中药制剂利用度研究.docx

中药制剂利用度研究生物利用度是指药物活性成分从制剂释放吸收进入全身循环的程度和速度，是客观评价药剂内在质量的一项重要指标，一般分为绝对生物利用度和相对生物利用度。化学药物制剂的口服生物利用度研究较多且充分，而传统中药的多成分、多靶点特性，使其生物利用度评价方法存在的问题成为制约中药制剂国际化的瓶颈之一；近年来研究发现，同化学药物制剂一样，许多中药制剂中的活性成分口服吸收较差、生物利用度低，也影响了中药制剂临床药效的发挥。本文介绍了改善中药制剂口服生物利用度研究的现状，从药剂学、药动学、中药复方配伍等角度概述中药制剂口服生物利用度研究存在的问题和对策，并提出改善中药制剂口服生物利用度的方法，以期为解决中药制剂的口服生物利用度问题提供思路。1中药制剂的分类根据中药制剂原料性质的不同，笔者将其分为3类：中药单体成分制剂、中药有效部位制剂、中药复方提取物制剂。中药单体成分制剂该类制剂的原料与化学药物制剂的原料类似，是将药材经过提取、纯化、分离等步骤后得到的具有明确化学结构的单一成分，纯度较高，如：水飞蓟素、灯盏花素、葛根素、紫杉醇等，其制剂口服生物利用度问题可完全参照改善化学药物生物利用度的方法进行。中药有效部位制剂该类制剂的原料来源于某一种药材的一类或几类有效组分，其中有效成分有明确的含量范围规定，临床或研究应用多年并证实其确有疗效的一类混合物，如银杏叶提取物、黄芩提取物、丹参酮提取物等。这类原料与化学药物的原料性质相比差异较大，虽有已知并定量的有效成分，但还含有许多未知成分，无法完全借鉴化学药物通常采用的改善生物利用度的方法来解决这类药物的吸收问题。中药复方提取物制剂该类制剂是将我国传统中医药的配伍理论与现代制剂技术相结合发展起来的中药新制剂，既保持了中医药多种成分共同作用治疗病症的特色，又解决了中药复方以汤剂、散剂为主带来的一系列质量问题，如：复方丹参滴丸、地奥心血康胶囊、银翘解毒片等。虽然中药复方在剂型改革上取得了一定进展，但中药复方制剂生物利用度的问题往往被研究人员忽视，中药复方制剂生物利用度的研究与评价方法也处于探索阶段。因此，如何界定并考查这类制剂的生物利用度成为亟待解决的问题。2改善中药制剂口服生物利用度研究的现状目前改善中药制剂口服生物利用度研究主要是基于以下几个手段，即改变剂型、制剂新技术、应用吸收促进剂、基于药物生物药剂学特征进行给药系统设计、基于配伍规律的中药复方制剂处方设计等。改变剂型药物的不同剂型可能会导致其生物利用度的差异，一般认为80%125%为生物等效，超出此范围即为生物不等效，或生物利用度降低或提高。随着药剂研究的不断深入，越来越多的研究表明，合理的剂型改变也是提高药物生物利用度的一种有效手段。胃肠道生物黏附片是药物借助于某些高分子材料与吸收部位细胞膜间的特殊结合力，可延长药物在胃肠道中的停留时间或特定部位的作用时间，从而促进药物的吸收，提高药物的生物利用度1。该剂型既可治疗局部疾病，提高药效，又可通过延长药物在体内的滞留时间而提高药效。如向大雄等2-3研制的葛根总黄酮生物黏附性缓释片与普通片相比，生物利用度得到显著提高。靶向制剂是另一种可提高口服中药制剂生物利用度的新剂型。该类制剂适于具有特定吸收部位，如在十二指肠4、结肠5-6等部位吸收的药物，通过避免药物在胃肠道其他部位的释放而靶向于特定部位释放从而提高药物的生物利用度，也可用于特定部位局部疾病的治疗。