生物药剂学分类及其应用(上、下)
生物药剂学分类系统49页PPT文档
在研项目药物的BCS分类
例1：盐酸****
Solubility：
水：
5.59×10-05 mg/ml ，Dv=536672.6 ml
pH 3~5: 1.6 mg/ml ，
Dv=18.75 ml
pH 1: 0.1 mg/P： 5.57
Bioavailability: 25%
Dn在剂型策略选择中的应用
●地高辛 ●灰黄霉素
生物药剂学分类系统的应用
药品管理机构中的应用 药品开发领域的应用
药品管理机构中的应用
生物学实验豁免
1. 速释型口服固体制剂（按USP溶出方法在0.1mol/L HCl、pH4.5和6.8缓冲液中，30min释放大于85%）
2. 制剂中主药在pH1~7.5范围内具有高溶解性 （D:S<250ml）
D： 扩散系数 r： 初始药物粒子半径 Cs： 药物的溶解度 Tsi： 药物在肠道中滞留时间 Tdiss：药物溶出时间
BCS与上述三个参数的关系
Class Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Do Low Low/High Low Low/High
Dn High Low High Low
An High High Low Low
乙腈和乙醇 Bioavailability: 80% (rat)
113% (monkey) BCS Class 2
BCS的相关参数
BCS可用三个参数来描述药物吸收特征。
吸收数（absorption number, An） 剂量数（dose number, Do） 溶出数（dissolution number, Dn）
主要内容
BCS相关概念介绍 BCS应用范围 BCS决策树及应用实例
BCS概念的提出
生物药剂学分类系统
FDA对BCS分类加速仿制药研发的建 议
Class
Solubility
Permeability
Biopharm Risk
FDA Requirement
Ⅰ
High
Ⅱ
Low
Ⅲ
High
High High Low
Low Risk In-vitro data
如何定义高渗透性
人体肠道灌流试验
原位动物模型
Caco-2 细胞渗透性试验
高于美托洛尔
人体药物动力学试验
绝对生物利用度>85% （若存在肝脏首过效应，尿中回收药量>85%) 通常，可以通过油水分配系数来大概估计药物的渗透性 （log P>1.72为高渗透性药物），但忽略了主动转运和主 动外排的过程。
Moderate IVIVC Risk Correlation
High Risk Human Data
Ⅳ
Low
Low High Risk Human Data
剂型的选择
Ⅰ型药物 溶解度和渗透性均较大，当该类药物在
0.1 mol/L盐酸中在15 min内溶出达85%以 上，可认为该种类品种无生物利用度问题
Ⅲ&Ⅳ型
Ⅲ型 存在主动转运和特殊载体转运过程，较
难预测。 Ⅳ型
溶解度和渗透性均较低，体内影响药物 吸收因素更加复杂，一般不能预测。
BCS决策树及应用实例 (Wyeth Legacy, Pfizer)
BCS Class 1药物处方决策树
BCS Ⅰ
DV(Dose Volume)=Dose/Solubility
Ⅲ型药物
生物药剂学
生物药剂学：是研究药物及其制剂在体内的吸收、分布、代谢与排泄过程，阐明药物的剂型因素，机体生物因素和药物疗效之间相互关系的科学。
生物药剂学分类系统：根据药物的溶解度和膜渗透性，将药物分成溶解度大渗透性好、溶解度小渗透性好、溶解度大渗透性差和溶解度小渗透性差四类。
The rule of five（五规则）这些参数为：分子量大于500；氢键给体数大于5个；氢键受体数大于10；计算得到的logP值大于5.0。
药物的吸收：指药物从给药部位进入体循环的过程。
药物的分布：药物从给药部位吸收进入血液后，由循环系统运送至体内各脏器、组织、体液和细胞，这种药物在血液和组织之间的转运过程，称为～～。
表观分布容积：假设在药物充分分布的前提下，体内全部药物按血中同样浓度溶解时所需的体液总体积。
用来描述药物在体内分布状况的重要参数，是将全血或血浆中的药物浓度与体内药量联系起来的比例常数，也是药物动力学的一个重要参数。
血脑屏障：主要由脑毛细血管的内皮细胞通过紧密连接形成，细胞间隙极少，形成了连续性无膜孔的毛细血管壁。
毛细血管基膜外被一层神经胶质细胞包围，神经胶质细胞富有髓磷脂（脑磷脂），其主要成分是脂质。
所谓的EPR效应：在一些病理情况下，机体血管通透性发生改变，会明显影响微粒系统的分布。
如肿瘤组织由于快速生长的需求，血管生成很快，导致新生血管外膜细胞缺乏、基底膜变形，因而纳米微粒能穿透肿瘤的毛细血管的鈥湻煜垛澖胫琢鲎橹琢鲎橹牧馨拖低郴亓鞑煌晟疲斐闪Ｗ釉谥琢霾课恍罨饩褪恰殖圃銮可负椭土粜вΑ药物代谢：药物被机体吸收后，在体内各种酶以及体液环境作用下，可发生一系列化学反应，导致药物化学结构上的转变，这就是～～。
排泄：指体内药物或其代谢物排出体外的过程，它与生物转化统称药物消除。
血浆清除率：指肾脏在单位时间内能将多少容量血浆中所含的某物质完全清除出去，这个被完全清楚了某物质的血浆容积就称为该物质的～～。
肠肝循环：指在胆汁中排出的药物或代谢物，在小肠中转运期间重新吸收而返回门静脉，并经肝脏重新进入全身循环，然后再分泌，直至最终从尿中排出的现象。
生物药剂学分类系统及其应用_李高
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,
Do ) 和 溶 出 数 ( d i
,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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,
D ) n
F
.
