药物制剂的研究开发现状及展望
一、新制剂品种的开发
除片剂和胶囊等常用剂型外，从多种剂型、多种用药新途径和新方法考虑开发制剂以提高药效，减低副作用，改善病人用药顺应性，是开发新制剂的一个重要方面。如将雌二醇、黄体酮、甲地孕酮等开发成软胶囊，将硫酸沙丁胺醇等药物开发成鼻腔给药制剂、雾化吸入剂等，将阿昔洛韦和环孢素分别制备成缓释制剂和微乳制剂等。
儿童及老人用制剂如滴剂和栓剂，五官科用制剂如牙线、毫微粒、口胶剂、眼胶剂以及速溶、速效制剂等都是具有治疗或技术特色的制剂。除分散片外，还有多种剂型可达到速溶和速效。如含水溶性药物的软胶囊和滴剂，可溶性包合物制剂，固体分散物制剂，可溶性片等。
研究复方制剂也是国外制剂行业的重要方向。大量的OTC药物是复方制剂。与普通制剂开发相比较，国内的复方制剂较少，对开发复方制剂应有充分的临床用药依据和药效学依据，对开发治疗危重疾病的复方制剂应充分调研。开发原则是应有协同作用，减少副作用。
二、口服缓释及控释制剂的发展
缓控释制剂不断增加，对其技术及质量的要求也不断提高。国外对这类制剂发展提出了更高要求，即从仅要求平稳血药浓度发展到以提高病人在疾病状态下的药效为目标。开发这类产品应解决三个关键的问题：①该制剂能否提高治疗值？即该制剂能否有治疗需要的释药速度、释药时间及部位或靶位？②该制剂如何达到以上要求？即对上述释药特征是否优化？是否经药效学和药理学实验取得了药动学与药效学的相关，特别是在疾病状态下的相关？③该制剂选择的剂型和技术是否对以上特征最适合？是否包括了对经济学、方便用药和制定剂量方案等方面的综合考虑。按此标准，仅有很少缓控释制剂符合要求。
但从现有开发角度，缓控释品种大大增加。许多作用强的药物、半衰期很短或很长的药物、抗生素药物、成瘾性药物均制成缓释制剂以适应特殊医疗应用。发展1天1次给药的缓释及控释品种、复方缓释及控释制剂、液体缓释及控释制剂是今后的重要趋势。
三、注射给药剂型
1、注射用微球 发展注射用微球的主要目的是为了达到缓释、长效。1986年法国Ipsen上市肌注曲普瑞林-聚丙交酯-乙交酯微球；此后又陆续生产了醋酸亮丙瑞林、布舍端林和米特瑞林肌注微球。正在研究的其它微球制剂有皮下注射的生长激素释放因子(GRF)毫微球、羧基喜树碱聚氰基丙烯酸正丁酯毫微粒、睾丸酮微球等。
2、静脉注射用脂质体 各种抗癌药物等的脂质体均有研究，上市的有阿霉素、两性霉素、柔红霉素等。采用挤出冻干设备生产以及采用空白脂质体包合是发展脂质体的重要工艺改进。有报道将各种细胞因子如IFN-γ、IL-1、TNF-α等包埋于脂质体中，静脉注射达缓释效果，改变体内的分布特性，更易进入细胞发挥作用、提高受体敏感性，提高细胞毒活性。值得一提的则是脂质体用作基因治疗的载体。脂质体可携带各种基因片段，保护基因不被核酸酶降解，并且脂质与细胞膜融合将目的基因导入细胞。脂质体介导的基因转移方法被美国癌症协会批准为应用于临床基因治疗的第一方案。
3、疫苗控释制剂 一次接种疫苗以达到完全免疫、提高接种类、减低接种费用是世界卫生组织疫苗发展规划的主要目标之一。目前进行的研究的疫苗控释制剂主要是微球或其它微粒制剂，通过材料的选择和包埋程度。可控制疫苗释放速度，如速释及恒释，脉冲释放等。研究的疫苗包括类毒素疫苗、病毒疫苗、核酸疫苗及人工合成疫苗等。
