生物药剂学分类系统ppt课件
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《生物药剂学》课件
个性化医疗的推进
生物药剂学将为个性化医疗提供技术支持，推动个体化药物的研发 和应用，以满足不同患者的需求。
医疗保健领域的拓展
生物药剂学的发展将推动医疗保健领域的拓展，如疾病的预防和早期 治疗、老年人的健康管理等，以提高人民的健康水平和生活质量。
谢谢您的聆听
THANKS
02
药物的剂型和给药方式也会影响药物的吸收和分布，如口服制
剂的生物利用度、注射剂的分布范围等。
患者的生理状态和病理状态，如年龄、性别、疾病状态等，也
03
会影响药物的吸收和分布。
03
药物代谢与排泄
药物代谢过程
氧化
药物通过氧化作用被代谢，涉及加氧、脱 氢等反应，通常由肝药酶催化。
还原
药物通过还原作用被代谢，涉及加氢、脱 氧等反应，主要在肠道菌群中进行。
药物剂型优化与改进
剂型设计
根据药物的理化性质、生物学特性和临床治疗需求，设计和开发适宜的药物剂型，以提高药物的生物利用度、稳 定性和顺应性。
剂型改进
对已上市的药物剂型进行改进，解决药物制剂在生产、储存和使用过程中存在的问题，提高药物的安全性和有效 性。
药物制剂的生产与质量控制
生产工艺研究
研究和优化药物制剂的生产工艺，确保生产过程稳定可控，提高产品质量和降低生产成本。
肺排泄
某些气体性药物可直接从肺部排 出体外。
药物代谢与排泄的影响因素
药物性质
药物的化学结构、溶解度、稳定性等性质 影响其代谢和排泄。
体内环境
体内pH值、酶的活性、肠道菌群等环境 因素影响药物的代谢和排泄。
遗传因素
个体差异的基因表达和酶活性差异影响药 物的代谢和排泄速度。
年龄与性别
不同年龄段和性别的个体对药物的代谢和 排泄能力存在差异。
生物药剂学将为个性化医疗提供技术支持，推动个体化药物的研发 和应用，以满足不同患者的需求。
医疗保健领域的拓展
生物药剂学的发展将推动医疗保健领域的拓展，如疾病的预防和早期 治疗、老年人的健康管理等，以提高人民的健康水平和生活质量。
谢谢您的聆听
THANKS
02
药物的剂型和给药方式也会影响药物的吸收和分布，如口服制
剂的生物利用度、注射剂的分布范围等。
患者的生理状态和病理状态，如年龄、性别、疾病状态等，也
03
会影响药物的吸收和分布。
03
药物代谢与排泄
药物代谢过程
氧化
药物通过氧化作用被代谢，涉及加氧、脱 氢等反应，通常由肝药酶催化。
还原
药物通过还原作用被代谢，涉及加氢、脱 氧等反应，主要在肠道菌群中进行。
药物剂型优化与改进
剂型设计
根据药物的理化性质、生物学特性和临床治疗需求，设计和开发适宜的药物剂型，以提高药物的生物利用度、稳 定性和顺应性。
剂型改进
对已上市的药物剂型进行改进，解决药物制剂在生产、储存和使用过程中存在的问题，提高药物的安全性和有效 性。
药物制剂的生产与质量控制
生产工艺研究
研究和优化药物制剂的生产工艺，确保生产过程稳定可控，提高产品质量和降低生产成本。
肺排泄
某些气体性药物可直接从肺部排 出体外。
药物代谢与排泄的影响因素
药物性质
药物的化学结构、溶解度、稳定性等性质 影响其代谢和排泄。
体内环境
体内pH值、酶的活性、肠道菌群等环境 因素影响药物的代谢和排泄。
遗传因素
个体差异的基因表达和酶活性差异影响药 物的代谢和排泄速度。
年龄与性别
不同年龄段和性别的个体对药物的代谢和 排泄能力存在差异。
生物药剂学分类系统共50页文档
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
生物药剂学分类系统
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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
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
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
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
生物药剂学分类系统共50页PPT
生物药剂学分类系统
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉 德。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉 德。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
生物药剂学分类系统ppt课件
31
Ⅳ型药物 溶解度、渗透性均较低，通常考虑采用
静脉给药。
32
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
Ⅳ型药物 溶解度、渗透性均较低，通常考虑采用
静脉给药。
32
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
《生物药剂学》课件
J=PA△C
P=DP’/L
C1,P=P’ C1 C2,P=P’C2
Extracellular fluid
Cytoplasm
给药部位药物浓度与血中药物浓度差为扩散的动力。而药物的浓度受给药剂量的影响。剂量（D）越大，吸收越大。
被动扩散特点
顺浓度梯度（高→低） 不需载体 膜对通过的物质无特殊选择性，不受 共存的类似物的影响，既无饱和现象和竞争抑制现象，一般也无部位特异性 扩散过程与细胞代谢无关。故不消耗能量，不受细胞代谢抑制剂的影响，也不会因温度影响代谢水平而发生改变
生 物 药 剂 学 (Biopharmaceutics)
孙 进 沈阳药科大学生物药剂教研室 新科研楼327室 Tel: 23842651
