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三大策略解困窄吸收窗药物缓释制剂开发

来源:《中国医药报》
摘要:吸收窗是指机体从胃肠道吸收药物的区域。在全胃肠道各个部位均能被吸收的药物属于宽吸收窗药物,而仅能在部分部位吸收的药物则属于窄吸收窗药物。目前,口服给药仍然是临床给药的主要方法,但是有限的吸收部位对药物的口服生物利用度影响极大,同时这些药物的缓释制剂的开发也比较困难。要......

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  吸收窗是指机体从胃肠道吸收药物的区域。在全胃肠道各个部位均能被吸收
的药物属于宽吸收窗药物,而仅能在部分部位吸收的药物则属于窄吸收窗药物。
目前,口服给药仍然是临床给药的主要方法,但是有限的吸收部位对药物的口服
生物利用度影响极大,同时这些药物的缓释制剂的开发也比较困难。要解决目前
的问题,一方面依赖于制剂技术的发展,另一个重要的方面则是有待于对药物吸
收窗及其影响因素更多的认识。本文从专业技术角度出发,探讨了提高窄吸收窗
药物能被机体良好吸收,提高其缓释制剂生物利用度的三类策略,并把近年来与
此有关的最新研究结果作了详细介绍,希望会给读者带来收获。
——编者按
  目前,在窄吸收窗药物被设计成普通口服缓释制剂时,普遍存在着药物在非
吸收窗部位的降解、在吸收部位滞留的时间短、口服生物利用度低等问题。为使
窄吸收窗药物能被机体良好吸收,提高其缓释制剂生物利用度,可采用的策略大
体可分为三类:减少药物在非吸收窗部位的破坏;拓宽药物的吸收窗;延长药物
在吸收窗的滞留时间。
  ■减少非吸收窗部位的药物破坏
  一些药物表现为在特定部位被吸收,这与药物的溶解性和在胃肠道不同部位
的稳定性相关,因为胃肠道不同部位的pH值、酶的种类、浓度及一些内源性物质
(如胆汁)都不相同。
  有些药物在酸性条件下不稳定,为了保证这些药物在达到吸收窗之前不被胃
酸破坏,可将此类药物包肠溶衣或制成其衍生物,如奥美拉唑、红霉素等。而多
肽和蛋白类药物易受到胃肠道内蛋白水解酶的作用而降解,故将其设计成结肠定
位缓释系统或合用蛋白酶抑制剂,以降低或避免酶的水解作用。如p-氨苯甲脒、
胰凝乳蛋白酶抑制剂FK-448、α-氨基硼酸衍生物、杆菌肽、大豆胰朊酶抑制剂
等。
  ■拓宽药物的吸收窗
  对于胃肠道不同部位pH值不同,而产生特定部位吸收的药物,可在其制剂中
加入一些辅料以调节胃肠道pH值,从而拓宽药物的吸收窗。如,呋塞米是弱酸性
利尿药,主要在胃部吸收,国外学者利用丙烯酸树脂(EudragitL100-55)来调
控肠远端pH值,从而拓宽呋塞米的吸收窗,该方法已在大鼠模型中取得满意的结
果。
  加入吸收促进剂可提高药物的膜通透性。目前这方面的研究主要集中于能暂
时改变细胞间紧密连接的促渗剂。该法主要应用于极性化合物、肽类和蛋白质类
药物。如,卡托普利是载体转运和被动转运联合作用的药物,它在人体结肠部位
几乎没有吸收。动物实验表明,利用油酸和油酸钠作为吸收促进剂,可使卡托普
利在大鼠结肠部位的吸收量增加,提高卡托普利缓释制剂的生物利用度。
  有些药物,尤其是亲脂性的药物的吸收会被外排机制所限制,如普萘洛尔,
非洛地平等。上皮细胞表面的P-糖蛋白(P-gp)是造成这些药物低生物利用度或
生物利用度个体差异大的原因。另外,肠道内存在的药物代谢的主要酶系CYP3A
能使药物在进入小肠后即被代谢,而细胞色素P450也会导致药物在发挥作用之前
便被代谢。P-gp和CYP3A的协同作用更会使有关药物的生物利用度下降。有研究
表明,影响环孢素A在体内吸收的主要障碍是广泛的首过代谢和外排机制,而环
孢霉素,依曲康唑等可同时受到P450和P-gp的影响。在这些情况下,单独或合并
使用P-gp抑制剂、P450抑制剂和CYP3A抑制剂可提高某些药物的口服生物利用度。
但是由于这些抑制剂还有其他的药理学效应,因此合用时应该充分考虑到这些因
素。
  ■延长药物在吸收窗的滞留时间
  许多药物的吸收窗在小肠部位,由于固体制剂在小肠部位的停留时间相对较
短,因此该类药物的普通缓释制剂生物利用度低。通过减慢药物在胃肠道的转运
速度,或通过胃滞留使药物位于吸收窗上部等途径可延长药物与小肠部位的接触
时间,从而改善药物的吸收。
