zhao第01章生物药剂学绪论

2020/1/91生物药剂学与药物动力学BiopharmaceuticsandPharmacokinetics温州医科大学药学院赵应征22020/1/932020/1/9药剂学的分支学科1．物理药剂学(physicalpharmaceutics)2．生物药剂学(biopharmaceutics)3．药物动力学(pharmacokinetics)4．工业药剂学(industrialpharmaceutics)5．临床药学(clinicalpharmaceutics)42020/1/9生物药剂学前言目录一、生物药剂学概述二、药物在体内过程（ADME）三、药物剂型因素和机体生物因素四、生物药剂学研究内容五、生物药剂学的发展52020/1/9一、生物药剂学概述学科出现的背景：对于含有相同量同样化学结构的药品，并不一定有相同的疗效，不同厂家的同一制剂，甚至同一厂家生产的不同批号的同一药品也可能产生不同的疗效对于相同的药品，不同的人服用了却产生不同的疗效62020/1/9学科出现的标志：生物药剂学（biopharmaceutics）一词最早见于1961年Wagner的综述(WagnerJG.Biopharmacutics.Absorptionaspects.JPharmSci,1961,50:359.)该文章总结了影响药物制剂疗效的因素，并提出了生物药剂学这一名词.72020/1/9生物药剂学的定义研究药物及其剂型在体内吸收、分布、代谢和排泄过程，阐明药物的剂型因素，机体生物因素和药物疗效之间的相互关系的科学。82020/1/9生物药剂学的定义内涵1.研究药物的剂型因素生物因素药效因素（包括疗效、毒副作用）2.目的剂型设计评估:制备工艺临床用药用药合理性/安全/有效性92020/1/9目录一、生物药剂学概述二、药物在体内过程（ADME）三、药物剂型因素和机体生物因素四、生物药剂学研究内容五、生物药剂学的发展102020/1/9二、药物在体内过程（ADME）吸收(Absorption):药物从用药部位向体循环转运的过程。分布(Distribution):指进入体循环的药物随血液向组织和脏器转运。代谢(Metabolism):指一种化学结构的物质转变成另一种化学结构的物质。这个过程在酶的参与进行，又称生物转化。排泄(Excretion):指药物或代谢物排出体外的过程。ADME过程：药物在体内所要完成的历史使命112020/1/9吸收122020/1/9分布132020/1/9代谢和排泄142020/1/9ADME过程示意图吸收（absorption）分布（distribution）代谢（metabolism）排泄（excretion）给药部位体循环（血液循环）作用部位组织A物质B物质体内药物代谢物排除体外肾脏、胆汁肺部途径二、药物在体内过程（ADME）转运(transport）消除（elimination）处置(disposition)152020/1/9其它生物药剂学术语转运(transport）（吸收、分布、排泄）消除（elimination)（代谢、排泄）处置(disposition)（分布、代谢、排泄）162020/1/9药物吸收过程：决定药物进入体循环的速度与量；分布过程：影响药物是否能及时到达与疾病相关的组织和器官；代谢与排泄过程：关系到药物在体内存在的时间。172020/1/9目录一、生物药剂学概述二、药物在体内过程（ADME）三、药物剂型因素和机体生物因素四、生物药剂学研究内容五、生物药剂学的发展182020/1/9剂型因素研究内容药物的理化性质盐类、化学结构、溶解速度、粒径、晶型制剂的处方组成原料药、辅料、附加剂、配方制备工艺贮存条件三、药物剂型因素和机体生物因素192020/1/9剂型因素202020/1/9机体生物因素研究内容？？？？