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中药经皮给药制剂技术课程教学反思及改进方案

2023-11-30陈辰

华章 2023年7期
关键词:课程教学

[摘 要]近年来,中药经皮给药在机理研究、材料探索、实验方法确立、新技术研发和临床实践等方面已取得重大进展,越来越多的专家和学者在中医外治现代化领域获得丰富的研究成果。然而,如何提高学生们对该领域的认知水平,增加相应的人才储备,打破材料化学-中医学跨学科壁垒成为中药经皮给药制剂技术课程的教学难题。在此,通过全方位的剖析教学过程中遇到的瓶颈,建立科学的教学方案,使学生们深刻了解经皮给药新制剂的优势、明晰其制剂设计原理,并有能力结合所学到的新技术,新方法,改进或完善传统中药制剂,为中医药事业未来的发展注入新的动力。

[关键词]中药经皮给药制剂技术;课程;教学

当代,随着材料学、生物学、信息技术等学科的飞速发展,世界市场上涌现出众多基于西药的外用制剂(巴布剂、微针、高分子膜剂、脂质体、胶原蛋白制剂等),对中医外治现代化具有重大启示,有望逐步摆脱传统中药复方制剂“粗老笨重”的局限,深化和拓宽中医外治的应用领域[1]。因此,对接中医外治产业发展新需求,以新时代医科建设理念为引领,优化“中医药+”人才培养路径,实现学校教育与医疗、科研、生产实践有机结合,构建深度融合、多方协同的应用型人才培养模式成为中医外治现代化发展的重中之重。综上,中药经皮给药制剂技术的教学及相关教学研究,有利于贯彻落实习近平总书记“中医药承精华守正创新”的重要批示;有利于推动中医药事业和产业高质量发展,推动中医药走向世界,充分发挥中医药防病治病的独特优势和作用;有利于建设健康中国、树立民族自信和实现中华民族伟大复兴。

面向中医学、针灸学、推拿学、康复学、健康学等专业的本科生或研究生,中药经皮给药制剂技术课程具有引领时代、推陳出新的重要意义。然而,大部分学生缺乏相关的材料学基础,难于理解新材料负载传统中药的机理、优势和意义,最终造成被动学习、被动理解,逐渐失去对中医外治新剂型的主观认识和兴趣。面对此类瓶颈,添加新材料制剂方法学实践、整合多类教学资源、自主设计外用制剂等教学方案将有助于提升学生们的主观能动性和课堂参与程度,实现“授人以鱼,不如授人以渔”的教学目的,有助于中医药事业的长期创新和长足进步。以下依次总结了中药经皮给药制剂技术课程教学案例分析、教学反思及课程思政。

一、教学案例分析

(一)伤湿止痛膏的配方组成及制备工艺

该课第四章中药经皮给药贴敷制剂、第五章小儿外用制剂、第六章中药黏膜给药等章节涉及多类古方和高分子材料相结合的案例。例如伤湿止痛膏采用了生草乌、生川乌、乳香、没药、生马钱子、丁香、肉桂、荆芥、防风、老鹳草、香加皮、积雪草、骨碎补、白芷、山柰、干姜等药物成分,需要结合中医“君臣佐使”的配伍原则进行分析。方中生草乌、生川乌祛风散寒,温经止痛;乳香、没药活血散瘀,伸筋止痛;生马钱子散结消肿,通络止痛;丁香、肉桂散寒活血,通经止痛;荆芥、防风、白芷、老鹳草、香加皮、积雪草祛风除湿散寒,通络止痛;骨碎补补肾壮阳,强筋壮骨,活血散瘀,消肿止痛;山柰、干姜温阳散寒止痛[2]。以上为传统中药成分,制成散剂会造成保质期短、无法实现制剂化、无法缓释给药等局限。由于大多中药有效成分为脂溶性,需要结合脂溶性的橡胶膏基质,提高中药成分的负载量。在橡胶膏基质中,松香为增粘剂,具有抗氧化性、耐光、耐老化和抗过敏等性能;樟脑、冰片、薄荷等为软化剂,使橡胶膏老嫩适宜、油润细腻;水杨酸甲酯为促渗剂,同时解除肌肉疼痛、关节疼痛及神经痛作用。与口服中药水煎不同,伤湿止痛膏制备工艺中采用90%乙醇煎煮中药获得的流浸膏,可以最大限度地提取醇溶性、脂溶性中药有效成分,煎液浓缩后药辅混合,方制得质量均一、保质期长、可规模化生产、能够透皮缓释的橡胶膏剂。