可见，选择合适的药物剂型对于药物生物利用度的提高起着至关重要的作用，若在制剂处方设计前进行充分的处方前研究，可避免因剂型设计不合理而导致口服生物利用度低，从而避免中药活性成分不能充分发挥药效的问题发生。制剂新技术根据药物生物系统分类原则7，药物分为4类：第类，高渗透性、高溶解性药物；第类，高渗透性、低溶解性药物；第类，低渗透性、高溶解性药物；第类，低渗透性、低溶解性药物。一般来讲，第类药物易于从制剂中溶解释放后被机体吸收，而其他3类药物均在其制剂的生物利用度方面存在不同程度的问题。因此，目前发展起来的制剂技术基本都是通过解决药物的溶解性或膜渗透性来使药物的生物利用度得到不同程度的改善。随着回归自然热潮的掀起，这些制剂新技术也推动着中药新制剂的发展，已有许多将制剂技术应用于传统中药来改善其吸收的大胆尝试，主要有较为成熟的环糊精包合技术8-10、固体分散技术11-14、磷脂复合技术15-21、自乳化技术22-25以及近年来新兴的纳米技术26-27等。环糊精包合技术是通过一定方法使难溶性药物分子的空间结构全部或部分包入具有中空结构的环糊精辅料中，形成易溶于水的包合物，从而增加药物表观溶解度的制剂技术。环糊精包合技术主要是通过增加药物的溶解度而提高难溶性药物的生物利用度，如蛇床子素环糊精包合物8在家兔体内相对生物利用度为%。此外，挥发油成分是一种中药活性成分，在提取及制剂成型过程中易损失而影响挥发油药效的发挥，在中药复方新药制剂的研究开发中，常常把挥发油成分提取收集后制成环糊精包合物，再进行复方的制剂成型研究，如和胃理肠丸中白术挥发油的包合9、细辛挥发油的包合10等，使挥发油成分固化后有利于挥发油成分的保存和复方整体药效的发挥。固体分散技术是指药物以分子、胶体或超细粒子状态高度分散于惰性载体中形成的一种以固体形式存在的分散系统，即固体分散体。Sekiguchi等11最早在1961年提出固体分散体的概念，药物以某种制剂方式给予机体后，其分子能否很好的透过生物膜屏障并及时分布到体内作用部位发挥预期疗效，与药物的释放-溶解-吸收密切相关。随着中药现代化进程的不断深入，固体分散技术在中药制剂领域中的应用越来越多，例如：银杏叶提取物12、葛根素13、黄芩素14等。其中，葛根素固体分散体大鼠口服生物利用度较纯葛根素提高了倍，黄芩素固体分散体大鼠口服相对生物利用度为164%。固体分散技术不仅能增加难溶性药物的体外溶出，还能改善其体内吸收，且制备工艺简单。该制剂技术对原料的纯度要求不高，可将有效成分及伴生物质高度分散于适宜载体中而达到改善生物利用度的目的，适于在中药提取物制剂、中药复方制剂的研发中推广应用。磷脂复合技术是将药物与磷脂分子通过电荷迁移作用而形成较为稳定的化合物或络合物，从而改变母体药物的理化性质，提高生物利用度的一种制剂技术。磷脂复合物是以磷脂为载体的一种药物固体分散体。由于磷脂与生物膜的结构接近，因此磷脂复合物具有较好的生物相容性，药物的磷脂复合物主要是通过增加药物的溶出和改变药物的生物相容性而增加吸收。已有将苦参素15、水飞蓟宾16、葛根素17、银杏叶提取物18、三七皂苷19、山楂叶总黄酮20等制备成磷脂复合物后提高其口服生物利用度的报道。如水飞蓟宾-卵磷脂复合物相对于水飞蓟素胶囊在健康人受试者的相对生物利用度为%，具有更高的生物利用度21。