对 这 三个数 进 行 综合 分 析
,
可判断 药物被 吸收 的可 能性
也 可 计 算 出 药物 的吸 收 分 数
。
值
这对药 物 在 生物 药 剂 学分 类系 统 中 的类 别 划分有 重 要 指 导 意 义
。
,
如果
D。
较大 部 分粒 子 可 能依 然 存在 于 小肠 中而未被 吸 收 当然 还 与 n A 值 的大
, ,
,
小 有关
。
从 上 式可 知
随着 o D 减小
。
,
F
值增 大
,
但 药物 并 不一 定 能达 到 最 大吸 收
,
这是因
为吸 收数 n A 也会 限 制 药 物 的 吸 收
3
.
溶 出数 (n D ) 用 下 式 表示
:
,
是 药物 溶解 性 能
的函 数
可 用 下式 计 算
D。
=
丘 望 C
s
,
。
.
l ) 式中 M 为药物 的剂 量 v o 为溶解 药物所 需 的 体液 体积 通 常设为 胃的初 始容量 ( 2 5 0 m
Cs
.
为药物 的溶解 度
.
由上 式 可 知
。
,
5 伽 l 体液 中形 成 的 浓度 剂量数等 于 一 定剂 量 的药 物在 2
:
溶 出数 是 反映 药 物 从制 剂 中释 放速 度的 函 数
生物药学知识点总结高中
生物药学知识点总结高中生物药学是一门综合性学科，涉及生物科学、医学、化学等多个学科的知识。
它主要研究生物药品的开发、生产、质量控制、临床应用等方面的内容。
生物药品是通过生物技术制备的药物，具有较高的药效和较少的毒副作用，被认为是21世纪药物研究的重要方向之一。
本文将从生物药物的分类、生物药物的开发与生产、生物药物的质量控制、生物药物的临床应用等四个方面进行知识点总结。
生物药物的分类生物药物主要包括蛋白质药物、多肽类药物和基因药物三大类。
其中，蛋白质药物是指由大分子蛋白质构成的药物，例如重组人胰岛素、重组人干扰素等；多肽类药物是指由较小的多肽分子构成的药物，例如利拉鲁肽，卡拉塔肽等；基因药物是指通过基因工程技术制备的药物，例如基因治疗药物、RNAi药物等。
生物药物的开发与生产生物药物的开发与生产是一个复杂的过程，包括基因克隆、表达、纯化、制剂和质量控制等多个环节。
在基因克隆阶段，需要首先获取目标基因的DNA序列，然后将其插入到表达载体中，构建重组表达载体；在表达阶段，将重组表达载体导入到宿主细胞中，通过转染、转化等技术使宿主细胞表达目标蛋白；在纯化阶段，通过离心、超滤、色谱等技术将目标蛋白从宿主细胞中提取出来；在制剂阶段，将提取的目标蛋白进行稳定性改良、配制成适合注射、口服等途径的药物制剂；在质量控制阶段，需要对生产的生物药品进行严格的质量控制，包括对原料、中间品、成品的检验，以确保生物药品的质量和安全性。
生物药物的质量控制生物药品的质量控制是保证生物药品质量和安全性的重要保障。
生物药物的质量控制包括生产过程的质量控制和成品的质量控制两个方面。
生产过程的质量控制主要包括对原料、中间品、成品的检验、测试和记录，以及生产设备、生产环境等的监测和管理。
成品的质量控制主要包括对生物药品的理化性质、生物学性质、活性、纯度、杂质等方面的检验和测试。
此外，还需要对生物药品进行临床药理、毒理等各方面的评价，以确保生物药品的质量和安全性。
生物药剂学分类系统和基于药物体内分布的生物药剂学分类系统
BCD与BDDCS简介通过查阅相关文献和资料，了解到生物药剂学分类系统和基于药物体内分布的生物药剂学分类系统是近二十年新兴的药物分类系统，它们还未被相关学科的科学家和相关机构完全认可。
不过，目前FDA、EMA已经WHO已经根据这两种分类系统的内容颁发了一些指导原则，还有许多科学家在积极推进这两种分类系统的发展和应用。
由于文献研读的时间较有限，下面就从四个方面简单描述一下自己的研读收获。
一、生物药剂学分类系统简介生物药剂学分类系统（Biopharmaceutics Classification System，BCS）是一个根据药物在水中的溶解度和肠壁渗透能力对药物进行科学分类的标准。
1995年，BCS的概念首次被提出。
BCS概念的提出最初是基于对药品上市后的变更以及放大给予免除生物等效性研究的考虑，即在考证变更前后产品以及放大前后的产品是否保持生物等效时，不再采用耗时耗资源的体内研究来进行验证，而是采用体外溶出度的测定方法。