三、药物剂型因素和机体生物因素212020/1/9药物的给药途径在体内的转移过程血液循环组织分泌腺口腔鼻腔粪便肺部肝脏代谢物副作用作用部位胃肠道崩解分散溶解尿肾脏直肠口服、肺部、鼻腔内、口腔内、舌下给药胆汁经皮给药皮下注射肌肉注射静脉注射汗、乳汁直肠给药222020/1/9目录一、生物药剂学概述二、药物在体内过程（ADME）三、药物剂型因素和机体生物因素四、生物药剂学研究内容五、生物药剂学的发展232020/1/9四、生物药剂学研究内容固体制剂的溶出速率与生物利用度根据机体的生理功能设计控释制剂研究微粒给药系统在血液循环中的命运，为靶向给药系统设计奠定基础研究新的给药途径与给药方法研究中药制剂的溶出速率与提高生物利用度研究生物药剂学的研究方法242020/1/9固体制剂的溶出速率与生物利用度测定固体制剂溶出度能间接反映药物在体内的吸收速度，尤其难溶性成分的释放直接影响药物的吸收速度和程度。对于一些固体制剂，如片剂，能崩解不一定代表能溶出。难溶性药物溶出速率小，往往会影响药物的吸收。改善难溶性药物的溶出速率也是生物药剂学的任务之一。252020/1/9根据机体的生理功能设计控释制剂消化道不同部位有不同的pH值：一般情况下，胃pH为1~3，十二指肠pH4~5，小肠和大肠的pH为5~7，结肠6.5~7.5，直肠的pH为7~8。纯胃液pH1，空腹是pH为0.9~1.5。正常饮食后pH变为3~5。根据机体的生理功能，设计胃肠道定位给药、胃内漂浮、胃肠膜粘附制剂、肠溶、结肠定位靶向释药等缓控释制剂。262020/1/9研究微粒给药系统在血液循环中的命运微粒给药系统进入血液循环后，被血浆调理素蛋白吸附，加速单核-吞噬细胞系统（RES）对这些微粒给药物质的吞噬，药物吞噬细胞吞噬后达不到靶器官。表面修饰过的微粒给药系统可以避免单核-吞噬细胞系统（RES）吞噬，从而延长药物在血浆中停留的时间，特殊修饰还能够提高药物对特殊靶组织的选择性。药物对靶细胞的特异性定位分布是生物药剂学的新研究领域。272020/1/9研究新的给药途径与给药方法传统剂型和给药方法已经不能满足现代医疗需要，很多药物对剂型和给药方式提出了更高的要求。新型药物剂型和给药方法正在迅速发展，具有独特的优点。粘膜给药、经皮给药等新给药方式的发展，需要对药物的体内过程进行详细的研究，包括药物的转运机制、药物的吸收、分布等。282020/1/9研究中药制剂溶出速率与生物利用度中药制剂的现代化，对制剂的质量标准和体内生物利用度提出了新的要求，结合生物药剂学，对研究中药制剂有效成分的体外溶出、释放、体内生物利用度等有重要的理论和现实意义。生物药剂学在中药领域的研究对中药新药的开发、研制、合理用药起到指导作用。292020/1/9生物药剂学的研究方法研究完善各种药物剂型的溶出速率测定方法、建立各种新给药途径体外实验方法、建立模拟体内吸收的体外模型等。药剂工作者继续在为更好的建立、发展和完善生物药剂学学科而努力着。302020/1/9目录一、生物药剂学概述二、药物在体内过程（ADME）三、药物剂型因素和机体生物因素四、生物药剂学研究内容五、生物药剂学的发展312020/1/9五、生物药剂学的发展（一）预测药物的吸收研究药物在剂型中的物理化学性质与药物的吸收之间的关系，预测药物的吸收，是生物药剂学研究的主要任务。通过一定的数学或化学模型，来研究药物的膜转运情况，预测药物可能的吸收情况。322020/1/9（二）多肽及蛋白类药物非注射给药研究开发多肽及蛋白类药物非注射给药系统：生物大分子药物在药学领域的应用越来越广泛，对药物剂型的发展提出了新的要求和挑战。332020/1/9（三）分子生物药剂学在分子和细胞水平研究剂型因素对药物作用的影响：1.辅料与载体的结构对药物生物转运的影响2.大分子药物的细胞内靶向3.根据药物的分子结构预测药物的吸收4.药物对映体的生物药剂学研究342020/1/9（四）生物药剂学研究新技术和新方法1.细胞培养模型预测药物的吸收机制；2.生物物理实验技术；3.微透析技术；4.