(二)小儿腹泻养护贴的配方组成及制备工艺

该课第五章介绍了一种小儿腹泻养护贴的配方工艺。在中药药方方面,丁香能够温中降级,散寒止痛,温肾助阳;肉桂能够补火助阳,散寒止痛,温经通脉,引火归元;吴茱萸能够散寒止痛,降逆止呕,助阳止泻;白胡椒能够温中散寒、促进消化、防腐抑菌。在辅料方面,聚乙烯醇为水溶性成膜基质,氮酮和无水乙醇为促渗剂,对羟基苯甲酸甲酯为抑菌剂,甘油为保湿剂,羧甲基纤维素为增稠剂。在制备工艺方面,采用水蒸气蒸馏法提取吴茱萸、肉桂、丁香和白胡椒挥发油,并用乙醇提取药物残渣中的生物碱,最大限度地提取药效成分。使用β-环糊精包合挥发油,其目的是增强挥发成分在聚乙烯醇基质中的溶解性或分散性。提取物和包合物混合粉碎过筛的目的为增强药物在基质中的分散性,有利于药效成分释放。聚乙烯醇和羧甲基纤维素在90度水浴中混合,冷却至室温后加入对羟基苯甲酸甲酯、无水乙醇、氮酮,加入提取物粉末,涂膜定型即得小儿腹泻养护贴。

(三)案例总结

如上所述,通过有机结合中医经典理论和高分子材料学理论,详细剖析各类新剂型的配伍成因、生产工艺,有助于加深同学们对经皮给药新制剂的了解,在日后的医学实践中,通识各类新制剂配方。此类改进方案需要本课教学工作者具有丰富的高分子材料学基础和中医-材料学交叉融合领域的实践经验。

二、教学反思

(一)通过配套实验课,从实践中加深认识

在讲授第三章经皮给药材料学基础和第四章中药经皮给药贴敷制剂,多数同学对树脂、热熔胶、压敏胶、水凝胶等高分子学概念不甚了解。而单纯的分子式无法令同学们深刻区分聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、卡波姆、卡拉胶等高分子基质。列举一些与日常生活息息相关的例子,会使学生们初步了解这类材料的质地。例如液态得力胶水以聚乙烯醇为原料,质感黏稠。果冻中具有卡拉胶的成分,质感软而易碎。另外,新型中药经皮给药制剂,如凝胶膏剂和橡胶膏剂配方工艺,既是此类章节的重点,同时也是本章节的难点。

因此,需要配套的实验课程,在配方工艺无毒、无害、安全的基础上,使学生们有机会接触性能各异的高分子基质。具体实例,如聚乙烯醇可以通过加热-冷冻-融化形成软而微黏的水凝胶,聚丙烯酸可以通过丙烯酸紫外光聚合获得黏性极佳、拉伸强度高的水凝胶,卡拉胶可通过加热溶解-冷凝可以得到软而脆的水凝胶等等。在实践过后进一步通过讲解分子式、水凝胶聚合网络结构,解释上述水凝胶各自特殊的物理化学性质的成因。在中药凝胶膏的实验课程中,通过凝胶基质的配置、药物混合、凝胶成型等实验步骤,剖析各组分如交联剂、交联调节剂、pH调节剂、保湿剂的作用,并对比分析成分缺失对凝胶膏物理化学性质的影响,加深同学们对配方与配方间协同作用的了解。

(二)结合新材料新方法,设计新型外用制剂

古人云:“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。书本上的实例、处方、技术方法是有限的,在大家日常的生活中,会遇到形形色色的病症,不仅需要现有的课本理论基础,往往还需具体问题具体分析。因此,课后思考题、课程作业的作用因而凸显出来。虽然此类作业没有确切的标准答案,但能极大鼓励学生的开放性思维和创造能力。

具体实例,如课后思考题:结合第七章所学知识,设计一款治疗失眠的微针贴,其中需要表述所选中药药材/西药、药理、药物提纯工艺、微针制作方法。首先,中药在助眠方面具有比较悠久的历史经验,黄精、酸枣仁、百合、柏子仁、茯神、五味子、刺五加和分心木均具有安神助眠的功效,可配伍使用。而常見安神助眠的西药为褪黑素,是由脑松果体分泌的激素之一。其次,在微针透皮给药方式上,可溶性微针、涂药实心金属微针、实心金属微针辅助给药(非载药金属微针结合药物贴片的“刺-贴”给药)均能达到理想的给药效果。再次,在微针基质的选材上,常用的高分子基质如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、硫酸软骨素、羧甲基纤维素钠均可作为可溶性微针基质,而Ti/Cu或Cr/Cu合金可用于实心金属微针涂膜给药。最后,复方中药需要选取合适的提取工艺和纯化方法,得到有效成分浓缩液,用于药辅混合制作微针。通过以上课程作业的布置,有助于加深学生理论知识的理解运用,有助于融合中医理论与高分子基质、有助于自主研发和设计新型中药制剂。

(三)整合视频、动画、制剂实物等教学资源加深认识

自21世纪以来,多媒体教学资源的出现极大便利了课堂效果的生动化,形象化。而单纯的PPT翻页陈述教学,容易造成学生注意力逐渐下降、只注重文本而忽略感知的局限。在本课第八章传统中药外治制剂的制作方法和第十一章经皮给药系统的产业化生产的教学活动中,面对新老中药经皮给药制剂复杂的工艺过程,需结合相关的工艺流程视频,并在视频的播放过程中逐一对每个生产环节进行讲解,有利于提高课堂注意力和深化理解。在介绍第六章中药黏膜给药的过程中,学生对于中药黏膜给药剂型如气雾剂、喷雾剂、洗剂、膜剂等陌生程度普遍较高,因此可以在教学准备中,获得相关制剂的实物,通过学生浏览传阅,加深对本章课程的理解。

