生物药剂学分类系统(Biopharmaceuticsclassifi-cationsystem，BCS)是根据溶解度和渗透性对药物进行分类的一种科学方法。它的出现为药品管理和新药研发提供了一个非常重要的工具。本文基于BCS简述如何改善难溶性药物的水溶性，从而提高药物口服生物利用度的有效方法，并对具体难溶性药物的处方设计进行简单讨论。

1 BCS简述

BCS自1995年被Amidon等提出以来至今已成为药品管理中一个非常重要的工具  。其根据药物在体外的溶解性和肠道渗透性的高低将药物分为四类：BCS分类Ⅰ型(高水溶性/高渗透性药物)、Ⅱ型(低水溶性/高渗透性药物)、Ⅲ型(高水溶性/低渗透性药物)、Ⅳ型(低水溶性/低渗透性药物)。

1.1 BCS的分类原则

BCS的分类依据是药物的水溶性以及渗透性，为保证分类的科学性，准确测定药物的溶解性和渗透性是首要前提。

不同管理当局对BCS中高溶解性和高渗透性的定义有所不同，FDA中的标准如下：

溶解性，当药物的最大吸收剂量能在37℃，pH1～7.5范围内，在不大于250mL的水性缓冲液介质中完全溶解，即具有高溶解性；反之，则具低溶解性。

渗透性，高渗透性药物是指在没有证据表明药物在胃肠道不稳定的情况下，在肠道吸收达到90%以上的药物，否则即为低渗透性药物。

1.2 BCS中的相关参数

BCS中有三个重要参数，即吸收数(absorptionnumber，An)、剂量数(dosenumber，Do)和溶出数(dissolutionnumber，Dn)，可以以此来描述药物的吸收特点。综合分析这三个参数，可判断药物是否被吸收，同时又可计算出F(药物的吸收分数)值，对BCS具有很大意义。

2 BCS分类系统的应用

2.1 在药品管理机构中的应用

药品在获批上市时，已被充分证实其安全性和有效性，因此，不必为证实其与已上市药品是否达到同样的质量标准而进行深刻的研究，这样可使药物的研究周期缩短，也可减少志愿者对药物的服用。有研究人员提议将BCS分类系统中高水溶性规定的pH7.5的上限降为6.8，将高渗透性的界限从规定的90%改为85%，并对生物豁免在第Ⅱ、Ⅲ型药物拓展应用的可能性进行评述。

2.2 在药品开发中的应用

20世纪60年代以来，人们越来越重视口服药物的溶解性和渗透性的重要性，许多研究为新药开发提供了重要的数据。

2.2.1候选药物的筛选

候选药物的开发有两个重要的方面，即溶解性和通透性。为了有效降低新药开发的风险，要在药物开发的早期制定溶解性和通透性可接受的标准，这样还能减少药物研制过程中人力、物力和时间上的浪费。

2.2.2预测药物与食物的相互作用

食物对药物吸收的影响非常复杂，如延缓药物胃排空、刺激胆汁分泌、改变胃肠道pH、增加内脏血流量、改变药物肠腔代谢、与药物或药物制剂在化学上发生相互作用等。BCS的出现为预测食物对药物的吸收提供了可能。

进食会降低Ⅰ型药物的胃排空速率，延缓药物吸收，对血药峰浓度影响较大，对生物半衰期短的药物影响尤其明显，但对吸收程度的影响一般不大。

对于Ⅱ型药物，小剂量给药时，溶出速度是吸收的限速过程，进食后胆汁的增加对其影响不大;但当大剂量给药时，其在胃肠道中的溶解度接近饱和溶解度，进食可使药物的溶解度显著增加，如灰黄霉素，由于进食使生物利用度增加5倍。

Ⅲ型药物的吸收对食物的摄入量不敏感，透过性是其限速过程。若食物中有影响药物跨膜过程的成分，则也会影响药物的吸收。如在进食或禁食后给药，Ⅲ类药物美拉加群的生物利用度相同。

2.2.3基于BCS的新药研究生物豁免原则

在BCS出现之前，生物等效性的评价标准只能依靠体内研究，其出现以后，可使体外溶出试验代替人体体内试验。按照《依据生物药剂学分类系统对口服速释型固体制剂采用免做人体生物利用度和生物等效性试验》的指导原则，目前可以考虑免除生物等效性研究的只有Ⅰ型药物的口服速释制剂。

对于BCSⅡ型药物，溶出速度/速率限制药物在体内的吸收。若药物已经具有明确的体内外溶出相关性，同样可以考虑免除生物等效性研究。

3 提高BCS中各类药物生物利用度的基本方法

BCS理论指导药物的剂型设计、剂型选择，提高其生物利用度。

Ⅰ型药物体内吸收较好，易于制成口服制剂。若其首过效应明显且对胃酸不稳定，可对其进行包衣等处理。

Ⅱ型药物溶解度决定吸收速度。提高Ⅱ型药物生物利用度的方法有制成可溶性盐类、选择合适的晶型和溶媒化物、加入适量表面活性剂、增加药物的表面积、制剂学方法、增加药物在胃肠道内的滞留时间。