人工神经网络；352020/1/9生物药剂学为药物制剂学的研究工作基础之一，在处方筛选、工艺设计及保证制剂质量提供依据。药理学主要研究药物对机体某些部位的作用机制与方式，而生物药剂学是研究已证明有效的药物及剂型给药后在体内的动态过程。药物动力学是研究药物体内过程的量变规律，为生物药剂学提供理论基础与研究手段。生物药剂学与相关学科的关系2020/1/936第七章药物动力学概述372020/1/9目录一、药物动力学概念二、药物动力学发展简况三、药物动力学研究内容及与相关学科的关系四、药物动力学基本概念382020/1/9392020/1/9一、药物动力学概念（pharmacokinetics）药物动力学3）研究生物体药物的量变规律，即药物质量的增减以及药物在体内的速度过程。2）生物体各组织中药物浓度以及随时间的变化过程。1）应用动力学的原理与数学处理法，定量地描述药物通过各种途径进入机体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程的动态变化规律。4）研究体内药物的存在位置、数量（浓度）与时间之间的关系。402020/1/9药物或药物制剂在体内的动态过程投药部位全身循环作用部位药效产生治疗效果血管内给药局部给药崩解、溶出肝脏、肾脏其他部位在给药部位产生分解、代谢未被吸收的药物排泄代谢排泄毒付作用吸收分布412020/1/9药物动力学：研究上述转运的体内动态解析、分析、计算相关参数生物药剂学药物动力学理论解析数学解析用数学方法具体研究、计算相关参数422020/1/9血药浓度随时间的变化(口服、肌肉给药)血药浓度时间tmax（达峰时间）Cmax（峰浓度）AUC（血药浓度-时间曲线下的面积）有效血药浓度范围最低有效血药浓度最低中毒浓度432020/1/91.静脉给药2.静脉滴注3.经皮给药4.缓控释制剂5.口服或肌肉血药浓度时间tmax（达峰时间）512,3,4用AUC计算生物利用度计算方法：梯形法、积分法绝对生物利用度=AUCpo/AUCiv相对生物利用度=AUCtest/AUCstandard442020/1/9目录一、药物动力学概念二、药物动力学发展简况三、药物动力学研究内容及与相关学科的关系四、药物动力学基本概念452020/1/9二、药物动力学发展简况1913年，Michaelis和Menten提出有关药动学方程；1924年，Widmark和Tandbery提出了开放式一室模型动力学；1937年，Teorell提出二室模型假设；20世纪60年代，计算机技术的发展，分析检测技术的突破，药动学获得了大发展；1972年，在美国马里兰州波兹大国立卫生科学研究所召开的药理学与药物动力学国际会议上正式确立为一门独立学科。近年来，由于计算机技术的广泛应用，微量分析检测技术的发展，药动学在理论研究、实验方法和应用上都有飞速的发展。462020/1/9生理药物动力学模型根据生理学、解剖学的知识，以血液连接各组织器官模拟机体系统，每一组织器官中药物按血流速率、组织/血液分配系数并遵循物质平衡原理进行转运，以此为基础处理药物动力学实验数据的方法被称为生理药物动力学模型。该模型能够表征器官或组织中药物浓度的经时变化过程，能更清晰描述药物在体内的分布状况、估计生理或病理改变所引起的药物动力学特征变化。472020/1/9群体药物动力学是利用稀疏数据研究群体的特征、变异和各种因素对药动学影响的药动学方法。目前已成功应用于临床个体化给药方案设计。时辰药物动力学对不同时间药物体内过程规律进行了揭示，为择时给药系统的设计与研制提供了理论基础。482020/1/9神经网络研究方法神经网络药动学研究方法不需要事先假定模型，通过学习或训练来建立已知数据和预测值之间的关系。目前已用于预测药物动力学参数、预测不同生理病理状态下受试者的血药浓度以及定量结构药动学关系的揭示。492020/1/9临床药动学临床药动学通过对人体药物动力学研究、药物浓度与药物效应关系研究、疾病对药物动力学过程的影响规律研究、合并用药对药物