2000年，美国FDA 颁布《基于生物药剂学分类系统对口服速释固体制剂免除生物利用度和生物等效性的工业指导原则》，标志着基于BCS分类体系免除生物等效研究的应用正式扩展至口服仿制药的申请，不过主要是局限在口服速释固体制剂。
BCS将药物分为四类，分类如下：第一类，高溶解度—高渗透性药物，如维拉帕米(verapamil)、美托洛尔(metoprolol)；第二类，低溶解度—高渗透性药物，如环孢素(ciclosporin)、苯妥英(phenytoin)；第三类，高溶解度—低渗透性药物，如阿昔洛韦(acyclovir)，西咪替丁(cimetidine)；第四类，低溶解度—低渗透性药物，如呋塞米(furosemide)、氯噻嗪(chlorothiazide)。
BCS界定高溶解度的标准是：在37℃，pH 1.0 ~ 7.5范围内，药物的最高使用剂量可以完全溶解于250 mL或更少的水溶性介质中，即为高溶解度；界定高渗透性的标准是：明确药物在胃肠道内保持稳定的情况下，有90%以上的药物可以被吸收，即为高渗透性。
生物药剂学分类系统ppt课件
Ⅳ型药物 溶解度、渗透性均较低，通常考虑采用
静脉给药。
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剂型选择的策略 Ⅰ型：按照药物性质进行设计 Ⅱ型：着重改善剂型 Ⅲ型：考虑制备成前药 Ⅳ型：寻找新化学实体或其他化合物，若该
类药物治疗窗窄，较难仿制
33
BCS指导处方选择
Class Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Solutbility Permeability
Solubility：不溶于水 Log P：无相应数据；易溶于氯仿，溶于甲醇、
乙腈和乙醇 Bioavailability: 80% (rat)
113% (monkey) BCS Class 2
10
BCS的相关参数 BCS可用三个参数来描述药物吸收特征。 吸收数（absorption number, An） 剂量数（dose number, Do） 溶出数（dissolution number, Dn）
Urine: 80% recovered
BCS class： 4 (FDA) or 2
8
例2：富马酸***** Solubility：13.4 mg/ml Dv=22.4 ml<250 ml LogP： 1.25 Bioavailability: 25% BCS class：3
9
例3：醋酸****
34
BCS在体内外相关性的应用 BCS理论提出体外溶出度试验仅仅反
映了活性成分从制剂中溶解和释放的情况， 只有当这些过程是吸收中的限速步骤时， 才可能达到预期的体内外相关性。
35
Ⅰ型 在胃中易于溶出，胃排空成为已溶出药
物吸收的限速步骤。 当药物胃排空比溶出快时，存在体内外
相关性。
36
Ⅱ型
溶解度低，溶出是吸收限速过程。通过设 计合理的体外溶出试验一般可建立良好的 IVIVC
(word)生物药剂学知识点,文档
生物药剂学山东大学药学院2021级药学2班王秋水生物药剂学第一章生物药剂学概述生物药剂学〔biopharmaceutics〕是研究药物及其剂型在体内的吸收、分布、代与排泄过程，说明药物的剂型因素、机体的生物因素与药物疗效之间的相互关系的科学。
药物的体内过程药物在体内转运和变化的根本过程包括吸收(Absorption)、分布(Distribution)、代谢(Metabolism)和排泄(Excretion)，这一过程就称为药物的体内过程，也即ADME过程。
ADME过程Absorption：药物的吸收是指药物自给药部位进入体液循环的过程。
Distribution：药物进入体循环后向各组织、器官或者体液转运的过程称为分布；Metabolism：药物在吸收过程或进入体循环后，受肠道菌丛或体内酶系统的作用，结构发生转变的过程称为代谢或生物转化〔biotransformation〕；Excretion：药物或其代谢产物排出体外的过程称为排泄。
其中吸收、分布、排泄等三个过程统称为药物转运(transport)，而药物在体内依靠酶的作用发生化学变化成为新物质的过程称为转化或代谢(biotransformationormetabolism)。
