药物传递系统与药剂学的发展
药物传递系统(drug delivery system,DDS)是指在防治疾病的过程中所采用的药物的不同给药形式,是具有某种功能的药物新剂型。这一概念出现在20世纪70年代初,80年代开始成为制剂研究的热门课题。生物药剂学与药动学可以测定药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄的定量关系,以及药物的生物利用度,这使得药物在体内过程的研究结果为新剂型的开发研究提供了科学依据。
1.缓释和控释给药系统 药物的治疗作用与血药浓度密切相关。过高的血药浓度可产生毒性反应,而过低的血药浓度又不具备治疗效果,这为合理设计剂型提供科学依据,其相应的研究产物就是缓(控)释制剂,以达到使血药浓度保持平稳的目的,这是DDS的初期发展阶段。与普通制剂相比,缓释和控释给药系统的优点是减少服药次数,提高患者用药的顺应性,药物缓慢或有控制地释放,血药浓度平稳,避免峰谷现象,有利于发挥药物的最佳治疗效果,降低药物的毒副作用。由于新材料、新工艺、新技术和新设备的不断开发与应用,近年来多种剂型的缓释和控释给药系统被开发出来,如片剂、胶囊剂(内装缓释微丸等)、栓剂、渗透泵片、贴剂、植入剂、黏膜黏附剂与注射剂(微球、纳米粒和脂质体等),并被广泛用于多种疾病的治疗。
2.靶向给药系统 对于有些疾病,药物到达病灶时才能发挥疗效,其他部位的药物不仅起不到治疗作用甚至可能产生毒副作用。如果使药物富集于病灶,尽量减小其他部位的药物浓度,不仅可有效提高药物的治疗效果,还可以减少毒副作用,这对癌症、炎症等局灶性疾病的治疗具有重要意义,其相应的研究产物就是靶向给药系统。靶向给药系统的病灶可以是有病的脏器或器官,也可能是某类特定的细胞或细菌等。自20世纪80年代初以来,由于对靶向机制、载体材料、靶向分子、制备方法、体内分布与代谢规律等领域的研究越来越深入,药剂学工作者在前药、脂质体、纳米粒、纳米囊、微囊、微球等药物载体系统,以及表面修饰、受体介导的纳米靶向给药系统等方面的研究取得了突破性进展,国内外已经有一些纳米靶向制剂被批准上市。对药物载体进行靶向性修饰是目前研究DDS的热点之一。
3.择时给药系统 近代的时辰药理学研究指出,节律性变化的疾病(如血压、激素和胃酸的分泌等方面的相关疾病),可根据生物节律的变化调整给药系统,如脉冲给药系统、择时给药系统,已取得了较好效果。自调式释药系统是一种依赖于生物体信息反馈,自动调节药物释放量的给药系统。对于胰岛素依赖的糖尿病患者,根据血糖浓度的变化控制胰岛素释放的DDS的研究备受关注。目前口服择时给药系统主要有渗透泵脉冲释药制剂、包衣脉冲释药制剂和定时脉冲塞胶囊剂等。
4.经皮给药系统 1979年,起全身作用的东莨菪碱经皮给药制剂首次上市,1981年美国FDA将硝酸甘油经皮吸收制剂批准作为新药上市,自此经皮给药系统得到了迅速的发展。经皮给药系统的优点如下:能再现和长期保持恒定的释药速度;减少给药次数;提高患者用药的顺应性,患者可自行用药,特别适合老年人、婴儿及不宜口服给药的患者;一旦出现毒副作用,可立即终止用药;可避免肝脏首过效应和胃肠道的影响;可避免药物对胃肠道的刺激。但透皮吸收量有限,应选择适宜的药物、适宜的透皮吸收促进剂、适宜的制备技术以及适宜的透皮位置等,此外,经皮给药系统在应用上也有一定的局限性:首先,不适合对皮肤具有强烈的刺激性、致敏性的药物;其次,不适合大剂量药物;最后,药物吸收个体差异和部位差异较大,特别是容易受患者皮肤状态的影响。
5.生物技术制剂 随着生物技术的发展,多肽和蛋白质类药物制剂的研究与开发已成为药剂学研究的重要领域,也给药物制剂带来新的挑战。生物技术药物通常是指利用微生物、植物或动物,通过基因杂交技术、DNA重组技术、细胞融合技术、发酵技术或酶工程技术等获得的生物活性物质,多为多肽和蛋白质类,它们的物理、化学稳定性较差,口服易受胃酸及消化酶的影响而失活,另外,由于此类物质普遍分子量大、不易穿透胃肠黏膜,因此,目前此类药物多以注射方式给药。为了方便使用和提高患者的顺应性,药剂学工作者正致力于其他给药系统的研究,如鼻腔、直肠、肺部、新型口服给药系统等,虽然上市品种很少,但具有潜在的研究价值和广阔的应用前景。目前基因治疗也受到广泛的关注,如采用纳米粒或纳米囊包裹基因或转基因细胞是生物材料领域中的新动向。如果该研究获得成功,将使基因治疗和药物治疗向简便、实用的方向迈进,不仅可用于各种恶性肿瘤的治疗,也为许多基因缺陷性疾病和其他疾病的治疗提供全新的生物疗法。
6.黏膜给药系统 黏膜存在于人体的各个腔道中,局部用药的黏膜制剂达到全身治疗作用的新型给药系统日益受到重视。这其中,口腔、鼻腔和肺部三种途径的给药,对避免药物的首过效应、避免胃肠道对药物的破坏、避免某些药物对胃肠道的刺激均具有重要的意义。
随着制药技术及相关学科的发展,缓(控)释制剂正逐步替代普通制剂,靶向制剂、脉冲释药制剂、自调式释药制剂、生物技术制剂等也将逐步增多。但由于疾病的复杂性及药物性质的多样性,不同疾病所适宜的给药系统及同一疾病的不同治疗药物的给药系统不尽相同,因此必须发展多种多样的给药系统以满足不同的需要,如治疗心血管系统疾病的药物最好制成缓释和控释给药系统,抗肿瘤药宜制成靶向给药系统,胰岛素更适合制成自调式给药系统等。
知识链接
《本草纲目》简介
《本草纲目》为明代李时珍所著,刊于1596年,共52卷,载药1892种,其中新药374种,药方11096首,插图1160幅,约190万字,分为16部、60类。药物分矿物药、植物药和动物药。矿物药分为水部、火部、土部、金石部4部。植物药根据植物的性能、形态及生长的环境,分为草部、谷部、菜部、果部、木部5部,草部又细分为山草、芳草、隰草、毒草、蔓草、水草、石草等小类。动物药按低级向高级进化的顺序分为虫部、鳞部、介部、禽部、兽部、人部6部。另外还有服器部。这种分类方式,已经过渡到按自然演化的系统来划分了。从无机到有机,从简单到复杂,从低级到高级,这种分类方法受到达尔文的高度重视。
《本草纲目》广泛涉及医学、药物学、生物学、矿物学、化学、环境与生物等诸多科学领域。在化学史上,较早地记载了纯金属、金属、金属氯化物、硫化物等一系列的化学反应。同时又记载了蒸馏、结晶、升华、沉淀、干燥等现代化学中应用的一些操作方法。1606年《本草纲目》传入日本,1647年波兰人弥格将《本草纲目》译成拉丁文传至欧洲,《本草纲目》后来又被译成俄文、法文、英文、德文等文字。