现代中药剂型设计与新辅料应用课件.ppt
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1、现代中药剂型设计与新辅料应用现代中药剂型设计与新辅料应用贾晓斌贾晓斌 博士 教授江苏省中医药研究院现代中药重点研究室江苏省现代中药制剂工程技术研究中心 Email:中药现代化面临的挑战中药现代化十年,其出口额下降。中药制剂产品应用现代技术,大量分离富集有效成分/组分(一类和五类),减少了给药剂量,但进入临床后,疗效却不尽人意。中药现代剂型设计所需考虑的问题。新剂型/制剂涉及的新辅料的应用。中药中药中药中药/复方复方复方复方悠久历史悠久历史悠久历史悠久历史临床疗效临床疗效临床疗效临床疗效医学专家验证医学专家验证医学专家验证医学专家验证辩证施治辩证施治辩证施治辩证施治认认认认 可可可可药药药药 物
2、物物物存在问题存在问题存在问题存在问题物质基础物质基础物质基础物质基础剂型设计剂型设计剂型设计剂型设计功能组分功能组分功能组分功能组分有效组分有效组分有效组分有效组分ADME/ADME/ToxTox特性特性特性特性现代中药复方创新制剂现代中药复方创新制剂现代中药复方创新制剂现代中药复方创新制剂提高临床疗效提高临床疗效提高临床疗效提高临床疗效忽忽忽忽 略略略略忽忽忽忽 略略略略中药现代化急需解决的问题一、中药现代剂型设计前需要了解的问题中药的物质基础新思路物质基础的体内ADME特性二、中药新剂型/制剂研究中新辅料的应用一、中药现代剂型设计前需解决的问题一、中药现代剂型设计前需解决的问题中药(复方
3、)物质基础新思路基础研究基础研究物质基础作用机制配伍规律有效组分功能组分功能组分方剂化学不直接起药效作用,但对有效组分具有增溶或辅助功能的成分。方剂药剂学影响有效组分的胃肠道吸收,即通过对中药在ADME各个环节(药物转运载体、药物代谢酶与有效组分发生的相互作用)研究,发现功能组分有可能促进有效组分体内吸收。方剂药效学对复方中其它类组分具有减毒增效的作用 中药中药(复方复方)现代研究的解决方案现代研究的解决方案 中药复方在ADMEADME各个环节(药物转运载体、药物代谢酶与有效组分发生的相互作用)存在着配伍关系,即中药功能组分可能促进有效组分体内吸收,改变其体内药动学行为,而发挥疗效。中药复方现
4、代制剂研究的解决方案中药复方现代制剂研究的解决方案现在中药新剂型的研究虽处于平台期,但已孕育着突破。口服用药是中医药治疗的主要手段。现代医药学研究证明,口服后药物无论产生药效或药理作用或表现出药动学行为都必须先经过胃肠道吸收,而吸收良好的中药制剂才能充分体现传统中药的治疗价值。因此,中药的吸收、分布、代谢和排泄研究(ADME)是中药现代剂型研究过程中不可回避的一个基本的和重要的科学问题。中药中药/复方组分复方组分 ADME研究研究 方中组分方中组分PK 组分组分 ADME特性特性 中药成分中药成分/组分组分 ADME特性与效应关系特性与效应关系 现代中药创新药物现代中药创新药物 现代中药处方与
5、剂型设计现代中药处方与剂型设计 现代化学、物理学、药学、生物学及分子生物学的理论和技术提供了可靠的支撑。运用多学科的交叉与融合的ADME系统,可以从整体动物、分整体动物、分子和细胞水平子和细胞水平获得合理客观的数据。中药药动学和药效学的相互作用中药药动学和药效学的相互作用 药代动力学药代动力学 药效动力学药效动力学拮抗拮抗累加累加协同协同中药中药ADMEADME药药物物的的体体内内过过程程药物代谢动力学药物代谢动力学13LiverGutFeces excretionPortal vein胆汁排泄肝肠循环肠肠循环Bile duct肠肠循环肠肠循环影响吸收的肠道因素影响吸收的肠道因素Enteric