两种变化往往结合进行，即药物在体内转运的同时发生转化。
药物的体内分布、代谢和排泄过程称为处置(disposition)；代谢与排泄过程药物被去除，合称为消除(elimination)。
药物一经服用，那么吸收即开始，一经吸收进入血液循环，那么分布、代谢和排泄即开始。
生物药剂学研究的剂型因素①物的某些化学性质②药物的某些物理性质③制剂的剂型及用药方法④制剂处方组成⑤处方中药物的配伍及相互作用⑥制剂工艺过程、操作条件及贮存条件等。
生物药剂学研究的生物因素①种族差异如兔、鼠、猫、狗和人的差异，及同一生物如人的种族差异；②性别差异；③年龄差异；④遗传差异由遗传因素导致的个体差异；⑤生理与病理因素所引起的差异等。
生物药剂学概述.优秀精选PPT
三、生物药剂学的研究内容
7.研究生物药剂学的研究方法
研究溶出速率的测定方法 建立各种新给药途径体外实验方法 建立模拟体内吸收的体外模型
四、生物药剂学的发展
u生物药剂学分类系统 u药物的吸收预测 u多肽及蛋白类药物非注射给药研究 u分子生物药剂学 u生物药剂学研究中的新技术和新方法
三、生物药剂学的研究内容
5.研究新的给药途径与给药方法
口服给药 注射给药
l生物利用 度的问题 l药物稳定 性的问题
硝酸甘油各种给药方法的作用特点
皮肤黏膜给药
三、生物药剂学的研究内容
6.研究中药制剂的溶出度和生物利用度
对中药制剂的体外释放速率和生物利用度进行研究， 是中药制剂趋向现代化的标志之一
生物药剂学在中药领域的研究对中药新药的开发、研 制、合理用药起到指导作用
生物药剂学研究中的新技术和新方法
不稳定
生物药剂学研究中的新技术和新方法
l以处方保护药物
l改善化合物结构
pH敏感型
不稳定
代谢稳定性（肠代谢）
l研究代谢产物
生物利用度好
三、生物药剂学的研究内容
2.研究剂型、制剂处方和制剂工艺对药物体内过程的影响
u同种药物的不同剂型可能产生不同药理作用和疗效 u固体制剂的处方和工艺会影响药物溶出速率 u研究各种剂型因素对药物体外溶出速率的影响，为 合理制药提供科学依据
微粒由不同给药方式进好入体内后，产生对不同部位的靶向性。
l改善化合物结构
溶出速率 设生计物、 模制型备主、要评指价含药各物种给生药物的屏新障策的快略细、胞新培方养法模和型新，剂如型血脑屏障、胎盘屏障、小肠l微黏膜粉和化肺部、黏包膜屏合障物等。、固体分散体
而 B、C、D药厂的多潘立酮片却在45min才能全部溶出。
生物药剂学
生物药剂学生物药剂学是研究生物药剂的制备、性质、质量及其在药物治疗中的应用的学科。
生物药剂是指采用生物技术制备的药物剂型，包括生物蛋白药物、基因工程药物、细胞疗法等。
生物药剂学的研究内容包括生物药剂的制备方法、递送系统、稳定性、制剂工艺及质量评价等。
生物药剂的制备方法是生物药剂学的核心研究内容之一。
生物蛋白药物的制备通常通过基因工程技术获得，包括重组DNA技术、融合蛋白的表达、细胞培养和分离纯化等步骤。
基因工程药物的制备流程复杂，需要严格控制各个环节的条件，确保制备出纯度高、活性好的药物。
细胞疗法制备的细胞治疗药物，往往需要经过细胞的分离、培养、扩增和质量控制等步骤。
生物药剂学的研究者通过优化制备方法，提高药物的制备效率和产量。
生物药剂的递送系统在药物治疗中起到关键作用。
生物蛋白药物的分子量较大，口服给药往往不易达到所需浓度，因此常常采用注射给药途径。
生物药剂学研究主要集中在改善药物的递送效果，例如通过制备缓控释剂型，延长药物在体内的存在时间；通过改变递送系统的性质，提高药物的稳定性和溶解度；通过改变递送系统的结构，增加药物对特定靶点的亲和力。
此外，生物药剂学还研究了药物递送系统对生物药剂生物利用度和毒性的影响。
生物药剂的稳定性是确保药物质量的重要因素之一。
生物药剂学研究人员通过研究药物在不同条件下的稳定性，确定药物在储存和使用过程中的最佳条件。
生物蛋白药物对温度、湿度、光照等因素比较敏感，容易发生降解。
因此，生物药剂学研究者通过改进药物包装材料、添加稳定剂等方式提高药物的稳定性。
此外，生物药剂学还研究了药物在体内的代谢和消除过程，为合理使用药物提供依据。
