药用高分子材料学综合性实验设计—以金银花涂膜剂为例

傅 建，付慧晓，徐 剑，宋信莉，刘 耀，郭 玲

(1.贵州中医药大学 药学院，贵州 贵阳 550025;2.2贵阳市第一人民医院，贵州 贵阳 550002)

2019年英国《自然》杂志聚焦我国材料科学，文中描述到中国在材料科学领域的影响力正与日俱增，在2017年发文量比第二的美国多出两倍，已成为纳米材料、凝聚体物理和结构材料等材料科学领域的领头羊，且尤为注重在医学领域的应用[1]。药用高分子材料的飞速发展为药物制剂新剂型的开发奠定了基础，如自调式给药系统、靶向给药系统、纳米给药系统都归功于新型高分子材料的开发与应用，他们在提高疗效、降低副作用、提高病人顺应性等方面发挥着积极的作用。我校非常注重课程设置的层次性和系统性，为药物制剂、制药工程、药学、中药制药等专业设置了药用高分子材料学的必修(选修)课。但是通过对学生的问卷调查，学生们普遍反馈：药用高分子材料学这门学科难以记忆、逻辑性不强，普遍存在边记边丢的现象。笔者认为这是因为这门学科的知识点分散，如前几章节主要介绍高分子的基本概念、结构和性能，涉及多学科交叉，包括物理和化学知识，如果同学们基础不扎实，则较易产生畏难情绪；而药用天然高分子材料、药用合成高分子材料章节涉及的材料种类繁杂，同学们没有吃透共性和特性、无法透彻消化其内部规律，最终导致学生学习兴趣下降、成绩停滞不前，两者恶性循环，从而无法保障教学质量。通过与授课老师的互相交流，达成该课程综合性和实践性强的共识，而传统的理论教学模式跟不上日新月异的材料学发展，因此为了加强理论与应用的结合，培养学生的实践能力，加深对材料学的认知，根据中医药院校的特色，增设综合设计性实验，在教学过程中引入金银花涂膜剂的实验教学。

1 金银花涂膜剂制备与评价实验

1.1 实验目的

首先掌握涂膜剂成膜材料的性能及应用；其次掌握金银花涂膜剂制备方法，涂膜剂外观性状考察；最后熟悉正交设计优化处方。

1.2 实验原理

金银花为忍冬科植物忍冬(Lonicera japonica Thunb.)的干燥花蕾或带初开的花，富含环烯醚萜类、三萜及三萜皂苷类、有机酸类、挥发油多种活性成分[2]，在抗菌、抗炎、抗病毒等方面作用明显[3]。自古以来，金银花在疾病的防治方面应用广泛，尤擅长于外科疮疡诸证，取其清热解毒之功，如仙方活命饮中重用金银花，因此该方亦被称为“疮痈之圣药，外科之首方”[4]。涂膜剂是将药物溶解或分散于含成膜材料的溶剂中，涂搽患处后形成薄膜的外用液体制剂，具有制备工艺简单，使用安全且方便，易于携带，药效持续时间长且质量稳定等优点，具有广阔的应用前景[5]。本实验采用正交试验方法，以涂膜剂的成膜时间和外观性状(均匀度、延展性、粘稠度)为考察指标，聚乙烯醇(PVA-124)、吐温-80和甘油的用量为考察因素，优选金银花涂膜剂成膜材料的最佳配比。

1.3 实验方案

为节省实验时间，前期通过单因素考察已将处方选定，将处方量的PVA-124用70 mL 10%的乙醇进行有限溶胀，再置80℃水浴上加热搅拌无限溶胀使成凝胶状，然后逐次加入吐温-80(Tween-80)、甘油、氮酮，溶解、搅拌均匀，作为成膜基质。取1 g金银花提取物加10 mL 10%乙醇进行溶解与成膜基质混合均匀，超声脱气，即得。

1.4 涂膜剂性能考察

成膜时间测定：取“1.3”项下金银花涂膜剂1 mL，涂展于玻璃板上。开始计时，当成为不可流动的固态薄膜时停止计时，即为成膜时间。

外观性状评价：取“1.3”项下金银花涂膜剂1 mL，涂展于玻璃板上，室温干燥，观察其均匀度、延展性、粘稠度。对以上3个指标进行打分，每个指标满分10分，其中性能良好为10～7分，一般为6～4分，性能差则为3～1分。综合评价：参考文献方法[6]，采用加权法来计算综合得分(成膜时间占比为40%，性状评分占比为60%)。综合得分=(最小成膜时间/成膜时间)×40+(性状评分/性状评分最大值)×60。学生自主设计因素水平和正交试验，并采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，优选最优处方并进行分析。

2 从实验教学总结教学规律

2.1 药用高分子材料学与中药药剂学知识点有机结合

该综合性实验涉及两门课程的知识点，要求同学们对知识点之间进行相互关联，产生联想思维。首先要对涂膜剂的处方进行分析，其常用成膜材料有聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙基纤维素、火胶棉等，常用的挥发性溶剂有：乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚等，加入少量增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、甘油、丙二醇、山梨醇、甘露醇等。则要求同学们要熟悉以上高分子材料的性能及应用，并能掌握其共性和特性，以点概面归纳涂膜剂材料的应用范围，并结合实验内容优选处方。在掌握高分子材料的基础上结合中药药剂学所学知识，掌握涂膜剂的特点、制法及评价指标。

2.2 完善实验教学，提升学生综合能力

综合性实验室在基础上性实验的深入，综合性实验要求学生具有一定的基本知识和基本技能的基础上，运用一门课程或多门课程的知识对学生实验技能和方法进行综合训练的一种复合型实验[7]，要求学生能充分运用已学到的知识，去发现问题、解决问题。本实验项目设计构思严谨，紧扣中医药院校的特色教学，实验内容丰富，综合性较强，实验原理和实验操作紧扣理论教学重点知识点。相较于常规的教学模式，开设综合性实验更易发散学生的思维，激发学生的主观能动性。除此之外，实验过程中要求学生详细记录实验现象和数据，通过实验过程和结果分析，加深对理论知识的理解，培养了学生缜密科研思维能力，有效提升了学生科技论文的撰写能力。

3 结语

该综合性实验已在我校中药学专业开展且运行良好，通过金银花涂膜剂的处方设计、制备及评价等实验内容，有利于理论知识的归纳和理解，使学生进一步掌握高分子材料的性质及其应用原理，有利于实践操作的训练和创新能力的培养；有利于提升学生的学习兴趣，提高课程教学质量，为药用高分材料学实验教学体系建设奠定基础。此外，本实验项目综合性强，实验流程设计可科学；实验操作简便，现象明显，数据客观，处理严谨，可操作性强，易于实施，具有极好的推广应用潜力。本综合性实验以金银花为原料设计成偏重于西药的涂膜剂，将中西医有机融合，对增加同学的中医药文化自信将大有裨益。