6、 and Enterohepatic RecyclingWALL b b-glucosidaseGlucoside Aglycone Glucuronic Acid SulfateGlucoside Aglycone Conjugates LPHMESSENTARY BLOODLIVERHeart Portal VeinMRP Microflora MRP OATOATbile?MRPSGLT1 LUMENMicrofloraADMEADME技术技术国际药剂学界越来越重视研究药物的生物药剂学性质,强调设计口服给药系统时必须把握药物的吸收转运机制及随胃肠道而变的原则。胃肠吸收机制及吸收性质研究已
7、成为中药理论研究和中药创新制剂研究不可或缺的重要一环,是中药分离纯化、中药剂型或制剂手段选择的依据。研究方法研究方法1大鼠在体肠灌流模型大鼠在体肠灌流模型大鼠在体肠灌流模型大鼠在体肠灌流模型2Caco-2 Caco-2 Caco-2 Caco-2 细胞模型细胞模型细胞模型细胞模型3微粒体模型微粒体模型微粒体模型微粒体模型4肝脏体外模型肝脏体外模型Rat Intestinal Perfusion Model在体肠灌流模型简介在体肠灌流模型简介在体肠灌流模型保证了肠道神经以及内分泌输入的完好无损,同时也保证了血液及淋巴液的供应,提高了生物活性。已经建立了鼠肠原位灌流实验取得的药物肠道渗透率同人体研
8、究中口服给予药物溶液后吸收的药物量之间的关系。Flowratemaybechangedtoincreaseabsorption/metabolismduringsinglepassperfusion.D J I CPerfusionSolutionPerfusate0.1-0.4 ml/minHeated to 37oCControlFour-sitesimultaneousperfusionmodelofratintestinePerfusion PumpCaco-2 Caco-2 细胞模型简介细胞模型简介 Caco-2Caco-2细胞细胞(human colon(human colon a
9、denocarcinomaadenocarcinoma cell line)cell line)细胞系是一种人体结肠腺癌细胞细胞系是一种人体结肠腺癌细胞,始建于始建于19771977年年;Caco-2Caco-2细胞模型可作为研究小肠表皮细胞药物转运和代谢细胞模型可作为研究小肠表皮细胞药物转运和代谢的体外模型;的体外模型;Caco-2Caco-2细胞模型在国外被广泛用于新药的筛选及吸收机制细胞模型在国外被广泛用于新药的筛选及吸收机制的研究。的研究。20022002年被国际认定为动物实验替代方法年被国际认定为动物实验替代方法,已经被已经被FDAFDA批准;批准;结构和生化作用类似于小肠上皮细胞,
10、含有小肠结构和生化作用类似于小肠上皮细胞,含有小肠上皮细胞中的各种转运系统和代谢酶上皮细胞中的各种转运系统和代谢酶;Caco-2Caco-2细胞在传统的细胞培养条件下生长在聚碳细胞在传统的细胞培养条件下生长在聚碳酸酯膜上达到融合并自发分化为肠上皮细胞酸酯膜上达到融合并自发分化为肠上皮细胞,形形成连续的单层。成连续的单层。Caco-2 Cell Culture ModelAP Side(Lumen)BL Side(Serosal)ApicaltoBasolateralTransport:AbsorptiveTransportAtoBBasolateraltoApicalTransport:Sec
11、retoryTransportBtoAEffluxtobothsidesCaco-2细胞的模型完整性的检测Caco-2Caco-2单细胞层的完整性可测定以下几个单细胞层的完整性可测定以下几个指标:指标:用电子显微镜或光学倒置显微镜进行形态学检查;用电子显微镜或光学倒置显微镜进行形态学检查;在单细胞层培养的不同阶段在单细胞层培养的不同阶段,测定碱性磷酸酶的活性测定碱性磷酸酶的活性,该该 酶是小肠刷状缘细胞的标志性酶;酶是小肠刷状缘细胞的标志性酶;测量单细胞层的电阻测量单细胞层的电阻();标志物被动扩散的跨膜通量标志物被动扩散的跨膜通量;用辣根过氧化物酶测胞饮功能。用辣根过氧化物酶测胞饮功能。肝匀
