課程論文：學(xué)科交叉融合與藥物

學(xué)科交叉融合與藥物
摘要：藥物從設(shè)計(jì)研發(fā)到生產(chǎn)、銷售、使用過程中都需要運(yùn)用到多學(xué)科的知識(shí)，學(xué)科融合在藥物的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和使用中體現(xiàn)得淋漓盡致。只有多學(xué)科交叉融合共同作用，人們才可能獲得需要的藥物。本文通過對(duì)藥物研發(fā)過程中一些學(xué)科交叉的典型事例進(jìn)行闡述來表明這一觀點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：藥物研發(fā) 學(xué)科交叉融合 藥物經(jīng)濟(jì)學(xué) 物理藥劑學(xué) 影像藥劑學(xué) 生物信息學(xué) 動(dòng)物學(xué)

藥物是指可以暫時(shí)或永久地改變或查明機(jī)體的生理功能及病理狀態(tài)，具有醫(yī)療、診斷、預(yù)防疾病和保健作用的物質(zhì)。藥學(xué)是以現(xiàn)代化學(xué)和醫(yī)學(xué)為理論基礎(chǔ)，研究、開發(fā)、生產(chǎn)并指導(dǎo)合理使用藥物防治疾病的一門學(xué)科。
我們從設(shè)計(jì)、研發(fā)藥物到生產(chǎn)、銷售以及使用藥物，需要經(jīng)過許多繁復(fù)的過程，其中需要運(yùn)用到的知識(shí)范圍非常廣泛。所以，要想研發(fā)出一種藥物并使其效用達(dá)到預(yù)期效果，是不能僅僅依靠藥學(xué)這一單一學(xué)科來完成的。在藥物的研發(fā)與使用過程中，必然會(huì)大量地運(yùn)用到其他學(xué)科的知識(shí)。所以，在藥物的研發(fā)與應(yīng)用的背后，必然存在著大量的學(xué)科交叉與融合。
本文僅以藥物研發(fā)過程中從制定研發(fā)計(jì)劃到研發(fā)藥物、制備藥物和藥物試驗(yàn)的過程為主線，介紹其中涉及到的一些典型的學(xué)科交叉融合的例子。

1.新藥研發(fā)項(xiàng)目的決策
由于人們對(duì)藥物一直處于大量需求的狀態(tài)，醫(yī)藥市場(chǎng)往往存在著巨大的商機(jī)，各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)與藥品企業(yè)從來
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程、精密儀器工程等等很多學(xué)科都會(huì)被交叉融合到藥物研究領(lǐng)域中來。這是現(xiàn)代藥物研究的必然需要。隨著這些學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，藥物研究已進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。傳統(tǒng)的藥物研究正被注入新的技術(shù)和方法。
以下專門闡述一下物理學(xué)在藥物研發(fā)過程中的學(xué)科交叉融合。

2.1.以物理學(xué)為基礎(chǔ)的藥物分析和質(zhì)量控制技術(shù)
藥物分析和質(zhì)量控制技術(shù)的優(yōu)劣能夠直接影響到藥物研發(fā)與制造的結(jié)果，在藥物研發(fā)過程中起著非常關(guān)鍵的作用。而這些技術(shù)中，大部分都是以物理學(xué)原理為基礎(chǔ)的。
現(xiàn)在的藥物分析和質(zhì)量控制已采用以儀器分析為主的分析技術(shù)，主要包括高效液相色譜(HPLC)、薄層色譜(TLC)、氣相色譜(GC)、高效毛細(xì)管電泳(HPCE)、紅外(IR)、近紅外(Nm)、核磁共振(NMR)、原子光譜分析，以及近幾年發(fā)展的氣—質(zhì)(GC—MS)、液一質(zhì)(LC—MS)、高效液相色譜一核磁(HPLC—NMR)等聯(lián)用技術(shù)。聯(lián)用技術(shù)可充分利用各種方法的互補(bǔ)性，從不同的角度獲得藥物組成的信息。 這些技術(shù)均是物理學(xué)與藥學(xué)的交叉融合的結(jié)果，在藥物研發(fā)過程中被廣泛地應(yīng)用。
藥物分析和質(zhì)量控制技術(shù)是很多藥物相關(guān)的交叉學(xué)科在藥物研發(fā)過程中定性、定量的應(yīng)用基礎(chǔ)，在藥物研發(fā)過程中起著不可缺失的重要作用。
以下便介紹幾門與物理學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科在藥物研發(fā)過程中所起的作用。

