控释给药系统的应用与原理

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：为解决这种新型药剂的制作，美国麻省理工学院经过长时间的研究，提出了一种借助三维打印自由成形机制作控制释放给药系统的新方法。我国华中科技大学药物研究所在近几年也开展了控制释放给药系统的研究，并取得了初步的成果。

为克服传统药剂的缺陷，20世纪50年代起出现新型药剂，例如缓释型给药系统（time-release drug delivery system），它是指通过适当方法，控制药物释放的时间、位置或速度，改善药物在体内的释放、吸收、分布代谢和排泄过程，从而达到延长药物作用、减少药物不良反应的一类药剂。这种缓释给药系统有包衣类、骨架类和缓慢溶蚀类，他们主要依靠聚合物敷料来控制释放，效果有限，并且常常需要很多敷料，生产工艺复杂，相当费时。例如口服缓释胶囊，这种口服药用聚合物构成的胶囊包裹药物而成，借助改变胶囊的成分、厚度分布，或者用激光束在胶囊上刻蚀出不同的小孔，从而得到某些药物释放规律——药物释放浓度与时间的关系曲线，因此，能在一定程度上解决传统口服药的缺陷。但是，用这种方法构成的缓释胶囊仍有较大的局限性，不能精确、有效地控制药剂的微观结构、成分组成、药物三维空间位置等，因此，只能获得比较简单的药物释放规律，难以实现比较复杂的释放规律，而且成本也非常高。20世纪70年代起出现控释型给药系统，20世纪80年代起出现靶向型给药系统（targeted drug delivery system，能将药物直接送达需药目标部位的给药系统）以及智能型给药系统。为便于叙述，本书将上述新型给药系统合称为控制释放给药系统（Controlled release drug delivery system），简称控释给药系统。

由于控制释放给药系统的结构和成分比较特殊，所以制作比较困难。为解决这种新型药剂的制作，美国麻省理工学院（MIT）经过长时间的研究，提出了一种借助三维打印自由成形机制作控制释放给药系统的新方法。采用这种自由成形机可以方便地控制喷射的位置与次数，多个喷头可以分别喷射不同的材料，喷射的材料可以是溶液、悬浮液、乳化液和熔化物质，易于控制局部材料的组成、微观结构和表面特性。例如，通过载体材料的选择、打印液的变化、工艺参数的调节，借助三维打印技术可以控制给药装置的几何形态、宏观单元组合、微观结构设置、表面组成和特征、局部材料成分与组成、孔洞通道与密度、药物浓度的梯度或离散分布、多种药物在同一药剂中的准确定位等因素，从而使给药系统能准确地控制药物释放的速率、起释时间、释药周期、释药量及体内释药位置等，提高药物的疗效，减少不良反应。例如，将生物兼容、可水解的基质（赋形剂）做成由许多微小蜂窝构成的片状物，在蜂窝中放置不同剂量（甚至不同种类）的药物（或生物活性剂等），这种药片可以是口服式或植入式（见图5-50）。当患者吞咽这种药片或将其植入到病灶附近后，在一段时间内，在体液的作用下，各个小蜂窝的壁部逐步水解，蜂窝中的药物逐步释放而发挥药效。由于蜂窝的数量、孔隙、几何结构、体积和壁厚可以不同，还可嵌入障碍物（如多重壁）；蜂窝在药片中的排列位置可以有多种，蜂窝中放置的药物剂量和品种也可以不同，因此，借助这些不同因素的组合，能够构成各种各样复杂的药物释放规律——药物释放率与时间／空间的关系曲线（见图5-51），即：在一段期限内，按照预定的时间，向不同的方位，逐步地释放一定浓度（甚至不同品种）的药物（或生物活性剂等）。显然，这种控制缓释药片比缓释胶囊先进得多。

图5-50 植入式控制释放给药系统

图5-51 脉冲释放规律与药物分布

a）释放率与时间的关系曲线 b）药物分布状况

美国Therics公司已购买美国麻省理工学院（MIT）有关控制释放给药系统的制作专利，并生产了相应的TheriForm型自由成形机及控制释放给药系统，新加坡也研制了口服式缓释给药系统。我国华中科技大学药物研究所在近几年也开展了控制释放给药系统的研究，并取得了初步的成果。目前，产品已有口服片、植入片和口含速溶分散片等。

控释给药系统的应用与原理

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