(四)培养学生设计实验方案,验证明制剂的有效性

本科生教学注重的是应试,而面向研究生教学,运用本课程已有的知识创造新的知识,即推陈出新尤为重要。不仅要求学生们有能力选择合适的材料基质负载中药,还要求学生能够通过实验设计,遵循严谨的科研思维,验证新制剂的安全性和有效性。针对此类需求,在本课第九章中药经皮给药制剂药理和毒理学研究和第十章药代动力学研究的教学研究中,应当注重多种表征测试方法、体内-体外实验、药效学-药代学的协调统一。在验证药物有效性的过程中,以体外模型实验为先,以体内验证实验为本,进一步指导临床用药。在筛选药物有效成分方面,有效区分单味药和复方药研究的异同。在模型组-对照组设计方面,应注重如何突出中药经皮给药制剂的优势和特点。

(五)介绍相关学术公众号让学生跟进材料发展的脚步

制剂学和材料学的发展是日新月异的,需要同学们紧跟学术前沿,进行自学和拓展。近年来先后涌现出多种新型给药系统,如柔性传感器给药系统、靶向纳米给药系统、植物油-蜂蜡给药系统等[3],均为中药经皮给药的进一步发展提供了重要参考。本课程推荐“中草药杂志社”“脐疗”“高分子科学前沿”“高分子材料科学”“高分子科技”“纳米人”“材料人”等学术公众号用于对本课程感兴趣的同学课外学习。启发性强的公众号推送文章,可以进行收藏保留。同时,此类学术公众号的关注也有助于提升同学们的学术素养,开阔应用思路。

三、课程融合思政元素

(一)国家安定推动中医药事业的发展

该课程和民族交流、中医药文化自信、职业道德等思政元素密切相关,是一门思政元素非常丰富的课程。首先,纵观中医外治发展史,很多重大的著作如《黄帝内经》《备急千金要方》《外台秘要》《太平惠民和剂局方》《妇人良方》《本草纲目》《急救广生集》《外治寿世方》等,大多是在国家政权稳定,百姓安居乐业的年代编著的,奠定了中药经皮给药的理论基础。可见国泰民安是经皮给药事业突飞猛进的重要前提,这就要求我们时时刻刻维护国家安全和稳定,维护民族团结,维护来之不易的繁荣新局面。其次,新中国成立以来,结合国内外新技术和新方法,在短短三十年的发展历史,在穴位疗法、敷脐疗法和足心疗法等领域有了新的认识和突破。中医外治产品的种类从传统的黑膏药拓展到涂膜剂、膜剂、凝胶膏剂、喷雾剂和贴膏等等。以上成果说明,在中国特色社会主义理论的引领下,中医药传统行业正在焕发出勃勃生机,经皮给药制剂技术成为新兴领域,运用现代经皮给药新技术改革传统中药膏剂,研究中药经皮给药新药势在必行,具有广阔的发展前景,有助于进一步推动中医走向世界,使中医文化惠及全球民众。

(二)师德师风的积极引导

基于各类思政元素,在教学过程中,教师要坚持以德立身、以德立学、以德施教,注重加强对学生的世界观、人生观和价值观的教育,传承和创新中华优秀传统文化,积极引导学生树立正确的国家观、民族观、历史观、文化观,为社会培养更多德智体美劳全面发展的人才,为中国特色社会主义事业培养合格的建设者和可靠的接班人。

结束语

总体来讲,中药经皮给药制剂技术是中药现代化的突出表现,既是一门交叉学科,同时也是一门前沿学科、新兴学科。这要求本课的教学工作者在相关领域具有丰富的研究经验,同时在教学活动中寻求经验、弥补不足。面向中医药学校的本科生、研究生教学,应继续秉承“中医为本、材料为辅、辅以助本”的教学理念,深化材料学认知水平、鼓励创新思路、建立严谨的方法学思维成为本课的初衷。通过对本课的教学反思和总结,将有效促进祖国中医药事业的蓬勃发展,实现厚积薄发。

参考文献

[1]梁秉文,刘淑芝,梁文权.中药经皮给药制剂技术[M].北京:化学工业出版社,2017.

[2]国家药典委员会.中华人民共和国药典(2005年版)一部[M].北京:化学工业出版社,2015.

[3]宋佳段,朱庆文,夏天吉.中药外用治疗皮肤病的剂型研究进展[J].中医外治杂志,2018,27(1):55-56.

作者简介:陈辰(1988— ),男,汉族,山东齐河人,山东中医药大学,讲师,博士。

研究方向:医用高分子材料。

基金项目:山东省中医药科技项目“新型磷酸酯微针负载黄芪药效成分用于治疗骨质疏松”(项目编号:Q-2023016);国家自然科学青年基金“新型“研磨胶”负载丹皮酚及其透皮缓释性能研究”(项目编号:82304431)的资助。

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