磷脂复合技术在中药单体和中药提取物制剂方面的应用研究较为广泛，在改善中药活性成分胃肠道吸收方面具有一定潜力，值得进行深入的研究探讨。但磷脂复合物的性质大多与磷脂的性质类似，黏性强、稳定性差，使其在制剂成型方面具有一定困难。因此，如何克服磷脂本身的理化性质对制剂工艺造成的不便，从而改善中药活性成分的口服吸收是给药系统设计过程中需考虑的问题。自乳化药物传递系统22是由表面活性剂、油相、助表面活性剂，有时还含有促过饱和物质等形成的固体或液体释药系统。该系统可以在胃肠道内或轻微搅拌下自发形成水包油型微乳。目前，将中药单体及化学结构性质相似的同类化合物制成SEDDS的研究比较成功，如冬凌草素自乳化给药系统23、水飞蓟素自乳化给药系统24、连香方自乳化制剂25等。其中水飞蓟素自微乳在比格犬体内的相对生物利用度为%，较市售水飞蓟素胶囊有显著的提高24。自乳化技术可通过改善给药系统的粒径并增加与胃肠道内生物膜的相容性来提高药物的生物利用度，也可能与该药物传递系统中所用辅料具有一定的促吸收作用有关。纳米技术是20世纪90年代出现的一门在100nm尺度空间内研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。近年来，纳米技术迅速发展，已成为日用化工、食品和制药等领域的研究前沿，并逐渐向中草药研究领域渗透。纳米技术的应用使药物的物理空间发生了变化，由此引发了药物的理化性质、生物学特性发生令人惊讶的变化。纳米技术赋予传统中药新的生机，其最大的作用就是能够提高生物利用度，增强药效。目前纳米技术应用于口服中药主要是通过载药系统来实现，已有的口服纳米载药系统主要有：固体脂质纳米粒26、纳米乳27、纳米混悬剂、脂质体、纳米胶束、纳米囊等。纳米技术能够显著改善中药活性成分的水溶性及生物利用度，但目前仅有少量中药单体的研究探索，并且该系统较低的载药量也给在中药提取物乃至中药复方的应用带来巨大困难。应用吸收促进剂对于口服吸收不理想的药物，常常可在制剂处方中加入能够促进该药物胃肠道黏膜吸收的惰性物质，即吸收促进剂。常用的肠道黏膜吸收促进剂有以下几类28：生物黏附性高分子聚合物、氨基酸衍生物、胆酸盐、分泌和转运抑制剂、酰基肉碱类、中链甘油酯、类固醇类物质、脂肪酸及其盐、表面活性剂等。主要是通过离体肠段法、Caco-2细胞模型法、在体肠灌流法、整体动物实验模型法进行吸收促进剂对药物的肠道吸收促进作用的研究29。与利用制剂技术提高生物利用度的方法相比，筛选合适的吸收促进剂来提高中药有效成分的口服吸收更为可行，不仅可应用于中药单体，也可应用于中药提取物乃至中药复方，在改善中药口服生物利用度的研究方面极具发展潜力。已有学者在中药活性成分吸收促进剂的研究方面进行了大量研究。Xiong等30的研究结果表明，肾上腺素能够有效地促进人参皂苷Rg1的肠道吸收，人参皂苷Rg1与1mmol/L肾上腺素合用后，人参皂苷Rg1在大鼠体内的AUC增加倍。李亚梅等31发现明胶可以加快小鼠对黄连总生物碱的吸收，可使黄连总生物碱在小鼠体内的AUC由/L增加至/L。Ho等32发现D-生育酚聚乙二醇400琥珀酸能够显著提高紫杉醇的口服生物利用度，与市售制剂相比，生物利用度提高了倍。同时，随着对天然药物研究的不断推进，越来越多新的吸收促进剂被发现。有研究33表明植酸能够促进花青素在大鼠和人体的口服吸收；胡慧玲等34认为冰片在一定剂量范围内可促进盐酸小檗碱在大鼠小肠吸收。