溶解擴散型化合物在生物膜上轉運過程淺談

絕大多數口服製劑只有經過胃腸道生物膜系統滲透入血液才能發揮作用，生物膜即是藥物進入血液的關鍵屏障。藥物進行跨膜轉運有多種形式，下文主要對基於被動轉運條件下的溶解擴散（圖例中簡單擴散的一種方式）進行分析：

根據過往經驗，大多數化合物是通過溶解擴散的方式進行生物膜滲透轉運

膜滲透速度:ds／dt＝D×SA×(Cin.p－Cout.p)／L

s：滲透藥物量

D：藥物在膜內的擴散係數

K：膜水分配係數

Cin.p為細胞外側膜上藥物濃度

Cout.p為細胞內側膜上藥物濃度

L為膜的厚度

藥物在跨膜轉運過程中，膜側漿液內和膜上藥物濃度符合膜水分配原則。

即: Cin.p＝Cin×K

Cout.p＝Cout×K

Cin為膜外側介質藥物濃度

Cout為膜內即細胞內藥物濃度

膜滲透速度轉化為:ds／dt＝D×K×SA×(Cin-Cout)／L

上述公式表明：膜滲透速度主要受D、K、SA、膜兩測環境藥物濃度差、以及膜厚度影響。

D值大小主要受分子體積影響，藥物分子體積越大則在磷脂雙分子層內運動阻力越大進而表現為越小的擴散速度。相關研究已表明：藥物分子體積與分子量平方根成正比 。

K表達了藥物分子的脂溶性和水溶性差異，將直接影響膜上藥物附積能力進而影響滲透動力。

SA為滲透表面積，不同溶出速度藥物在胃腸道上的滲透表面積會顯著不同，對於快速以及較快速釋放的藥物而言在胃腸道將會獲得相同的滲透表面積。

L為生物膜厚度。

顯然，滲透速度與K×D呈一級關係，D與分子量開根成正比，藥物分子量一般在200-500之間開方之後差異將更小；脂水分配係數在不同化合物之間會有較大的差異，相差多個數量級也是經常遇到的；Cin主要受化學結構以及物理結構影響；所以基於擴散機制的轉運的化合物其滲透速度顯著受制於K&Cin.

在生物等效性研究中該值可視 DK／L為常量，用於表達膜滲透能力的參數(pm) 滲透的初始階段Cin>>Cout，即：ds／dt=pm×SA×Cin

綜上可知:為達到兩種製劑的生物等效性，需要兩製劑在相同給葯時間條件下具有相似的腸胃道生物膜分布面積以及相似的濃度。為滿足上述需求，追求體外自研製劑釋放趨勢一致的前提下釋放狀態也應得到關注。

上文是從最基本跨膜轉運討論，後續還會對神秘的生物膜進行分析，文末附上神奇面紗一幅。

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