生物药剂的制剂工艺是确保药物质量的关键环节之一。
生物药剂学研究者通过研究药物的制剂工艺，确定最佳的生产条件和工艺步骤。
制剂工艺涉及药物的配方设计、溶解、过滤、灭菌等过程，需要严格控制每个步骤的条件和操作。
生物药剂的制剂工艺不仅要满足药品质量管理的要求，还要满足生产的规模化需求，确保药物的产量和一致性。
生物药学分类系统
High Risk Human Data
Ⅳ
Low
Low High Risk Human Data
剂型的选择
Ⅰ型药物 溶解度和渗透性均较大，当该类药物在
0.1 mol/L盐酸中在15 min内溶出达85%以 上，可认为该种类品种无生物利用度问题
在药物发现的早期，制定溶解度和通透 性的可接受标准可以有效降低新药开发的 风险
FDA对BCS分类加速仿制药研发的建 议
eability
Biopharm Risk
FDA Requirement
Ⅰ
High
Ⅱ
Low
Ⅲ
High
High High Low
Low Risk In-vitro data
D： 扩散系数 r： 初始药物粒子半径 Cs： 药物的溶解度 Tsi： 药物在肠道中滞留时间 Tdiss：药物溶出时间
BCS与上述三个参数的关系
Class Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Do Low Low/High Low Low/High
Dn High Low High Low
An High High Low Low
若该类药物存在胃肠道内降解和首过作 用，可通过定位释药、包衣、加入代谢酶 抑制剂等方法改善
Urine: 80% recovered
BCS class： 4 (FDA) or 2
例2：富马酸*****
Solubility：13.4 mg/ml Dv=22.4 ml<250 ml LogP： 1.25 Bioavailability: 25% BCS class：3
例3：醋酸****
Solubility：不溶于水 Log P：无相应数据；易溶于氯仿，溶于甲醇、
生物药剂学分类系统名词解释
生物药剂学分类系统名词解释生物药剂学是研究利用生物体来生产、提纯和应用药物的科学领域。
它旨在应用生物技术和制药技术的原理和方法，将生物体（如细菌、真菌、动物细胞等）作为药剂的生产源，并对药剂的制备、提纯和应用进行相关的研究。
在生物药剂学中，药物可被分类为不同的类型，这些分类基于其制备和应用的特点。
以下是生物药剂学分类系统中主要的类别及其解释：1. 基因工程药物（recombinant drugs）：这是通过DNA重组技术生产的药物。
通过将外源基因（如蛋白质编码基因）导入宿主生物体（如细菌或动物细胞），利用宿主生物体来大量生产所需的药物。
2. 基因疗法药物（gene therapy drugs）：这类药物旨在矫正或修复宿主生物体由缺陷基因所引起的疾病。
通过将正常的基因导入患者的体内，帮助修复或替换损坏的基因，并促进健康的细胞和组织的正常功能。
3. 细胞疗法药物（cell therapy drugs）：这类药物使用活体细胞来治疗疾病。
它们可以由患者自身的细胞（自体细胞疗法）或从他人或动物中获取的细胞（异体细胞疗法）制备而成。
细胞疗法药物通常用于替代受损细胞、恢复组织功能、增强免疫力等治疗方式。
4. 抗体药物（antibody drugs）：这类药物是利用生物体自身产生的抗体或人工合成的抗体分子来治疗和诊断疾病。
抗体药物具有高度特异性和亲和性，并可通过调节免疫系统、阻断疾病进展、清除有害物质等方式产生治疗效果。
5. 疫苗（vaccines）：疫苗是一种用于预防感染性疾病的生物制品。
它们通常包含由病原体（如细菌或病毒）制备的抗原，能够诱导宿主免疫系统产生特异性和持久性的免疫应答，从而提供对特定疾病的免疫保护。
6. 基因检测和诊断（genetic testing and diagnosis）：这包括一系列基于分子生物学技术和遗传学原理的方法，用于检测和诊断与遗传相关的疾病。
基因检测和诊断可用于确定患者是否携带有害基因突变、预测疾病风险、筛查潜在的基因相关疾病等。
生物药剂学的发展(精)
diINF-7 Anti-EGFR
3、药物的细胞内靶向与胞内动力学