2.2．幾門與物理學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科在藥物研發(fā)中的作用
物理學(xué)是很多學(xué)科的根本。在研發(fā)藥物的過程中，物理學(xué)既是藥物藥理特性的理論基礎(chǔ)之一，也往往是新藥研發(fā)過程中用來探尋藥物特征的技術(shù)手段的理論依據(jù)。由物理學(xué)與其他學(xué)科的交叉融合，衍生出了很多在藥物研發(fā)階段起著重要作用的新興學(xué)科。
2.2.1物理藥劑學(xué)
物理藥劑學(xué)在新藥研發(fā)過程中發(fā)揮著極其重要的作用。作為新興的交叉學(xué)科，物理藥劑學(xué)的形成和發(fā)展為藥物的研發(fā)提供了強(qiáng)大的理論支持，給藥物研發(fā)過程注入了新的動(dòng)力。
20世紀(jì)50年代，Higuchi將物理化學(xué)中的化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理應(yīng)用于藥物與之際化學(xué)穩(wěn)定性方面的研究，開始引起藥學(xué)界的重視。20世紀(jì)70年代左右，人們?cè)谘芯克幬锱c制劑的物理化學(xué)性質(zhì)和變化規(guī)律的同時(shí)，闡明藥物劑型的制備工藝、質(zhì)量評(píng)價(jià)（包括穩(wěn)定性研究）的基本原理。后來，在20世紀(jì)80年代，人們除了研討藥物及其制劑物理化學(xué)原理與變化規(guī)律外，在研究藥物的理化性質(zhì)、表面活性劑和高分子化合物性質(zhì)、藥劑的化學(xué)穩(wěn)定性、藥物相互作用等方面有了新的進(jìn)展。到了20世紀(jì)90年代末，尤其進(jìn)入21世紀(jì)，隨著新型給藥系統(tǒng)進(jìn)入給藥系統(tǒng)（novel drug delivery system,NDDS）和新型控釋技術(shù)（novel controlled-release technologies）的縱深研究，如緩（控釋）、靶向、定時(shí)、定速等智能化給藥技術(shù)方法，要求從分子水平與理論上闡明各類藥物劑型特點(diǎn)、制備原理與形成機(jī)制，知道新劑型的創(chuàng)制，使物理藥劑學(xué)與生物藥學(xué)（Biopharmaceutics）、藥物動(dòng)力學(xué)（Pharmacokinetics）等分支學(xué)科一樣，達(dá)到高度發(fā)展階段，并不斷豐富了該學(xué)科的內(nèi)涵，在研討和闡明藥物制劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律，研究藥物制劑的配方設(shè)計(jì)、劑型成型理論與質(zhì)量控制、穩(wěn)定性等方面有了新的突破和進(jìn)展。 自物理藥劑學(xué)興起以來，它為藥物的研發(fā)工作提供了強(qiáng)有力的支持。
物理藥劑學(xué)的基本任務(wù)之一，是研究和應(yīng)用藥物制劑質(zhì)量評(píng)價(jià)中的多種物理分析方法，包括色譜分離分析、光譜分析、熱分析、核磁共振法、電泳法、*衍射發(fā)等。
在中藥的研究當(dāng)中，以上很多技術(shù)方法就往往會(huì)起到很重要的作用。
中藥并非簡(jiǎn)單地由某幾種特定的化學(xué)物質(zhì)配制而成的，中藥中存在著種類繁多的各種物質(zhì)。所以在中藥分析和鑒定的研究中，我們主要是測(cè)定中藥的成份和含量。而中藥的物理性質(zhì)(參數(shù))是分析和鑒定中藥研究的基礎(chǔ)，因此，利用物理分析技術(shù)測(cè)定物性參數(shù)，是中藥研發(fā)的重要組成部分。
例如，人們可以用*射線譜來分析和研究中藥材的質(zhì)量。
*射線衍射分析所用的光源是某些元素的特征*射線，常用的元素是Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、W等，即衍射儀中*光管的靶金屬。當(dāng)這些金屬受到電子轟擊時(shí)，即產(chǎn)生波長非常穩(wěn)定且具有良好單色性的*射線，其波長數(shù)據(jù)可在元素的若干較強(qiáng)的特征*射線波長表中查到，這種單色*射線就是這些元素的特征*射線。*射線照射晶體時(shí)發(fā)生的衍射效應(yīng)遵守布拉格定律，即2dsinθ=nλ.
為了便于理解，人們常把晶體衍射同反射光的干涉等效看待，故以反射干涉處理晶體衍射的方法廣為采用。上式中的d是面網(wǎng)間距(Å)，θ是入射角或掠角(˚)，n是“反射’’的級(jí)次。顯然，Å為已知，測(cè)出口角即可求出d值， ……（未完，全文共9192字，當(dāng)前僅顯示2510字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《課程論文：學(xué)科交叉融合與藥物》）