Ⅲ型药物的通透性是吸收的限速过程。为促进药物的跨膜转运可采用以下方法:延长药物在胃内的滞留时间、加入透膜吸收促进剂、制成前体药物、制成微粒给药系统等。

Ⅳ型药物有较低的溶解性和通透性，通常采取静脉途径给药。

4 针对BCS在难溶性药物处方设计中的应用

组合化学和高通量筛选广泛应用于药物的发现过程，导致候选药物中难溶性药物的数量大大增加，近年来约有70%的新候选药物水溶性较低，另外约有40%正在销售的速释(IＲ)口服药物为难溶性药物。

对于BCS中的第Ⅱ类药物而言，其在胃肠道中的低溶解度或低溶出速率，可能导致药物的口服生物利用度低。

因此，解决因药物难溶性引起的口服低吸收问题，可提高这类药物的口服生物利用度。目前，解决药物难溶性主要有以下几种方法:纳米晶体技术、药物的结构修饰、前药设计、乳化技术等。

4.1 纳米晶体技术

纳米晶体是指将难溶性药物粉碎或重结晶成半径在1～1000nm范围内的粒子，且可将其制成混悬液或固体制剂。

当药物的粒子半径较小时，可使其饱和溶解度和溶出速率得到提高，因其粒径小，比表面积大，因此，可将纳米结晶技术应用于提高口服难溶性药物的溶解度。

纳米晶体可提高溶出速率和生物利用度。根据Noyes-Whitney方程，减小粒径，增大比表面积，可增大饱和溶解度且提高溶出速率。纳米晶体解决了药物在胃肠道吸收中关键的限速问题，促进了药物在胃肠道中的吸收，提高了药物的生物利用度。

4.2 结构修饰改善药物的溶解性

BCS中第Ⅱ和第Ⅳ类药物均存在水溶性低的问题，因此，低溶解度限制了其吸收度。为提高药物水溶性，可将其磺基化、糖基化或设计成盐类等。

4.2.1磺基化和糖基化

磺基化可以改善化合物的水溶性，是一种重要的结构修饰手段，并可能增加药物的生物活性。如丹皮酚的磺基化。糖具有很强的亲水性，引入糖基可以影响药物的物理性质，从而改善药物的水溶性，提高其生物利用度。如辣椒素的糖基化。

4.2.2制成盐类

盐芒果苷(mangiferin)药理活性好，但水溶性差，使其开发受到了限制，邓家刚等将芒果苷3-酚羟基转化成钠盐，改善了其水溶性，使其在胃肠道中的吸收得到了促进，进而提高了生物利用度和疗效。

4.3 纳经典的前药设计

经典的前药设计一般通过药物在母体的水溶性，使小肠的被动转运增强或代谢减少，从而提高药物的口服吸收，药剂学者经常面对因药物水溶性差而影响药物吸收的难题。

药物设计成前药后一般有带电基(如磷酸酯、单琥珀酸酯、氨基酸酯等)或亲水基(聚乙烯-乙二醇共聚物及PEG)等。

左旋多巴是广泛应用且有效的帕金森治疗药物，但该药水溶性差，将其设计成左旋多巴乙酯后水溶性大大提高，临床试验表明口服左旋多巴乙酯起效速度比左旋多巴快。

4.4 乳化技术

乳化制剂是国外研究如何提高难溶性药物生物利用度的方法之一。由1975年人体药动学研究的报道可知，灰黄霉素的玉米油乳剂比其混悬剂和市售片剂的生物利用度提高两倍。

如今，乳化给药系统备受重视，其是一种溶液给药系统，水相与油相同时存在，亲水性药物和疏水性药物均能被溶解。乳化液包括三种类型:油包水(W/O)型、水包油(O/W)型及双连续相。经过不断研究可看出，在水溶性和油溶性药物中，乳液的增容量均高出药物在水中和油中的溶解度之和。

5 针对BCS在难溶性中药处方设计中的应用

近年来的研究显示，中药制剂同化学制剂一样，活性成分口服生物利用度低，影响其临床疗效的发挥。中药组分只有先在胃肠道消化液中溶解，再透过肠道上皮细胞黏膜，进入血液循环，才能被吸收，才具有一定的生物利用度。目前，改变中药制剂口服生物利用度的方法有改变剂型和固体分散体技术等。

5.1 改变剂型

药物的不同剂型可能会导致其生物利用度的差异，一般认为80%～125%为生物等效，超出此范围即为生物不等效，或生物利用度降低或提高。如向大雄等研制的葛根总黄酮生物粘附性缓释片与普通片相比，生物利用度得到明显提高。

5.2 固体分散体技术

固体分散体(Soliddispersion)是指药物高度分散在适宜的载体材料中形成的一种固态物质，又称固体分散物。固体分散体是一种制剂的中间体，添加适宜的辅料并通过适宜的制剂工艺可进一步制成片剂、胶囊剂、滴丸剂、颗粒剂等。

难溶性药物高度分散在适宜的载体中，当与胃液接触后可迅速溶出加快吸收，提高生物利用度。严菲等将黄芩素制成固体分散体后大大提高了体外溶出度，根据大鼠体内的生物利用度可知，黄芩素固体分散体比其原料药达峰时间短，达峰浓度高，相对生物利用度为164%。

随着新科技在药剂学中的应用，有越来越多的方法用于解决难溶性药物带来的一系列问题。相信伴随着科学界对BCS研究的不断进步，一定能够解决难溶性药物处方中的限制性问题，加快药品的上市。