4、根据药物的分子结构预测药物的吸收
可根据药物的分子片段、原子贡献、分子容积、氢键等， 计算药物通过各种生物膜的渗透性，预测药物吸收 药物透过小肠的渗透系数受形成氢键能力、分子大小、 分子所带电荷和极化率等因素影响 用动力学分子极性表面积(PSAD)预测药物在小肠等生物 膜中的吸收速率 以氢键酸度和氢键碱度表示化合物形成氢键的能力，与 药物经皮渗透系数相关 用原子净电荷预测药物透过角膜的吸收能力,氢键给体的 正电荷和氢键受体的负电荷较大时，药物透过角膜的吸收 系数较小，说明化合物形成氢键能力较强时对药物透过角 膜的吸收不利
(四)分子生物药剂学
在细胞与分子水平研究药物与给药系统和生物大 分子的相互作用及药物在给药系统中的分子状态对药 物吸收、分布、代谢和排泄的影响。
在分子和细胞水平研究剂型因素对药物作用的影 响。
1、药物与生物膜和生物大分子的相互作用
2、载体的结构对药物生物转运的影响
Figure 6 DTA PEG
生物药剂学的发展
(一)生物药剂学分类系统
高
III
溶解度好 透过性不好
I
溶解度好
透过性好
ห้องสมุดไป่ตู้
溶解度
低
IV
溶解度不好 透过性不好
II
溶解度不好 透过性好
低
高
透过性
(二)药物的吸收预测
“The rule of flve”: 当化合物的理化参数满足下列任意两项时，化合物 在小肠中的吸收就差 分子量大于500； 氢键给体数大于5个； 氢键受体数大于10个； logP值大于5.0
5、基因给药
6、药物对映体的生物药剂学研究
生物药剂学分类系统及其应用简介
生物药剂学分类系统及其应用简介
By 愚速
生物药剂学分类系统（BCS）依据基本的生物药剂学性质——溶解性和肠道通透性特征，将药物分成四种类型：Ⅰ型（高溶解性、高通透性）、Ⅱ型（低
溶解度、高通透性）、Ⅲ型（高溶解性、低通透性）和Ⅳ型（低溶解性、低通
透性），为预测药物在肠道吸收及确定限速步骤提供了科学依据，并可根据这
两个特征参数预测药物在体内-体外的相关性。
吸收数（An）、剂量数（Do）和溶出数（Dn）这三个参数，是药物理化性质和胃肠道生理因素的有机结合，可
以用来定量描述药物吸收特征，对药物在生物药剂学分类系统中的划分有重要
指导意义。
不同类型的药物有以下区别：I型药物具有高溶解性、高通透性、溶出速
度快等特点，表现为低Do值、高Dn值、高An值，吸收的主要限速步骤是胃排空；II型药物具有低溶解度、高通透性、溶出速度慢等特点，但由于剂量、溶
解度大小不一，表现为低Dn值、高An值，Do值大小不一，主要限速步骤是药
物的溶出；Ⅲ型药物具有溶解度大、通透性差、溶出速度快等特点，表现为低
Do值、高Dn值、低An值，吸收的限速步骤是跨膜转运；IV型药物具溶出速度慢、通透性差等特点，但由于受剂量、溶解度差异影响，表现为低Dn值、低
An值，Do值大小不一，吸收的影响因素多种多样。
BCS的应用主要有以下几点：有利于判断药剂是否可以申请生物学实验豁免；BCS还可以应用于筛选候选药物，有效降低新药开发危险；指导剂型设计、剂型选择，有针对地解决影响药物吸收的关键问题，有效地提高其生物利用度；解释了固体制剂溶出度试验与体内外相关的可能性；预测并阐述药物与食物的
相互作用等。
1 生物药剂学概述
（三）与相关学科的关系
1.与药剂学的关系
生物药剂学是药剂学的分支学科，二者互为关联。
2.与药物动力学的关系
生物药剂学和药物动力学的研究方法类似，共同为药物 体内过程的规律揭示发挥着积极作用。 生物药剂学侧重于药物体内过程各环节的规律研究，重 点考察剂型因素、生物学因素对这些过程的影响及其与 药物效应间的关系； 药物动力学侧重于药物体内过程动态变化规律研究，重 点考察不同部位、不同时间药物的量变规律。
生物药剂学与药物动力学
biopharmaceutics & pharmacokinetics
第一章 生物药剂学概述
学科出现的背景
化学结构 剂型因素 生物因素
药物的疗效
学科出现的标志
生物药剂学（biopharmaceutics）一词最早见 于1961年Wagner的综述：
(Wagner JG. Biopharmacutics: Absorption aspects. J Pharm Sci, 1961,50:359.)