但是，大量研究显示29，吸收促进剂在改善细胞通透性的同时可能产生毒性作用。壳聚糖、卡波姆等本身就是药用辅料，没有毒性；胆酸盐及酰基肉碱能够可逆性调节紧密连接，毒性较低；而表面活性剂类对黏膜的损伤较大。因此，吸收促进剂目前在基础研究中应用较多，而在产品中应用较少，这也提示我们在运用吸收促进剂改善药物口服生物利用度的同时，应进行吸收促进剂的毒性实验，为吸收促进剂能够推广应用于新药产品奠定基础。基于药物生物药剂学特征的给药系统设计在中药给药系统研究过程中，处方前研究往往较多地考虑中药活性成分的理化性质，而中药活性成分的生物药剂学特征常常被忽视。随着中药现代化进程的加快，越来越多的制剂工作者深刻体会到充分了解中药活性成分生物药剂学特征的重要性。除中药单体以外的中药制剂中间体成分复杂，虽然目前已能对中间体进行充分的理化性质研究之后再进行制剂成型性研究，或者体外评价也表明能达到预期目的，但由于不清楚中间体的生物药剂学特征，仍会在体内实验后发现不能达到理想的效果。因此，加强中药多成分生物药剂学特征研究，是中药现代化面临的一项艰巨任务，只有结合中药活性成分的理化性质和生物药剂学特征才能合理设计给药系统，达到提高生物利用度的目的。黄芩苷为黄芩的有效成分之一，但口服黄芩苷吸收较差，生物利用度较低。有研究比较了黄芩素与黄芩苷大鼠体内药代动力学，结果显示在等摩尔剂量下，黄芩素比黄芩苷的达峰浓度高、生物利用度高35。可能是由于黄芩苷需经微生物水解转化成黄芩素才能被机体吸收的缘故，因此可考虑使用黄芩素替代黄芩苷以解决黄芩苷吸收难的问题。本课题组长期致力于中药复方的药代动力学研究，研究过程中发现某些中药复方中各类成分在药代动力学方面具有一定拮抗作用，影响中药复方整体药效的发挥36-38。在此基础上，我们设计将各类成分分别提取并制剂成型后，组成新的中药复方释药系统，避免有效成分之间吸收过程的相互干扰，从而提高整体中药复方的生物利用度。基于配伍规律的中药复方制剂处方设计我国的传统中药尤其是中药复方是在中医理论指导下逐渐发展起来的。中药复方讲究药味之间的合理配伍，古人在临床用药时积累下来的复方配伍，有一定的合理性。但由于当时科技发展水平有限，这些复方配伍规律也有诸多不合理的因素。因此，需充分了解中药的复方配伍规律并合理利用这些规律，避免药味间的拮抗作用，加大协同作用，才能够研制出更有效的中药复方制剂，推动传统中药走向现代化、国际化。杨祖贻等39研究了温里药配伍对活血药赤芍效应成分芍药苷小鼠口服生物利用度的影响。结果显示，温里药胡椒、肉桂、小茴香、吴茱萸、花椒分别与活血药赤芍配伍，能提高赤芍主要有效成分芍药苷的生物利用度。提示在中药复方制剂的研究中可考虑将上述5种温里药与赤芍配伍以求达到赤芍活血效应最大化。此外，有研究表明，将肉桂与当归配伍40后复方中阿魏酸的生物利用度较配伍前提高了2倍以上。这从复方有效成分生物利用度的角度揭示了活血温里复方配伍的科学内涵，同时也为中药复方制剂研究提供了生物药剂学基础。由于中药复方成分极其复杂，各成分间总会存在或多或少的相互作用，探索中药复方的配伍规律只能由简入繁、循序渐进地进行，同时还需遵循中药复方配伍规律对中药复方制剂进行合理处方设计，才能提高中药复方的生物利用度，充分发挥复方效应成分的药效。