鄧月義,鄧紅星,沈雪松,張 東(桂林醫(yī)學院藥學院,廣西桂林541004)
《物理化學》作為藥學專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程,為藥劑學、生物藥劑學與藥物動力學、藥物制劑工程等專業(yè)課程提供方法和理論指導。同時,其還是聯(lián)系藥學理論知識與實際操作應用的橋梁。隨著藥學研究的逐步深入,物理、化學已越來越顯示出其作為理論指導的重要性。目前物理化學理論已與藥學知識緊密結合起來,藥學專業(yè)的《物理化學》課程教學如何適應專業(yè)和時代發(fā)展要求,滿足知識型、創(chuàng)新型、實用型復合人才的培養(yǎng),需要教師積極地進行創(chuàng)新研究與探索。
《物理化學》課程是醫(yī)學院校藥學、藥物制劑、中藥學等專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)基礎課。很多地方醫(yī)學院校一般把《物理化學》課程放在大學二年級下學期開設,顯示了其專業(yè)基礎課的地位,為第3 年的專業(yè)課程做好知識儲備是非常重要的藥學基礎課程[1-3]。學生不僅要掌握物理化學的基礎理論知識,更重要的是要學會其在藥學領域的應用。物理化學課程理論性強、概念較抽象、邏輯性強、公式多而雜。很多公式的推導需要很好的數(shù)學基礎,并且每個公式都有其特定的使用條件和范圍。物理化學成為學生最頭痛的一門課程,也是教師最難教的一門課程。同時,地方醫(yī)學院校大部分學生數(shù)學和物理學基礎相對薄弱,而且采用大班制授課,學生人數(shù)一般都達到100~200 人,想學好《物理化學》就更加困難。更重要的是,不少學生認為物理化學與現(xiàn)實生活脫節(jié),《物理化學》教材與藥學知識聯(lián)系較少,給學生一種學之無用的感覺,學生的學習興趣和積極主動性較低。因此,《物理化學》課程的教學質量一直不高,沒有發(fā)揮在藥學中應有的作用。所以,如何使藥學專業(yè)物理化學的教與學變得容易和有趣,并且達到良好的教學效果,《物理化學》的教學改革顯得尤為迫切。作者認為,《物理化學》課程與藥學專業(yè)課程建立緊密的聯(lián)系非常重要,一方面可以提高學生的學習興趣和主動性,另一方面可以使學生更好地掌握藥學知識,這樣《物理化學》課程就可以為藥學專業(yè)人才的培養(yǎng)發(fā)揮更大的作用。
物理藥劑學與物理化學聯(lián)系非常緊密,是以物理化學原理與實驗方法為基礎,在藥物制劑研究過程中逐漸形成的一門交叉學科[4]。物理藥劑學的目的是揭示藥物及其制劑的物理化學性質變化規(guī)律與機制,是研究藥物制劑的形成理論、劑型設計、制備工藝、質量控制和穩(wěn)定性的學科。其研究內容廣泛,涉及化學動力學、界面化學、膠體化學、流變學、結晶化學、粉體學、材料學等眾多學科[5-8]。通過物理藥劑學的研究,為藥物制劑的劑型設計、制備、質量控制等提供理論依據(jù)。學生通過《物理藥劑學》課程的學習,將懂得以物理化學的基本原理和實驗方法為指導,為現(xiàn)代藥物制劑的劑型設計、制備工藝、質量控制等服務,并使學生較好地應用物理藥劑學原理與方法解決藥物制劑研究和生產(chǎn)中的有關問題[9-10]。由此可見,在本科學生中開設《物理藥劑學》課程是非常必要的,然而,受到學時的限制很多學校并沒有開設此門課程,這是與培養(yǎng)高素質的藥學人才目標相違背的。因此,由于物理藥劑學與物理化學學科的緊密聯(lián)系,可以設想將《物理藥劑學》課程與《物理化學》課程融合起來,形成新的《物理化學》課程教學體系。一方面向學生講授了物理藥劑學知識,解決了學時問題;另一方面將物理化學與藥學課程緊密聯(lián)系起來,有利于提高學生的學習興趣和主動性,必將促進《物理化學》課程教學質量的提高,為提高藥學人才培養(yǎng)質量作出貢獻。
