王晶晶,錢 穎,陳志鵬
(南京中醫(yī)藥大學藥學院,江蘇南京210046)
在藥劑領(lǐng)域,各種天然及合成的高分子材料被廣泛運用,為了適應現(xiàn)代藥學的發(fā)展需要,“藥用高分子材料學”這門學科應運而生,成為高分子材料與藥物制劑學溝通的橋梁。南京中醫(yī)藥大學藥學院在藥劑學、藥學等專業(yè)開設該門課程,通過課程學習,學生可以較全面地掌握藥用高分子材料的性質(zhì)、特點以及實際應用情況,為新型藥劑的研制和開發(fā)打下基礎(chǔ)。但課程內(nèi)容較多,涉及的知識面較廣,而學生又大多沒有高分子方面的知識基礎(chǔ),很多新概念難以理解并記憶。聯(lián)系學生在中醫(yī)藥院校學習這門課程的實際,結(jié)合學校特色和中醫(yī)藥科學前沿,筆者在教學方面作了一些嘗試,以提高教學的質(zhì)量,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生理論聯(lián)系實際的能力。
目前,南京中醫(yī)藥大學采用的教材為高等醫(yī)藥院校藥學類“十一五”規(guī)劃教材,中國醫(yī)藥科技出版社出版,方亮主編的《藥用高分子材料學(第四版)》,總課時為36課時。其中高分子的結(jié)構(gòu)、合成及高分子材料的理化性質(zhì)為基礎(chǔ)內(nèi)容,要求學生了解高分子的概念、結(jié)構(gòu),包括一些合成表征方法及溶液性質(zhì)、力學性質(zhì)等。另外還介紹了一些新型藥物遞釋系統(tǒng)相關(guān)的高分子材料性質(zhì),如聚合物的自組裝性質(zhì)。這些內(nèi)容對于學生來說較為新穎且一定難度,此部分內(nèi)容用18課時進行詳細講解。
在講解的過程中,可舉一些生活中的例子,讓學生思考接觸過的生活中的高分子。介紹高分子材料的發(fā)展史時,應舉一些學生較為熟悉的例子。如淀粉、棉花等是人類最先接觸的天然高分子材料;漸漸地,出現(xiàn)了合成的高分子材料,如尼龍、聚苯乙烯等。如今,高分子材料充斥著人們的生活,塑料、橡膠、纖維等,沒有高分子就沒有便利的現(xiàn)代生活。
在了解了前期知識基礎(chǔ)的前提下,再介紹天然及合成的藥用高分子材料。為了便于學生理解,應聯(lián)系藥劑學及藥劑學實驗的實際案例,對理論知識進行講解。如淀粉及其衍生物這一節(jié)中,可以聯(lián)系藥劑學實驗“顆粒劑”,講解預膠化淀粉的合成及用途。預膠化淀粉可作為顆粒劑中的黏合劑。因為學生已做過此部分實驗,很容易就和實驗內(nèi)容聯(lián)系起來,更利于理解和記憶。如講解到纖維素這一節(jié)里的微晶纖維素這一部分內(nèi)容時,可以聯(lián)系實驗課上的直接壓片法這一內(nèi)容,詳細講述微晶纖維素的可壓性、流動性。在教學過程中,注意講授內(nèi)容與藥劑學及藥劑學實驗的銜接,在藥劑學的基礎(chǔ)上授課,不能脫離實際。
由于藥用高分子材料學涉及許多新概念,并且高分子材料眾多,其名稱、性質(zhì)、應用各有區(qū)別,難以記憶容易混淆。因此,教師應引導學生通過比較學習法進行區(qū)分歸納。如淀粉和纖維素,都是糖苷鍵連接,但是淀粉是α-糖苷鍵,纖維素是β-糖苷鍵。纖維素無法被人體吸收,因為人體沒有分解β-糖苷鍵的酶。粉狀纖維素和微晶纖維素的異同點,可通過列表格的方式進行講解。又如胃崩型丙烯酸樹脂和腸溶型丙烯酸樹脂在組成、比例及特性上有哪些相同及不同點,從而加深記憶和理解。
教師在教學過程中不應僅僅擔任知識的輸出者,而更應該作為引導者帶領(lǐng)學生尋找知識。如超市里的塑料制品底部的字母代表著什么?一次性飲料瓶和塑料水杯都是塑料制成,但是其材質(zhì)有什么差別?為什么有的塑料制品還可以在微波爐中加熱?通過這些問題引導學生分辨不同高分子材料的類型、結(jié)構(gòu)及特質(zhì),從而更好地理解這類高分子材料,同時培養(yǎng)學生從生活中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
教師教授專業(yè)知識是一方面,更多的是培養(yǎng)學生自學能力。藥用天然高分子材料這一章節(jié),很多是描述性內(nèi)容,學生通過自學完全可以掌握,因此,本章節(jié)的內(nèi)容,以學生自學,并以多媒體PPT展示為主,并且學生的展示將作為綜合考查成績的一部分。學生通過書本內(nèi)容,同時在知網(wǎng)等網(wǎng)站查找相關(guān)學習資料,在課堂上將自己領(lǐng)悟的知識傳達給其他同學。這既鍛煉了學生的自學能力,表達能力,更加深了學生對于所學知識的理解。同時教師提出問題引導學生交流討論,增加課堂趣味性,使接受知識的學生也成為輸出者,有助于學生理解專業(yè)知識,也有助于提高學生文獻檢索、自主學習等綜合能力。