汇报人姓名
The goal of research in the Department of Pharmacy is to understand the regulatory mechanisms of drug absorption, distribution, metabolism and excretion in order to pharmacokinetically determine optimal drug therapies. To achieve this, following research projects are currently in progress. 1) Functional and Molecular Characterization of Drug Transporters and Its Application to Drug Delivery 2) Pharmacokinetics in Normal and Disease States 3) Mechanisms of Drug Interaction 4) Clinical Aspects of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics
P=DP’/L
C1,P=P’ C1 C2,P=P’C2
Extracellular fluid
Cytoplasm
给药部位药物浓度与血中药物浓度差为扩散的动力。而药物的浓度受给药剂量的影响。剂量（D）越大，吸收越大。
被动扩散特点
顺浓度梯度（高→低） 不需载体 膜对通过的物质无特殊选择性，不受 共存的类似物的影响，既无饱和现象和竞争抑制现象，一般也无部位特异性 扩散过程与细胞代谢无关。故不消耗能量，不受细胞代谢抑制剂的影响，也不会因温度影响代谢水平而发生改变
生 物 药 剂 学 (Biopharmaceutics)
孙 进 沈阳药科大学生物药剂教研室 新科研楼327室 Tel: 23842651
汇报人姓名
The goal of research in the Department of Pharmacy is to understand the regulatory mechanisms of drug absorption, distribution, metabolism and excretion in order to pharmacokinetically determine optimal drug therapies. To achieve this, following research projects are currently in progress. 1) Functional and Molecular Characterization of Drug Transporters and Its Application to Drug Delivery 2) Pharmacokinetics in Normal and Disease States 3) Mechanisms of Drug Interaction 4) Clinical Aspects of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics
生物药剂学概述PPT课件
3、根据机体的生理功能设计缓控释制剂
根据消化道各 pH值，药物转 运时间、酶与 细菌对药物及 辅料的作用， 设计胃肠道给 药系统 ---
胃漂浮制剂、生 物黏附制剂、结 肠定位给药系统
4、研究微粒给药系统在血液循环中的命运 为靶向给药系统设计奠定基础 长循环脂质体
Doxorubicin
85~100 nm
析技术、人工神经网络）
（一）生物药剂学分类系统
高
溶解度
III
溶解度好 透过性不好
I
溶解度好
透过性好
IV
溶解度不好 透过性不好
低 透过性
II
溶解度不好 透过性好
高
低
（二）药物的吸收预测
“The rule of five”: 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
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。
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
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Tab.1 The distribution of 61 drugs
Class Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Quantity 21 10 24 6
BCS分类依据
溶解性
高溶解性的药物是指在37℃下，pH在 1~7.5范围内，剂量/溶解度比值（D:S ratio） 小于250ml的药物。
渗透性
高渗透性药物是指在没有证据说明药物 在胃肠道不稳定的情况下，有90%以上的 药物被吸收。
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） 3. 高通透性（F>90%） 4. 辅料中种类和用量符合FDA的规定，不影响主药 的吸收速度和程度 5. 具有较宽的治疗窗 6. 口腔内吸收的制剂不适用于生物学实验豁免原则
生物药剂学分类系统
Байду номын сангаас
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
Amidon等在1995年提出根据药物的溶解性和 渗透性将药物分为4个群组
Fig. 1 The Biopharmaceutics Classification System as defined by Amidon et al.