4、脂肪乳剂 近年来已臻成熟的乳剂生产工艺和乳剂辅料为含药脂肪乳的开发生产创造了条件。如依托米酯、异丙酚、棕榈酸地塞米松脂质乳剂、氟比洛芬乙氧基α-乙酯脂质乳剂、前列腺素E1脂质乳等。
四、鼻腔与肺部吸入给药系统
研究的剂型包括溶液和粉末或微球；一般均采用喷雾给药以深入鼻腔；粉末或微球的滞留时间长，吸收好，药物含量高，给药体积小，有利于药物稳定；采用吸收促进剂和酶抑制剂等可提高药物鼻腔吸收延长滞留时间。一种鼻腔给药的流感疫苗FluMist由活疫苗组成，较灭活病毒制品产生的作用强，保护作用持久，已在美国进行3期临床研究，研究的其它品种如维生素B12，神经生长因子、沙丁胺醇等。
肺部吸入系统一般首选为小剂量的粉雾剂系统，干粉吸入避免了溶液剂中药物的降解，微粉化技术保证了药物不在气管或支气管滞留，顺利进入肺部组织。胰岛素吸入治疗是多家制药公司开发的热点。吸入治疗公司和辉瑞公司合作开发的胰岛素的肺部吸入剂已完成Ⅱ期临床，结果表明吸入本品与口服二甲双胍或磺脲类药物合用可改善仅口服后者对Ⅱ期糖尿病患者的血糖控制。
五、口服多肽与蛋白质给药系统
1、肠溶衣制剂 对胰岛素胶囊或微丸采用肠材料丙烯酸树脂包衣可减少胃酸和部分酶的破坏，达到定位释放，在pH7.5-8.0释放药物。
2、微球和毫微球 将胰岛素制备成小于2um的生物降解或不降解材料的微球，既能减少药物的破坏，也可能通过空肠绒毛尖端细胞脱落后形成的间隙或Payer's结吸收，也可以缓慢释放药物，降低血糖以及肝糖原的积累。大小在250-300nm的聚异丁基腈基丙烯酸微球可在30-60min内穿透肠粘膜，其途径包括细胞间隙途径和Payer's结的M细胞。
3、微乳、复乳和脂质体 狗十二指肠给予15IU/kg的W/O型胰岛素微乳，测定其上腔静脉及下腔静脉的血药浓度，表明微乳口服吸收的主要途径为淋巴途径。胰岛素口服复乳给予糖尿病模型小鼠灌胃给药后具有肯定的降血糖作用。用脂质体作为口服蛋白质和多肽药物的载体至今仍在研究，包括胰岛素、葡萄糖氧化酶、凝血因子VⅢ、各种细胞因子类药物等。有报道糖尿病大鼠口服胰岛素脂质体后的显著降糖作用。
4、利用口腔粘膜吸收胰岛素、干扰素等，吸收迅速进入口腔粘膜下颌静脉而不是入血循环，避免了肝脏代谢。据认为，这类粘膜吸收制剂的吸收程度与制剂因素有很大关系。
5、促渗剂和酶抑剂的应用 如表面活性剂、脂肪酸或胆盐，增加粘液层和上皮细胞层的通透性，扩大细胞间隙。最常用的口服吸收促进剂是胆盐和脂肪酸，一种颇有前途的促渗剂是由特殊细菌产生的蛋白毒素，Zonula occludens toxin(ZOT)，ZOT仅对小肠和十二指肠的受体有效而不作用于直肠和结肠。因此其细胞内通道作用安全、可逆、具时间和剂量的依赖性、限定于某些部位。应用蛋白酶抑制剂可阴止胃肠消化酶对胰岛素等的破坏。常用的酶抑制剂有甘胆酸钠、抑肽酶、杆菌肽、大豆胰酶抑制剂等。
六、21世纪药物制剂的发展趋势
1、药物化学对药剂学的挑战 构效关系、组合化学、生物学及细胞生物学的发展使化学药物设计更合理、目的性更明确、成功率更高。过去存在的、大量的需要药剂学家解决的问题，如吸收、溶解度、靶向等在药物形成阶段即已完成。