  ★减慢药物的胃肠道转运速度
  胃肠蠕动的减慢通常能增加某些药物的吸收,有人发现,随着胃肠蠕动的减
慢,二甲双胍的吸收明显增加。食物构成会影响药物胃排空和肠转运的时间。脂
肪、某些氨基酸和蛋白质等均能减慢胃排空和肠转运的速度。此外,某些药物能
改变胃肠道转运。如服用甲氧氯普胺后可增强胃肠道蠕动,缩短胃排空时间;而
丙胺太林的作用则相反。
  ★增加制剂黏附性
  增加制剂的黏附性可以延长药物在吸收窗的滞留时间。聚合物的选择是增加
制剂的黏附性的关键,其黏附性大小不仅与分子结构、分子质量、浓度有关,还
与黏附部位的水分、pH值、表面张力及离子强度等有关。
  最近有人提出了一种利用多孔亲水凝胶能在水中迅速膨胀,体积变大,与肠
壁形成紧密的机械黏附,使药物的肠转运速度变慢的给药系统。同时该系统还使
肠黏膜上皮细胞紧密连接打开,从而提高药物的膜通透性,进一步提高了药物的
吸收。经实验证明,动物模型中使用该给药系统后,胰岛素的肠吸收增加。
  虽然药剂学研究者们对生物黏附的研究已有多年,但以往许多试验是建立在
动物实验或体外实验模型的基础上,而人的胃肠道的生理特性与动物或体外实验
模型并非完全一致,包括转运规律、黏附性等均存在着较大差别,因而成功地用
于人体的制剂较少。
  ★延长药物胃滞留时间
  从理论上说,将给药系统置于吸收窗以上的部位,并使药物以合适的速度释
放是提高药物吸收的有效方法。大部分药物的吸收窗位于小肠部位,因此可采用
各种方法将制剂滞留在胃里。
  目前,延长胃滞留时间的主要制剂类型包括:胃内漂浮型、生物黏附型、漂
浮-生物粘附型、体积膨胀型、胃内伸展型、高密度型及其他延迟胃排空的系统。
  单纯胃内漂浮型或生物粘附型胃内滞留系统均有其不足之处,但两者结合能
协同获得较好的滞留效果。
  壳聚糖由于带正电荷,能黏附于黏膜上,是目前较常用的包衣材料。Torrado
等制备了以壳聚糖-丙烯酸为基质的阿莫西林控释给药系统,用13C标记的辛酸呼
吸试验测定胃排空速度,结果该系统与普通制剂的半数胃排空时间分别为(164.
327±26.72)分钟和(65.06±11.50)分钟,表明以壳聚糖-丙烯酸为基质的漂
浮-生物黏附型控释给药系统有较长的胃内滞留时间。Umamaheshwari等制备了漂
浮-黏附型考来烯胺(colestyramine)微囊,所用的包衣材料为具有黏膜黏附性的
乙酸丁酸纤维素(CAB),并利用碳酸盐遇胃酸后产生二氧化碳气体而达到漂浮。
结果表明,考来烯胺微囊分布在整个胃中,有较长的胃内滞留时间。
  体积膨胀或伸展型胃内滞留系统是最有希望延长药物胃滞留时间的系统,但
理想的此类系统必须同时满足下列条件:在胃内必须能膨胀或展开的足够大,同
时还必须安全和稳定;应具备足够的强度,能经受住胃中的机械力作用,保持在
胃中的完整性;应具有缓控释作用,使药物以适当速率释放,从而有助于药物在
吸收窗获得最佳的吸收;不可以在食道中膨胀或伸展,且在未能及时膨胀或展开
便排入小肠时,也不能在小肠中膨胀或伸展;此系统释药完全后的体积能正常通
过小肠。目前的各种系统,通常都是通过膨胀或伸展达到增大体积的目的。膨胀
和溶胀过程也可包括产生气体(CO2)或利用压缩的多孔材料,如水凝胶。
  目前有一种新研制出来的胃滞留片剂,经膨胀后能像未消化的食物一样滞留
在胃内,胃内滞留时间可达几个小时,同时可按预期速度释放药物。这种系统为
可溶胀的缓释片剂,采用聚乙烯氧化物(PEO)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)作为
主要材料。目前,该公司研制的每天给药一次的二甲双胍和每天给药一次的环丙
沙星的胃滞留缓释片已完成了III期临床试验,FDA也已经受理了这两个产品的新
药申请。
  最近,以色列的研究人员开发了一种可展开的压缩系统,其内层是聚合物和
药物基层,外层是两层微晶纤维素包衣的防护层。实验证明,犬经口给予该制剂
后,药物的胃内滞留时间延长,生物利用度增加。目前已有含有呋塞米的胃滞留
制剂进入临床试验。另外,将窄吸收窗药物左旋多巴制成该类制剂,并在进食清
淡早餐后服用,结果显示左旋多巴的吸收相显著延长。
   □刘薇 周建平 吕慧侠


作者: 2006-9-21
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