)腹用生理鹽水清洗腸道內(nèi)容物后，加入不被吸收的酚紅等標(biāo)示物進(jìn)行腸道單向灌流、循環(huán)灌流或腸血管灌流在體方法，測(cè)定腸道、血液等當(dāng)中的藥物濃度，真實(shí)反映藥物在小腸的吸收過(guò)程。

離體試驗(yàn)法是取大鼠小腸段，分取腸黏膜并將其固定于擴(kuò)散池上，用于測(cè)定藥物透過(guò)上皮細(xì)胞的情況；也可以分離出小腸段并去掉腸系膜并分割為若干小段，外翻使腸黏膜向外，結(jié)扎一端后灌注人工培養(yǎng)液再結(jié)扎另一端形成囊狀，置于含藥培養(yǎng)液中培養(yǎng)，根據(jù)囊內(nèi)、外被測(cè)藥物隨時(shí)間的變化量來(lái)反映腸道對(duì)物質(zhì)吸收狀況，測(cè)定藥物透過(guò)上皮細(xì)胞的情況。

動(dòng)物體內(nèi)法是直接采用試驗(yàn)動(dòng)物或靶動(dòng)物，經(jīng)口灌藥或服藥后不同時(shí)間采用色譜法等在不同時(shí)間測(cè)定血液里面藥物原型及代謝物的含量濃度，從而反映或評(píng)價(jià)藥物在體內(nèi)的吸收。

4 小結(jié)

好的藥物是設(shè)計(jì)出來(lái)的，經(jīng)口給藥的藥物制劑雖然方便、安全、適用，但是因?yàn)槠溆绊懸蛩睾芏?，要想開(kāi)發(fā)出一個(gè)療效可靠的好制劑，設(shè)計(jì)者首先要研究藥物的溶解性、滲透性、穩(wěn)定性、起效濃度、藥物的中毒濃度等理化性質(zhì)，研究開(kāi)發(fā)成口服制劑的可能性，然后根據(jù)給藥對(duì)象是人、牛、羊、犬還是雞，分析不同給藥對(duì)象的胃腸道生理結(jié)構(gòu)、分泌物、對(duì)藥物的吸收、代謝存在差異問(wèn)題，研究不同種屬對(duì)藥物的耐受性、敏感性等問(wèn)題，充分考慮各種因素后，設(shè)計(jì)研究的藥物制劑再采取相對(duì)科學(xué)的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

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(編輯：侯向輝)

Design and Evaluation of Oral Drug Preparations Development

LIU Ai-ling

(TianjinRingpuBio-TechnologyCoLtd，Tianjin300300，China)

This paper describes three aspects: the characteristics of the oral drug, the gastrointestinal physiological characteristics of the target different animals and evaluation of pharmaceutical preparation formulations. While developing and designing oral drugs, the characteristics of the drug itself, the gastrointestinal physiological characteristics of the target animals and pharmaceutical preparation formulations should be taken into consideration; the characteristics of the drug itself often refer to the biopharmaceutic classification features to process the designing of differentiated pharmaceutical preparations; furthermore, the intestinal length and the pH value of different species animals are quite different, which should be fully considered when designing the oral drugs. The evaluation models of oral drugs such as artificial biological membrane models, cell models and animal models are also introduced in this text.

oral drug preparations;development;design;evaluation

劉愛(ài)玲，高級(jí)工程師，從事創(chuàng)新藥物及制劑開(kāi)發(fā)研究。E-mail：hhaa2000@sohu.com

2016-06-29

A

1002-1280 (2016) 09-0061-05

S851.66