BCS在药物制剂设计和研究中的作用和意义

BCS在药物制剂设计和研究中的作用和意义

[摘要] 近年来生物药剂学分类系统成为新药研究和开发中强有力的工具之一，提高对生物药剂学分类系统的认识有助于我们探讨口服药物溶解度、溶出度与生物利用度的关系，从而设计合理的药物制剂。通过文献分析，结合生物药剂学分类系统总结各类药物的吸收限制因素及相关解决方法，为药物开发工作提供指导。

[关键词]生物药剂学分类系统；溶解性；渗透性

BCS是生物药剂学分类系统的简称，是根据药物体外溶解性和肠道渗透性的高低，对药物进行分类的一种科学方法，其将药物分为四类：I类为高溶解性/高渗透性、II低溶解性/高渗透性、III高溶解性/低渗透性、IV低溶解性/低渗透性【1】。

口服药物在体内的过程和药效是由药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄特性决定的，首先必须吸收才有可能发挥药理作用，所以在制剂设计的时候必须考察药物的性质从而设计出合理的药物制剂。而BCS分类对制剂的设计和研究有很好的指导作用。

从分类中可以看出I类药物的溶解度和渗透率均较大，药物的吸收通常很好，

只要处方中没有显著影响药物吸收的辅料，通常无生物利用度问题，易于制成口服制剂，通常选择普通的片剂或者胶囊剂即可。但是I类药物在研究中所占的比例很少，因此BCS在这类药物中的应用很局限。

对于II类药物溶出是其在体内吸收的限速步骤，因此，为提高药物的生物利用度，经常需增加药物的剂量，使血药浓度达到有效治疗浓度，但是剂量递增可能会导致药物在胃肠道中产生毒性反应，造成不良的后果，从而使得患者的顺应性下降。在药物的研发过程中，载药量高的药物的处方设计通常都比较困难，增加药物载药量，可能会导致药品粉体流动性差，在制粒和压片过程中增加黏附的概率，而且药量过大压出的片体积也相应增大，患者吞服困难。此外，药品生产成本也会增加，因为在药品的生产过程中需要消耗更多的活性药物成分【2】。所以更好的提高生物利用度的方法是在设计是加快药物的溶出。影响这类药物吸收

的理化因素有药物的溶解度、晶型、溶媒化物、粒子大小等。此外，由于药物具有疏水性，药物透过黏膜表面的不流动水层较困难，从而延缓药物在绒毛间的扩散，影响药物的的跨膜转运。通常可以采取下列方法提高II类药物的生物利用度：（1）制成可溶性盐类（2）选择合适的晶型和溶媒化物（3）晶型修饰（4）加入适量的表面活性剂（4）用亲水性高分子材料制成包合物（5）利用减小粒径、固体分散技术、自微乳化技术纳米技术等增加药物的表面积（6）增加药物在胃肠道内的滞留时间【3】。

III类药物由于水溶性较好，剂型可以选择普通的片剂或者胶囊剂。III类药

物的制剂设计重点需要考虑的是渗透性即药物跨膜转运问题。影响这类药物的跨膜主要有分子量、极性、载体转运等。想要提高这类药物的吸收，可以采用下列方法：（1）加入透膜吸收促进剂（2）制成前体药物，改善药物的脂溶性，增大跨膜性能（3）制成微粒给药系统增加药物的透膜性或淋巴转运量以减少首过效应（4）增加药物在胃肠道的滞留时间以增加透膜时间（5）抑制药物肠壁代谢及外排转运等【4】。

对于IV类药物，由于其溶解性和渗透性均较低，药物的溶出和吸收都可能

是药物吸收的限速过程，这类药物口服吸收较差，最好可以采用非口服途径以提高生物利用度。但改善药物溶出和透膜也可以提高口服吸收，方法可以参照II、III类药物。

BCS还可以应用于其他方面如新药研究生物豁免原则、体内外相关性预测、

预测食物和药物的相互作用等。BCS通过反映吸收过程机制的试验确保药物的生物等效性，如果两个含相同活性成分的药物在胃肠道不同区域具有相似的药物浓度-时间曲线，则产品具有相似的吸收速度和程度，即二者具有生物等效性。因此，可以用体外溶出试验代替人体体内试验，这就是基于BCS科学原理对某些药物实施生物等效性豁免管理原则【5】。体内外相关性预测与基于BCS的生物豁免相似，建立和评价体内外相关性的主要目的是依据体外数据预测体内药代参数，并有可能通过检测不同制剂的体外特性研究来代替体内生物等效性试验【6】。BCS还可以预测食物与药物的相互作用，食物对药物的吸收影响非常复杂，食物对I类药物的生物利用度无影响但可是到达峰浓度的时间延迟；可较大增加II类药物的生物利用度，对到达峰浓度的时间影响不定；使IIII类药物的生物利用

度减少或者无影响，到达峰浓度的时间延迟；对IV类药物的生物利用度和到达峰浓度的时间都影响不定。据此可以确定最佳给药时间以增加药物的生物利用度，增加药效。

参考文献

【1】 【5】 【6】 刘建平. 生物药剂学与药物动力学. 第四版. 北京：人民卫生出版社，2011:47-59 【2】

叶雯，王永禄，李学明.生物药剂学分类系统在难溶性药物处方设计

中的应用.中国医院药学杂志，2013，13:568-570 【3】 【4】

斯陆勤，黄建耿，李高.生物药剂学分类系统及其应用（下）.

中国药师，2008,11:163-165

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