6.1-7.5
14-80h
5.研究新的给药途径与给药方法
6.研究中药制剂的溶出度和生物利用度
开展中药生物药剂学研究对于阐明中药成分的体内 动态变化规律，筛选新药，改善剂型，控制质量， 提高中药的临床疗效具有重要的理论和现实意义。
7.研究生物药剂学的研究方法
研究溶出速率测定方法
如改进溶出测定装臵、溶出介质等实验条件
3.根据机体的生理功能设计缓控释制剂
胃肠道定位给药系统的设计
1
部位
胃
pH
1-4
长度（cm）
——
表面积
小
转运时间
0.5-3h
十二指肠
生物药剂学
1．生物药剂学：生物药剂学是研究药物及其剂型在体内吸收、分布、代谢、排泄过程，阐明药物的剂型因素、机体的生物因素与药物的剂型因素三者之间相互关系的科学。
目的是为了正确评价药物制剂质量，设计合理的剂型、处方及制备工艺，为临床合理用药提供科学依据，使药物发挥最佳的治疗作用并确保用药的有效性和安全性。
2． ADME过程：吸收（absorption）是指药物从用药部位进入体循环的过程。
代谢（metabolism）是指药物在进入体循环后，受肠道菌群或体内酶系统的作用，结构发生转变的过程。
排泄（excretion）是指药物及其代谢物排出体外的过程。
药物的吸收、分布、排泄统称转运（transport）。
分布、代谢、排泄统称处置（disposition）。
代谢与排泄称为消除（elimination）3．药物的转运机制：1）被动转运——单纯扩散：无载体，不耗能，无膜变形膜孔转运：无载体，不耗能，无膜变形被动转运的特点：1.顺梯度2.无载体，无选择性3.不耗能，无关代谢4.无饱和竞争现象2) 载体媒介转运——促进扩散：有载体，不耗能，无膜变形主动转运：有载体，耗能，有膜变形载体类型为离子载体或者通道蛋白促进扩散的特点：1.速度快，效率高2.有饱和现象3.有结构特异性4.有竞争主动转运的特点：1.逆浓度2.耗能3.需载体，高度选择性4.转运速率与转运量与载体量和活性有关5.结构类似无有竞争性抑制作用6.受代谢抑制剂影响7.有结构特异性和部位特异性3）膜动转运——胞饮作用：无载体，耗能，有膜变形吞噬作用：五载体，耗能，有膜变形入胞作用有部位特异性4.影响药物吸收的因素：（一）生理因素：1）消化系统因素：小肠的PH适合弱碱性药物吸收，分子型药物比离子型易于吸收1．胃排空和胃空速率：一般药物，胃空速率增加，吸收增加；少数如VB2在十二指肠主动吸收的药物，胃空速率增大，吸收反而减少（饱和）2. 肠内运行：有些如阿托品，丙胺太林，减慢胃肠运行速率而加强另一些药物的吸收。
生物药剂学分类系统.