2、制剂处方及工艺设计程序化、标准化 随着辅料的标准化和制药设备的计算机化，制剂处方及工艺实现人工智能系统控制，大部分剂型和制剂实现程序设计，计算机操作员即可完成原来需由药剂学家解决的问题。
3、药物传输系统设计理论和技术 新型口服缓释及控释系统的设计、靶向给药系统的靶点寻找和定位、无损伤性的其它途径给药系统的设计及方法学研究。
4、生物技术的发展对药剂学的挑战 随着生物技术的迅速发展；生物大分子药物品种迅速增加，对非注射给药剂型的要求增加，尤其是安全的、无损伤性的口服给药途径和经皮给药途径剂型的研究是发展的重要方向。
5、基因治疗载体系统 基因治疗利用基因转移技术将外源重组基因或核酸导入人体靶细胞内，以纠正基因缺陷或其表达异常。灭活病毒、脂质体和其它微粒是常用载体系统，该传输系统的设计是实现基因有效转移并顺利发达的重要一环。
6、生物芯片成为药物制剂的重要组件 生物芯片(biological chip)是生物医学领域的革命性突破，生物芯片的规范化、精确化和实用化已成现实并将广泛应用于生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域。生物芯片的出现将加速基因疗法的发展，大大提高人类基因的破译速度。生物芯片、电脑芯片和微传输系统的完美结合，将实现生物传感、信息控制和反馈、药物传输的一体化。
7、中药剂型现代化的问题 中药剂型现代化取决于中药复方的体内外物质基础和药效学基础与中药理论的有机结合。
除片剂和胶囊等常用剂型外，从多种剂型、多种用药新途径和新方法考虑开发制剂以提高药效，减低副作用，改善病人用药顺应性，是开发新制剂的一个重要方面。如将雌二醇、黄体酮、甲地孕酮等开发成软胶囊，将硫酸沙丁胺醇等药物开发成鼻腔给药制剂、雾化吸入剂等，将阿昔洛韦和环孢素分别制备成缓释制剂和微乳制剂等。
儿童及老人用制剂如滴剂和栓剂，五官科用制剂如牙线、毫微粒、口胶剂、眼胶剂以及速溶、速效制剂等都是具有治疗或技术特色的制剂。除分散片外，还有多种剂型可达到速溶和速效。如含水溶性药物的软胶囊和滴剂，可溶性包合物制剂，固体分散物制剂，可溶性片等。
研究复方制剂也是国外制剂行业的重要方向。大量的OTC药物是复方制剂。与普通制剂开发相比较，国内的复方制剂较少，对开发复方制剂应有充分的临床用药依据和药效学依据，对开发治疗危重疾病的复方制剂应充分调研。开发原则是应有协同作用，减少副作用。
二、口服缓释及控释制剂的发展
缓控释制剂不断增加，对其技术及质量的要求也不断提高。国外对这类制剂发展提出了更高要求，即从仅要求平稳血药浓度发展到以提高病人在疾病状态下的药效为目标。开发这类产品应解决三个关键的问题：①该制剂能否提高治疗值？即该制剂能否有治疗需要的释药速度、释药时间及部位或靶位？②该制剂如何达到以上要求？即对上述释药特征是否优化？是否经药效学和药理学实验取得了药动学与药效学的相关，特别是在疾病状态下的相关？③该制剂选择的剂型和技术是否对以上特征最适合？是否包括了对经济学、方便用药和制定剂量方案等方面的综合考虑。按此标准，仅有很少缓控释制剂符合要求。