高分子材料發(fā)展迅速,新成果令人矚目,藥用高分子材料作為它的一個分支發(fā)展同樣迅速,而現(xiàn)有的教材不能及時、全面地反映最新的學術(shù)動態(tài),因此教師可以向?qū)W生推薦一些國際期刊上的前沿研究成果,建議學生充實專業(yè)知識,開闊眼界。比如在講述水凝膠這一章節(jié)時,還可以向?qū)W生介紹《ACS Nano》《Biomaterials》等國際期刊發(fā)表的水凝膠在疾病治療中的應用。目前,水凝膠制劑除在促進傷口愈合、組織再生等領(lǐng)域有很好的應用外[1],其本身作為一種優(yōu)良的藥物載體,在腫瘤、心肌梗死等疾病中亦有很好的應用。例如,Ma等[2]通過在凝膠支架中加入光熱劑賦予其近紅外(NIR)響應功能,在腫瘤部位原位注射該凝膠制劑后,通過外界NIR激光照射,可誘導水凝膠在局部產(chǎn)生高溫,從而達到殺滅腫瘤細胞的目的,起到光熱治療的作用;Yang等[3]使用聚合物納米粒子攜帶可誘導心肌細胞增殖的藥物微RNA(miRNA)構(gòu)建而成的可注射型水凝膠材料,可通過刺激心肌的內(nèi)在恢復實現(xiàn)功能改善,解決了miRNA難以有效、可持續(xù)導入心肌細胞的難題。研究表明,該可注射水凝膠復合材料可明顯改善心肌射血功能,促進血管生成,修復受損心肌。通過列舉最新的科學技術(shù)研究,講述水凝膠設計的精妙之處,與書本中介紹的水凝膠進行對比,為學生建立科研思維,與學生一起探討如何做出新穎且優(yōu)秀的科研設計。
同時在教學過程中,結(jié)合中醫(yī)藥的特點,適當?shù)匾胫嗅t(yī)藥制劑中應用高分子材料的科研成果,將高分子材料與中藥知識聯(lián)系起來。
在介紹藥用合成高分子材料時,可介紹一下高分子材料在中藥制劑中的應用。如石菖蒲揮發(fā)油,通過添加高分子材料PEG,可固化成丸[4]。高分子材料的加入,得到的丸劑可減少結(jié)晶析出、分層等不穩(wěn)定現(xiàn)象。這一研究成果是藥用合成高分子材料聚氧乙烯類典型的案例。而在中藥復方巴布劑的制備中,高分子材料聚丙烯酸鈉的加入可改善傳統(tǒng)巴布劑存在的黏性差、內(nèi)聚力不足等問題,二次開發(fā)后的中藥巴布劑除應用于軟組織挫傷、關(guān)節(jié)痛等外傷和骨疾病外,在治療心腦血管疾病、鎮(zhèn)痛、降糖等方面也有所應用[5]。
在介紹殼聚糖時可補充講述新理念“藥輔合一”。由于中藥制劑出現(xiàn)“藥物少部分,輔料大部分”導致服藥量增加的現(xiàn)象,杜平等[6]基于“藥輔合一”的理念,將殼聚糖作為主要輔料制備芍藥甘草胃漂浮緩釋片,探討殼聚糖輔助中藥復方緩釋制劑成型的可行性。這一研究為中藥復方劑型改革提供實驗依據(jù),也使高分子材料在藥用方面有更多的可能性。
高分子材料在中藥劑型的現(xiàn)代化方面也做出了很大的貢獻。例如,中藥傳統(tǒng)的湯劑因其服用不便、頻繁的服藥次數(shù)、較短的藥效維持時間而難以滿足現(xiàn)代人較快的生活節(jié)奏。吳衛(wèi)等[7]將治療高血壓的葛根鉤藤方劑研制成中藥復方緩釋片,從而改善上述問題。緩釋片中以羥丙甲基纖維素(HPMC)為骨架材料,采用濕法制粒制備而成。另外梔子總苷緩釋片[8]、左金胃漂浮緩釋片[9]、戊己胃漂浮緩釋片等[10]均以HPMC為骨架材料。結(jié)合部分疾病的發(fā)病特征,高分子材料可以有效提高傳統(tǒng)復方制劑的治療效果。如根據(jù)冠心病發(fā)病時間具有時辰節(jié)律性的特點,袁瑜等[11]通過加入具有膨脹作用的微晶纖維素(MCC)作為崩解劑,制備得到了復方丹參脈沖釋放給藥系統(tǒng)。該系統(tǒng)在膨脹、滲透壓以及有機酸誘導的共同作用下,具有一定的時間滯后作用,更符合冠心病等心血管疾病的發(fā)病特征。此外,乙基纖維素(EC)[12]、聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)[13]等高分子材料也均可作為包衣材料,應用于中藥緩控釋制劑的開發(fā)中。通過課外知識的拓展讓學生樹立科研理念,為科研打下基礎(chǔ)。
教師要樹立“終身學習”的觀念,與時俱進,而教學是教師的“教”與學生的“學”有機結(jié)合的過程,不斷更新教學觀念,改進教學方式方法,結(jié)合國際前沿科學知識,及中藥藥劑中運用到的高分子材料知識,加深學生對藥用高分子材料學的認識,提高學生的科學素養(yǎng),培養(yǎng)更多的高素質(zhì)中醫(yī)藥院校的藥學人才。