High Risk Human Data 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 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
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）
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
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、 乙腈和乙醇 Bioavailability: 80% (rat) 113% (monkey) BCS Class 2
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
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
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/ml， Dv=300 ml LogP： 5.57 Bioavailability: 25% Urine: 80% recovered BCS class： 4 (FDA) or 2
M：药物的剂量 V0: 溶解药物所需的体液体积，通常设为胃 的初始容量（250ml） Cs：药物溶解度
溶出数（Dissolution Number, Dn）
溶出数是反映药物从制剂中释放速度的函数
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
FDA对BCS分类加速仿制药研发的建 议
Class Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Biopharm FDA Solubility Permeability Risk Requirement High Low High Low High High Low Low Low Risk In-vitro data Moderate Risk IVIVC Correlation
药品管理机构中的应用 Ⅱ型药物 若已有明确的体内外溶出相关性，可考 虑免除生物等效性研究 Ⅲ型药物 若药物在所有生理pH条件下都能快速溶 出，也可获得生物豁免，但要充分考虑赋 形剂对转运体的影响
药品开发领域的应用 候选药物的筛选 剂型的选择 体外体内相关性
候选药物的筛选 通透性和（或）溶解性过低的药物在应 用时极易出现口服生物利用度低且个体差 异大等情况； 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
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。
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
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%。
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
BCS提出的目的 BCS 最初是基于对药品上市后的变更以 及放大生产给予免除生物等效性研究的考 虑 , 采用测定体外溶出度来代替体内血药浓 度监测的研究。 近来,基于BCS分类体系免除生物等效研 究的应用已扩展至口服仿制药（速释制剂） 的申请。
基本药物的BCS分类情况 世界卫生组织列举的130种可供口服给 药的基本药物中，已有61种进行了相应的 BCS分类。
Class Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Quantity 21 10 24 6
BCS分类依据
溶解性
高溶解性的药物是指在37℃下，pH在 1~7.5范围内，剂量/溶解度比值（D:S ratio） 小于250ml的药物。
渗透性
高渗透性药物是指在没有证据说明药物 在胃肠道不稳定的情况下，有90%以上的 药物被吸收。
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） 3. 高通透性（F>90%） 4. 辅料中种类和用量符合FDA的规定，不影响主药 的吸收速度和程度 5. 具有较宽的治疗窗 6. 口腔内吸收的制剂不适用于生物学实验豁免原则
生物药剂学分类系统
Байду номын сангаас
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
Amidon等在1995年提出根据药物的溶解性和 渗透性将药物分为4个群组
Fig. 1 The Biopharmaceutics Classification System as defined by Amidon et al.
High Risk Human Data 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 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
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）
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
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、 乙腈和乙醇 Bioavailability: 80% (rat) 113% (monkey) BCS Class 2
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
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
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/ml， Dv=300 ml LogP： 5.57 Bioavailability: 25% Urine: 80% recovered BCS class： 4 (FDA) or 2
M：药物的剂量 V0: 溶解药物所需的体液体积，通常设为胃 的初始容量（250ml） Cs：药物溶解度
溶出数（Dissolution Number, Dn）
溶出数是反映药物从制剂中释放速度的函数
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
FDA对BCS分类加速仿制药研发的建 议
Class Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Biopharm FDA Solubility Permeability Risk Requirement High Low High Low High High Low Low Low Risk In-vitro data Moderate Risk IVIVC Correlation
药品管理机构中的应用 Ⅱ型药物 若已有明确的体内外溶出相关性，可考 虑免除生物等效性研究 Ⅲ型药物 若药物在所有生理pH条件下都能快速溶 出，也可获得生物豁免，但要充分考虑赋 形剂对转运体的影响
药品开发领域的应用 候选药物的筛选 剂型的选择 体外体内相关性
候选药物的筛选 通透性和（或）溶解性过低的药物在应 用时极易出现口服生物利用度低且个体差 异大等情况； 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
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。
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
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%。
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
BCS提出的目的 BCS 最初是基于对药品上市后的变更以 及放大生产给予免除生物等效性研究的考 虑 , 采用测定体外溶出度来代替体内血药浓 度监测的研究。 近来,基于BCS分类体系免除生物等效研 究的应用已扩展至口服仿制药（速释制剂） 的申请。
基本药物的BCS分类情况 世界卫生组织列举的130种可供口服给 药的基本药物中，已有61种进行了相应的 BCS分类。