但从现有开发角度，缓控释品种大大增加。许多作用强的药物、半衰期很短或很长的药物、抗生素药物、成瘾性药物均制成缓释制剂以适应特殊医疗应用。发展1天1次给药的缓释及控释品种、复方缓释及控释制剂、液体缓释及控释制剂是今后的重要趋势。
三、注射给药剂型
1、注射用微球 发展注射用微球的主要目的是为了达到缓释、长效。1986年法国Ipsen上市肌注曲普瑞林-聚丙交酯-乙交酯微球；此后又陆续生产了醋酸亮丙瑞林、布舍端林和米特瑞林肌注微球。正在研究的其它微球制剂有皮下注射的生长激素释放因子(GRF)毫微球、羧基喜树碱聚氰基丙烯酸正丁酯毫微粒、睾丸酮微球等。
2、静脉注射用脂质体 各种抗癌药物等的脂质体均有研究，上市的有阿霉素、两性霉素、柔红霉素等。采用挤出冻干设备生产以及采用空白脂质体包合是发展脂质体的重要工艺改进。有报道将各种细胞因子如IFN-γ、IL-1、TNF-α等包埋于脂质体中，静脉注射达缓释效果，改变体内的分布特性，更易进入细胞发挥作用、提高受体敏感性，提高细胞毒活性。值得一提的则是脂质体用作基因治疗的载体。脂质体可携带各种基因片段，保护基因不被核酸酶降解，并且脂质与细胞膜融合将目的基因导入细胞。脂质体介导的基因转移方法被美国癌症协会批准为应用于临床基因治疗的第一方案。
3、疫苗控释制剂 一次接种疫苗以达到完全免疫、提高接种类、减低接种费用是世界卫生组织疫苗发展规划的主要目标之一。目前进行的研究的疫苗控释制剂主要是微球或其它微粒制剂，通过材料的选择和包埋程度。可控制疫苗释放速度，如速释及恒释，脉冲释放等。研究的疫苗包括类毒素疫苗、病毒疫苗、核酸疫苗及人工合成疫苗等。
4、脂肪乳剂 近年来已臻成熟的乳剂生产工艺和乳剂辅料为含药脂肪乳的开发生产创造了条件。如依托米酯、异丙酚、棕榈酸地塞米松脂质乳剂、氟比洛芬乙氧基α-乙酯脂质乳剂、前列腺素E1脂质乳等。
四、鼻腔与肺部吸入给药系统
研究的剂型包括溶液和粉末或微球；一般均采用喷雾给药以深入鼻腔；粉末或微球的滞留时间长，吸收好，药物含量高，给药体积小，有利于药物稳定；采用吸收促进剂和酶抑制剂等可提高药物鼻腔吸收延长滞留时间。一种鼻腔给药的流感疫苗FluMist由活疫苗组成，较灭活病毒制品产生的作用强，保护作用持久，已在美国进行3期临床研究，研究的其它品种如维生素B12，神经生长因子、沙丁胺醇等。
肺部吸入系统一般首选为小剂量的粉雾剂系统，干粉吸入避免了溶液剂中药物的降解，微粉化技术保证了药物不在气管或支气管滞留，顺利进入肺部组织。胰岛素吸入治疗是多家制药公司开发的热点。吸入治疗公司和辉瑞公司合作开发的胰岛素的肺部吸入剂已完成Ⅱ期临床，结果表明吸入本品与口服二甲双胍或磺脲类药物合用可改善仅口服后者对Ⅱ期糖尿病患者的血糖控制。
五、口服多肽与蛋白质给药系统
1、肠溶衣制剂 对胰岛素胶囊或微丸采用肠材料丙烯酸树脂包衣可减少胃酸和部分酶的破坏，达到定位释放，在pH7.5-8.0释放药物。
2、微球和毫微球 将胰岛素制备成小于2um的生物降解或不降解材料的微球，既能减少药物的破坏，也可能通过空肠绒毛尖端细胞脱落后形成的间隙或Payer's结吸收，也可以缓慢释放药物，降低血糖以及肝糖原的积累。大小在250-300nm的聚异丁基腈基丙烯酸微球可在30-60min内穿透肠粘膜，其途径包括细胞间隙途径和Payer's结的M细胞。