12、浆肝匀浆 沉淀沉淀上清上清(S-9)沉淀沉淀(微粒体微粒体)上清上清15,000g,4,15min90,000g,4,60minRat Rat MicrosomesMicrosomes Model ModelPreparation of liver microsomes and hepatocytesHepatocytescaneitherbeplatedontocollagen-coatedplatesasprimaryculturesorusedinsuspensionforstudiesofmetabolism,cytotoxicityanddrugdruginteraction.例例1
13、 1:BiochaninBiochanin A A和和 FormononeitinFormononeitin 在肠循环中处置在肠循环中处置Red Clover提取物作为食品添加剂 用于治疗潮热症。Red Clover提取物含有许多与大豆相同的异黄酮类物质,主要苷元形式存在。异黄酮是主要的一类植物雌激素,具有抗衰老和抗荷尔蒙失调的作用,并有抗癌和骨质疏松症、治疗更年期综合症和心血管疾病等作用。异黄酮的生物利用度很低(一般小于5%),研究表明:肠内LPH酶能够快速地将苷水解,这类酶存在于小肠的顶端,我们曾比较过苷和苷元的吸收,发现苷同样会被有效的吸收。Formononetin Biochanin
14、ABiochanin A与Formononetin的吸收速度很快,但在小肠的不同部位这两种化合物的吸收量不同Red Clover的提取物中两种异黄酮的吸收很快并且与肠段呈相关性 Formononetin和和Biochanin A 相代谢产物向肠内和胆汁内的排出相代谢产物向肠内和胆汁内的排出Biochanin A和和Formononetin纯化合物的排泄纯化合物的排泄Red Clover相结合物相结合物在肠内和胆汁内的代谢物比较在肠内和胆汁内的代谢物比较Formononetin在胆汁中的代谢物的量高在胆汁中的代谢物的量高于肠腔排出的代谢物的量于肠腔排出的代谢物的量 BiochaninBiocha
15、nin A A排泄进入肠排泄进入肠内腔的结合物的量与进内腔的结合物的量与进入胆汁中的量无显著性入胆汁中的量无显著性差异差异肠的不同部位制备的肠微肠的不同部位制备的肠微粒体中两种化合物的葡萄粒体中两种化合物的葡萄苷酸化反应苷酸化反应FormononetinFormononetin和和BiochaninBiochanin A A的葡萄苷酸化的动力学的葡萄苷酸化的动力学 Formononetin和和Biochanin A的葡萄苷酸化在浓度范围的葡萄苷酸化在浓度范围0.62550M时,两种化合物的代谢在最高浓度(时,两种化合物的代谢在最高浓度(50M)被饱和。被饱和。不同浓度和时间下不同浓度和时间下肝
16、和空肠微粒体中肝和空肠微粒体中Red CloverRed Clover葡萄苷酸化葡萄苷酸化 Biochanin A在空肠微粒体的代谢被饱和,最高浓度(在空肠微粒体的代谢被饱和,最高浓度(50M),),Biochanin A在肝微粒体中的代谢也同样被饱和(在肝微粒体中的代谢也同样被饱和(50M)0.5h 0.5h 至至12h12h的大鼠肝微粒体代谢实验的大鼠肝微粒体代谢实验结果表明结果表明Biochanin A-M1的迅速形成,然后保持稳定;的迅速形成,然后保持稳定;Formononetin的代谢在的代谢在1h-8h内缓慢增长内缓慢增长 Biochanin A向向Genistein的转化的转化G
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