生物節(jié)律與新型藥物開發(fā)
時辰藥理學(xué)的研究結(jié)果提示,人體功能存在生物節(jié)律性,疾病和癥狀的發(fā)生在晝夜24h內(nèi)也非均勻分布,機體對藥物的處置和反應(yīng)也呈現(xiàn)一定的時間依賴性。因此,疾病的晝夜節(jié)律引起了治療藥物體內(nèi)藥動學(xué)和藥效學(xué)的節(jié)律性變化。所以,臨床用藥應(yīng)根據(jù)機體對藥物反應(yīng)的節(jié)律性等因素來決策最佳的給藥時間和劑量,以提高療效,減少毒性和藥物用量。因此,穩(wěn)定的血藥濃度并非理想的釋藥,也不能滿足臨床合理治療的需求,應(yīng)當(dāng)按照時辰藥理學(xué)原理和方法,選擇最佳時間釋放藥物,達到最佳療效和最小不良反應(yīng)的目的。開發(fā)根據(jù)疾病的晝夜節(jié)律特點釋放需要量的新劑型藥物,具有良好的臨床應(yīng)用價值和廣闊的發(fā)展前景。
1.脈沖給藥方法 在正常生理狀態(tài)下,下丘腦分泌的黃體生成素釋放激素(gonadotropin-releasinghormone)和促性腺激素釋放激素呈脈沖釋放,通過刺激垂體黃體生成素、卵泡刺激素合成并與之同步釋放,達到刺激卵泡發(fā)育及排卵的目的。在下丘腦功能失調(diào),黃體生成激素釋放激素、促性腺激素釋放激素缺乏時,可能導(dǎo)致下丘腦性閉經(jīng)、多囊卵巢綜合征、低性腺激素型性功能減退等疾病。目前可采用根據(jù)時辰藥理學(xué)和時辰治療學(xué)的原理設(shè)計的自動微量脈沖輸液泵的形式進行定時定量給藥,將黃體生成素釋放激素和促性腺激素釋放激素制成能夠模擬生理頻率和幅度以生理脈沖形式間隙注射,代替內(nèi)源性黃體生成激素釋放激素和促性腺激素釋放激素的脈沖性分泌。
2.脈沖控釋制劑 依據(jù)時辰藥理學(xué)和時辰藥動學(xué)原理設(shè)計的新型定時定量脈沖釋藥方式,符合人體晝夜節(jié)律的變化,是一種較為理想的藥物劑型設(shè)計。目前研究較多的主要是胰島素、平喘藥、心血管藥、H2受體阻滯藥、免疫調(diào)節(jié)藥、激素替代藥、癌癥化療藥及計劃生育藥等。
3.脈沖控釋片 德國拜耳公司開發(fā)了硝苯地平雙室型滲透泵片及美國Alza公司在此滲透泵系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)的鹽酸維拉帕米擇時釋放滲透泵片。滲透泵在體內(nèi)釋藥的速率通過半透膜上的釋藥孔徑控制,故不受胃腸道可變因素(如蠕動、pH、胃排空時間等)的影響。在這種滲透泵上包一層腸溶衣,并置入脈沖系統(tǒng),待腸衣溶解后,隨著這個由時間控制的推動部分的膨脹,在預(yù)定的延遲時間后,藥物開始自動、定時地脈沖釋放。
人體血壓變化具有明顯的晝夜節(jié)律性,高血壓患者也同樣具有這種節(jié)律性,導(dǎo)致心腦血管事件多出現(xiàn)于早晨。因此,最佳給藥時間為03:00左右。采用滲透泵激光孔栓塞技術(shù),在晚間臨睡前服藥,次日凌晨栓塞完全溶解,釋放出脈沖量藥物,從而有效地控制高血壓患者在清晨體內(nèi)兒茶酚胺水平提高的問題,符合疾病節(jié)律變化的需要。
4.定時脈沖塞膠囊 定時脈沖塞膠囊由水不溶性囊身和水溶性的囊帽組成,藥物及輔料由一水凝膠囊密封于囊身內(nèi),當(dāng)服用膠囊后,囊帽在胃液中溶解,水凝膠塞開始膨脹,在預(yù)先設(shè)定的時間內(nèi)這個膨脹的水凝膠塞便從囊身中脫出,膠囊中的藥物則釋放進入小腸或結(jié)腸。水凝膠塞與胃腸液接觸的表面積可以通過其自身的面積及在膠囊中的位置進行調(diào)節(jié),可以設(shè)計成1~12h不等的滯留時間。
5.血糖敏感給藥系統(tǒng) 糖尿病患者在使用胰島素控制血糖水平時,會引起低血糖。根據(jù)伴刀豆球蛋白A(concanavalin A,CoA)與具糖基結(jié)構(gòu)的物質(zhì)可逆結(jié)合的性質(zhì),將具有生理活性的糖基化胰島素(glycosylated insulin,G-胰島素)與CoA結(jié)合,并包封于2-聚甲基丙烯酸羥乙酯(2-poly-hydroxyethyl-methacrylate,2-P-HEMA)半透膜內(nèi),制成血管內(nèi)給藥制劑。當(dāng)血糖高出正常值時,血中葡萄糖進入半透膜內(nèi),將與CoA結(jié)合的G-胰島素置換出來,游離的G-胰島素通過半透膜進入血液,發(fā)揮降低血糖水平的作用;當(dāng)血糖水平降低時,這一取代反應(yīng)又被抑制,G-胰島素即停止釋放。
6.智能給藥系統(tǒng) 智能給藥系統(tǒng)(intelligent drug delivery system,IDDS)是在控釋給藥系統(tǒng)中加入智能高分子材料,可以感知疾病或外部條件變化產(chǎn)生的脈沖信號,并判斷信號的強弱、脈沖式釋放相應(yīng)量的藥物。目前,智能給藥系統(tǒng)主要用于抗癌藥物的靶位給藥,使用抗體、糖作為靶向基團與抗癌藥物化學(xué)連接并運送至靶部位,根據(jù)癌癥患者的時辰節(jié)律特征,通過外部施加物理刺激,使熱敏聚合物膠囊中的抗癌藥物脈沖式釋放,從而提高抗癌作用。脈沖式給藥能夠與體內(nèi)激素、肽類的釋放相平衡,減少了機體產(chǎn)生的耐藥性。
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