3、微乳、复乳和脂质体 狗十二指肠给予15IU/kg的W/O型胰岛素微乳，测定其上腔静脉及下腔静脉的血药浓度，表明微乳口服吸收的主要途径为淋巴途径。胰岛素口服复乳给予糖尿病模型小鼠灌胃给药后具有肯定的降血糖作用。用脂质体作为口服蛋白质和多肽药物的载体至今仍在研究，包括胰岛素、葡萄糖氧化酶、凝血因子VⅢ、各种细胞因子类药物等。有报道糖尿病大鼠口服胰岛素脂质体后的显著降糖作用。
4、利用口腔粘膜吸收胰岛素、干扰素等，吸收迅速进入口腔粘膜下颌静脉而不是入血循环，避免了肝脏代谢。据认为，这类粘膜吸收制剂的吸收程度与制剂因素有很大关系。
5、促渗剂和酶抑剂的应用 如表面活性剂、脂肪酸或胆盐，增加粘液层和上皮细胞层的通透性，扩大细胞间隙。最常用的口服吸收促进剂是胆盐和脂肪酸，一种颇有前途的促渗剂是由特殊细菌产生的蛋白毒素，Zonula occludens toxin(ZOT)，ZOT仅对小肠和十二指肠的受体有效而不作用于直肠和结肠。因此其细胞内通道作用安全、可逆、具时间和剂量的依赖性、限定于某些部位。应用蛋白酶抑制剂可阴止胃肠消化酶对胰岛素等的破坏。常用的酶抑制剂有甘胆酸钠、抑肽酶、杆菌肽、大豆胰酶抑制剂等。
六、21世纪药物制剂的发展趋势
1、药物化学对药剂学的挑战 构效关系、组合化学、生物学及细胞生物学的发展使化学药物设计更合理、目的性更明确、成功率更高。过去存在的、大量的需要药剂学家解决的问题，如吸收、溶解度、靶向等在药物形成阶段即已完成。
2、制剂处方及工艺设计程序化、标准化 随着辅料的标准化和制药设备的计算机化，制剂处方及工艺实现人工智能系统控制，大部分剂型和制剂实现程序设计，计算机操作员即可完成原来需由药剂学家解决的问题。
3、药物传输系统设计理论和技术 新型口服缓释及控释系统的设计、靶向给药系统的靶点寻找和定位、无损伤性的其它途径给药系统的设计及方法学研究。
4、生物技术的发展对药剂学的挑战 随着生物技术的迅速发展；生物大分子药物品种迅速增加，对非注射给药剂型的要求增加，尤其是安全的、无损伤性的口服给药途径和经皮给药途径剂型的研究是发展的重要方向。
5、基因治疗载体系统 基因治疗利用基因转移技术将外源重组基因或核酸导入人体靶细胞内，以纠正基因缺陷或其表达异常。灭活病毒、脂质体和其它微粒是常用载体系统，该传输系统的设计是实现基因有效转移并顺利发达的重要一环。
6、生物芯片成为药物制剂的重要组件 生物芯片(biological chip)是生物医学领域的革命性突破，生物芯片的规范化、精确化和实用化已成现实并将广泛应用于生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域。生物芯片的出现将加速基因疗法的发展，大大提高人类基因的破译速度。生物芯片、电脑芯片和微传输系统的完美结合，将实现生物传感、信息控制和反馈、药物传输的一体化。
7、中药剂型现代化的问题 中药剂型现代化取决于中药复方的体内外物质基础和药效学基础与中药理论的有机结合。