2．分类标准的定义
-剂量值 在BCS中，剂量除以溶解度的比得到的剂量值是WHO推
荐的最大剂量(以mg计)。
-溶解性 高溶解性的药物是指在37℃下，pH 在1～7.5的范围内，
剂量/溶解度比值(D:S ratio)小于250ml的药物。在pH1～7.5范围， 如果单次最大给药剂量的药物可溶于不多于250 ml的介质中，则该药 物认为是高溶解性的。
透膜是吸收的限速过程，溶出速率没有体内外 相关性
溶出和透膜都限制药物吸收，不能预测其体内 外相关性
一些药物的BCS归属一览表
高渗 透性 (Hig h Perm eabili ty)
低渗 透性 (Low Perm eabili
ty)
高溶解度 (High Solubility)
Ⅰ型药物： 阿米洛利 阿米替林 氯喹 环磷酰胺 安定 氯苯那敏 咖啡因 地尔硫卓 地昔帕明 依那 普利 强力霉素 丙吡胺 乙胺丁醇 麦角新碱 螺环酮 硝苯地平 多塞平 麻黄素 普萘 洛尔 氟西丁 葡萄糖 维拉帕米 拉贝洛 尔 丙咪嗪 左旋多巴 利多卡因 奎尼丁 左氧 氟沙星 酮洛酚 茶碱 洛美沙星 美托洛尔 甲硝唑 咪达唑仑 米诺环素 泼尼松 米索前 列醇 炔雌醇 丙戊酸 苯巴比妥 西沙比利 水杨酸
但具有窄治疗窗的或应用于口腔的药物不适用于生物学实验免做原型药物的溶解度较低药物的溶出是吸收的限速过程如果药物的体内与体外溶出基本相似且给药剂量较小时可通过增加溶解度来改善药物的吸收
生物药剂学分类系统
(一)分类 1.分类依据 BCS是依据药物的渗透性(permeability)和溶解度(solubility)，将药物
丙嗪 华法林 环孢霉素 达那唑 双氯芬
酸 二氟苯水杨酸 地高辛 红霉素 氟比洛芬
生物药剂学总结
名解1、生物药剂学（biopharmaceutics）：是研究药物及其制剂在体内的吸收、分布、代谢与排泄过程，阐明药物的剂型因素，及机体生物因素和药物疗效之间相互关系的科学。
2、吸收（absorption）/药物的吸收（absorption of drug）：药物从用药部位进入体循环的过程。
3、分布（distribution）：药物进入体循环后向各组织器官或者体液转运的过程。
4、代谢（metabolism）/生物转化（biotransformation）：药物吸收过程或进入体循环后，受肠道菌或体内酶系统的作用，结构发生转变的过程。
5、排泄（escretion）：药物或其代谢产物排出体外的过程。
6、药物转运（transport）：药物的吸收、分布、排泄过程统称为转运。
7、处置（disposition）：分布、代谢和排泄过程统称为处置。
8、消除（elimination）：代谢与排泄过程药物被清除合称为消除。
9、膜转运（membrance transport）：物质通过生物膜（或细胞膜）的现象称为膜转运。
10、被动转运（passive transport）：是指存在于膜两侧的药物顺浓度梯度，即从高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程，分为单纯扩散和膜孔转运两种形式。
11、膜孔转运（membrance pore transport）：药物通过含水小孔转运的过程。
12、载体媒介转运（carrier-mediated transport）：借助生物膜上的载体蛋白作用，是药物透过生物膜而被吸收的过程成为载体媒介转运。
13、促进扩散（facilitated diffusion）/易化扩散：是指某些物质在细胞膜载体的帮助下，由膜高浓度侧向低浓度侧扩散的过程。
14、主动转运（active transport）：借助载体或酶促系统的作用，药物从膜低浓度侧向高浓度侧的转运称为主动转运。
15、膜动转运（membrance mobile transport）：是指通过细胞膜的主动变形将药物摄入细胞内或从细胞内释放到细胞外的转运过程。
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BCS与上述三个参数的关系
Class Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Do Low Low/High Low Low/High
Dn High Low High Low
An High High Low Low
生物药剂学分类系统
Dn在剂型策略选择中的应用
●地高辛 ●灰黄霉素
生物药剂学分类系统
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如何定义高渗透性
人体肠道灌流试验
原位动物模型
Caco-2 细胞渗透性试验
高于美托洛尔
人体药物动力学பைடு நூலகம்验
绝对生物利用度>85% （若存在肝脏首过效应，尿中回收药量>85%) 通常，可以通过油水分配系数来大概估计药物的渗透性
（log P>1.72为高渗透性药物），但忽略了主动转运和主 动外排的过程。
生物药剂学分类系统
通常高渗透性药物有较大的An值，当
药物的溶出和剂量不限制药物的口服吸收
时，药物的吸收分数（F）与吸收数呈以下
指数关系：
当An=1.15时，药物口服最大吸收分
数约为90%。
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剂量数（Dose Number, Do）
剂量数是反映药物溶解性与口服吸收关系 的参数
M：药物的剂量
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吸收数（Absorption Number，An）
吸收数是预测口服药物吸收的基本变量， 是反映药物在胃肠道渗透性高低的函数。
An = Peff /R× Tsi = Tsi /Tabs
Peff：有效渗透率 R： 肠道半径 Tsi： 药物在肠道中的滞留时间 Tabs：药物的吸收时间
生物药剂学分类系统的应用
药品管理机构中的应用 药品开发领域的应用