3展望综上，目前改善中药活性成分生物利用度的方法大多受到载药量的限制，需依赖加入大量辅料来改善中药活性成分的理化性质，只适于活性很强的单体成分，不适于中药提取物及中药复方，而传统中药的发展绝大多数依赖于中药提取物及中药复方的发展，因此需在中药单体生物利用度研究的基础上，尝试并加强中药提取物及中药复方生物利用度的研究。笔者认为要达到以上目的，目前亟需解决以下几个关键问题。制剂前中间体生物药剂学分类研究化学药物有生物药剂学分类，其中有两类不利于吸收，即生物利用度差。在药物的生物药剂学分类研究基础上进行口服给药系统的处方设计，改善其生物利用度，主要是通过改善溶解性和黏膜通透性而达到目的。中药与化药有许多不同，最大的不同即为中药的研究对象常常为较复杂的混合物而不是纯度很高的单体。目前大多数混合物只能以少数指标成分进行定量，还未能将混合物的化学结构、物质基础完全分析清楚。因此，不能将该理论生搬硬套于提高中药口服生物利用度的研究中。但是否也能对中药制剂前中间体进行表观的生物药剂学分类研究，对其溶解性和渗透性进行测定和表征，从而根据这种分类快速准确地进行改善中药活性成分生物利用度的研究？首先需对中药提取物、中间体半成品标准化，保证不同厂家、不同批次产品的一致性，如主成分的含量、溶解性等；其次则应选取多个模型药物进行规律探索，挖掘制剂前中间体的理化性质与体内吸收之间的相关性，寻找解决中药吸收问题的普遍适应性。我们课题组针对中药提取物溶解性能的表征方法进行了一些有益的探索，如分别采用沉淀法、指标成分法和粒径测定法等不同方法对骆驼蓬总生物碱提取物的溶解性进行了研究41，为其剂型设计提供了依据。但中药中间体的生物药剂学性质和分类研究是一项复杂而艰巨的工程，需要科研工作者前赴后继地努力才能得以实现。中药制剂生物利用度的评价方法探索中药复方制剂中效应成分复杂且有些成分含量甚微，如何通过测定体内有效血药浓度进行生物利用度评价是亟待解决的一大难题。目前，大多以中药中的活性成分为指标来代表制剂的生物利用度，但这是否能够反映中药制剂整体的生物利用度，或者这是否能被称作是中药制剂的生物利用度，均存在疑问。因此，需要进行能够较为准确的测定中药制剂生物利用度的研究方法探索，应在化学药物生物利用度研究现状的基础上进行延伸。中药单体成分可借鉴化药研究方法，而中药提取物或复方制剂则需在此基础上开拓新的道路。其中如何体现中医理论指导下的中药制剂的特点，即各个成分综合作用的整体性特征，是中药制剂生物利用度方法研究中需解决的关键问题。中药物质胃肠吸收相互作用机制的探讨化学药物肠吸收研究认为药物必须溶解后才能透过生物膜进入机体，中药物质的肠吸收理论是否类同？众所周知，中药成分十分复杂，中药提取物或中药复方往往是几类活性成分同时存在，而每一类中还有许多种成分，除此之外，还存在大量伴生物质，在肠吸收过程中，各种物质的相互作用交错复杂，不仅存在活性成分之间的相互作用，还有活性成分与伴生物质的相互作用。因此，在不能够完全弄清楚效应物质组成的前提下，研究中药物质肠吸收必须与中药物质的药理效应结合起来，尽可能多地同时运用化学指标、生物效应指标等综合评价吸收过程，从而逐步探索并阐明中药物质可能不同于化学药物的肠吸收理论。传统中药若在肠吸收理论方面有所突破，必将推动中药制剂乃至中药产业的进程。综上所述，目前广大学者在改善中药制剂口服生物利用度方面进行了探索，并取得一定进展，但还有许多关键问题需要突破。相信随着各学科交叉融合，必定能在解决中药制剂口服生物利用度问题上获得突破，推动我国创新中药的研发。中药制剂利用度研究