《物理化學》課程教學內容共分為六章,設計在每章中加入與該章知識點緊密聯(lián)系的物理藥劑學內容,實現(xiàn)二者的融合。具體設計如下。
3.1 第一章熱力學 先介紹經(jīng)典的熱力學知識,接著引入物理藥劑學內容,講授熱力學在藥劑學中的應用。如應用熱力學理論揭示與研究藥物的溶解性和藥物溶液的熱力學性質、藥物相變過程的熱力學、藥物與載體材料的相容性及相互作用、藥物及藥物制劑的熱穩(wěn)定性。
3.2 第二章相平衡 加入相平衡理論在藥劑制備過程中的應用內容,如利用水的相圖講述藥物制劑的真空冷凍干燥原理;在講完兩組分固液體系的相圖以后,即可講授相圖在固體分散體藥劑中的應用,如藥物-載體兩組分相圖,具有最低共熔點的結晶固體分散體:利用兩組分中的低共熔相圖,使藥物與載體按最低共熔比例混合熔融,得到的制劑具有微細分散結構的均一相,從而較大提高藥物的溶出速度。如灰黃霉素/酒石酸低共熔混合物的溶出速度比純灰黃霉素提高了2.7 倍, 尿素/磺胺噻唑以最低共熔比48∶52 制成的晶體混合物的溶出速度是純磺胺噻唑的12 倍; 利多卡因與丙胺卡因以49.6∶50.4 混合熔融后,其最低共熔點為(18±1)℃??梢钥闯鲈摲稚Ⅲw在室溫時為液體,因而可直接將其乳化成局部麻醉用藥的水包油型軟膏,而不需先將藥物溶入油相后再乳化。可進一步介紹最新的無定型固體分散體系統(tǒng),藥物以無定型態(tài)存在及其相穩(wěn)定性和相分離。
3.3 第三章電化學 講完電導率的基本概念后,可介紹弱電解質藥物在溶液中的解離平衡常數(shù)的測定方法及影響解離的各種因素,從而掌握藥物的溶解性質。在講到強電解質溶液理論的時候,可加入離子強度對蛋白質藥物穩(wěn)定性的影響內容。介紹毛細管電泳的原理及在藥物分析檢測中的應用。
3.4 第四章化學動力學 講完化學動力學基本原理和方法后,介紹應用化學動力學理論研究藥物與制劑的穩(wěn)定性并預測其有效期。其內容包括影響藥物穩(wěn)定的各種因素:化學分解、水解、氧化、光降解及聚合作用;藥物分解動力學理論、分散制劑的穩(wěn)定性、生物制藥的化學穩(wěn)定性、 藥物穩(wěn)定性試驗方法、提高藥物穩(wěn)定性方法、動力學理論應用于藥物釋放動力學、藥物代謝動力學與長效制劑的設計開發(fā)等。
3.5 第五章表面現(xiàn)象 講完彎曲表面的性質后,即可介紹噴霧干燥的基本原理,藥物的表面積與溶解度的關系;講授完表面張力和表面活性劑后,引入表面活性劑在藥學中的應用,藥物的增容原理,表面張力對藥物鋪展與潤濕的影響。
3.6 第六章膠體 介紹完膠體理論后,加入應用膠體理論探討微粒分散制劑如混懸劑、乳液、微乳等的形成條件與基本性質及穩(wěn)定性問題。血液膠體體系的性質,基于脂質體的藥物制劑性質,以及藥用高分子化合物的基本性質與作為藥物載體與輔料的特性,講授膠體技術在藥物制劑中的實例。
物理化學實驗教學也應加入物理藥劑學內容,例如可開設液體藥劑的流變性能,藥物貯存期的預測,膠體、乳液的制備及性質,低共熔晶體分散體的制備,潤滑劑對藥物粉末及顆粒流動性的影響、動態(tài)光散射法測定微乳劑的粒徑及粒徑分布、差示掃描量熱法(DSC)測定撲熱息痛分解反應動力學參數(shù)、藥物油水分配系數(shù)測定等實驗項目,使學生更加體會到物理化學與物理藥劑學之間的緊密聯(lián)系,提高學生應用物理化學理論解決問題的能力。
近年來,隨著藥劑學的飛速發(fā)展,物理化學對藥學領域的重要作用越來越明顯。通過《物理化學》與《物理藥劑學》融合教學體系的構建,將提高學生利用物理化學理論解決藥劑學中實際問題的能力,更好地掌握物理藥劑學知識,同時極大地提高學生學習《物理化學》課程的積極主動性。因此,該課程體系的構建對培養(yǎng)高素質藥學人才具有重要的意義。
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