113 關務特考三等 藥事(選試英文) 藥劑學(包括生物藥劑學) 考古題詳解
第 一 題25 分
請針對下列 3 種劑型,每種劑型分別列出 2 項特性並詳細說明之,所列特性均不得重複。
(一) Buccal dosage form。(8 分)
(二) 吸入型藥用氣化噴霧劑(Inhalation aerosol)。(8 分)
(三) Lipid nanoparticles。(9 分)
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核心觀念
本題考查三類劑型的給藥途徑、藥物釋放與吸收特性,以及製劑設計和使用上的特點。作答時,每種劑型列出兩項彼此不同的特性,並說明其作用原理或臨床意義;不可只列名稱。
解題方法
依序從「給藥部位與吸收途徑」及「製劑結構、藥物釋放或使用特性」切入。Buccal dosage form 著重口腔黏膜吸收;吸入型氣化噴霧劑著重氣霧粒子進入呼吸道的沉積,以及推進劑與裝置;Lipid nanoparticles 則著重脂質載體結構與藥物包覆、遞送功能。
(一)Buccal dosage form
特性一:經頰黏膜吸收,可達全身性作用
Buccal dosage form 是置於口腔頰側黏膜與牙齦間,藥物溶出後穿越頰黏膜進入局部組織及血液循環。頰黏膜具有血液灌流,適合設計成全身性給藥劑型。與吞服後經胃腸道吸收的藥物相比,經頰黏膜吸收可減少胃腸道環境對藥物的影響,且已吸收藥物可部分避開肝臟首渡代謝,有助提高某些藥物的生體可用率。
特性二:可延長黏膜停留與藥物釋放
頰黏膜劑型常採用黏膜黏附性聚合物,使製劑附著於頰黏膜,延長藥物與吸收部位的接觸時間。錠劑或薄膜可設計成單向或雙向釋放:單向設計使藥物主要朝黏膜釋放,減少藥物被唾液帶入口中並吞下;緩釋設計則可控制藥物釋出速率,延長作用時間。製劑須兼顧黏附力、舒適度與唾液環境下的穩定性。
(二)吸入型藥用氣化噴霧劑(Inhalation aerosol)
特性一:以氣霧粒子沉積於呼吸道,粒徑影響沉積位置
吸入型氣化噴霧劑將藥物以細小液滴或固體粒子形式分散於氣體中,吸入後依空氣動力學粒徑、吸氣流速及患者吸入技巧,沉積於口咽部、支氣管或較深部的肺泡區域。粒子過大時容易撞擊並沉積在口咽部;粒子過小時則可能隨呼氣排出。適當粒徑有助藥物到達預定呼吸道部位,降低口咽部沉積及全身性暴露。
特性二:定量吸入氣霧劑以加壓容器及閥門提供單次劑量
定量吸入氣霧劑(metered-dose inhaler, MDI)通常由加壓容器、藥物製劑、推進劑及定量閥門組成。按壓裝置時,閥門釋出預定體積的製劑;推進劑迅速汽化,形成含藥氣霧供患者吸入。
第 二 題25 分
有一個藥物以靜脈輸注(intravenous infusion)方式給予,零級輸注速率為 ,藥物可均勻分布在體內,但具有較慢的排除速率,並遵循一級動力學模式。
(一) 請詳細說明要達到 90%、95%、99%穩定血中濃度所需要的時間各為多少個半衰期?並寫出其相關式。(15 分)
(二) 請問該藥物為什麼需要給予 IV bolus loading dose?應給予的 loading dose 是多少?請詳細說明之。(10 分)
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核心觀念
本題考查一室模型中,藥物以零級速率 持續靜脈輸注、並以一級動力學排除時,血中濃度接近穩定狀態的速度,以及如何用靜脈快速推注(IV bolus)負荷劑量,使濃度一開始就達到目標穩定濃度。
設:
- :輸注開始後 時間的血中濃度
- :穩定血中濃度
- :一級排除速率常數
- :表觀分布體積
- :全身清除率
- :排除半衰期,
假設藥物符合線性一室模型,且靜脈給藥的生體可用率為 1。
(一)達到 90%、95%、99% 穩定濃度所需時間
解題方法與公式
穩定狀態時,輸注速率等於排除速率:
因此:
持續輸注時,濃度隨時間變化為:
所以,已達穩定濃度的比例為:
若要求達到穩定濃度的比例 ,則:
整理得:
以半衰期表示,代入 :
計算結果
| 達到穩定濃度的比例 | 代入公式 | 所需時間 |
|---|---|---|
| 90% | 約 個半衰期 | |
| 95% | 約 個半衰期 | |
| 99% | 約 個半衰期 |
因此,常用近似值為:達到 90% 約需 3.3 個半衰期;達到 95% 約需 4.3 個半衰期;達到 99% 約需 6.6 個半衰期。
(二)IV bolus loading dose 的理由與計算
為什麼需要負荷劑量
第 三 題25 分
根據藥物的 Biopharmaceutics Classification System(BCS)分類,請回答下列問題:
(一) 寫出 BCS 分類中哪 2 類藥品,其口服給予的速放劑型學名藥在符合一些特定條件下(例如:體外溶離),可以免除執行生體相等性試驗。此外,這 2 類藥品的共同特性又為何?(10 分)
(二) 寫出 3 個會影響難溶性藥物溶解度和體內生體可用率的重要物化性質,以及對應的改善方法。(15 分)
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核心觀念
BCS(Biopharmaceutics Classification System,生物藥劑學分類系統)依藥物的水中溶解度與腸道膜通透性分成四類:
| BCS 類別 | 溶解度 | 通透性 |
|---|---|---|
| I | 高 | 高 |
| II | 低 | 高 |
| III | 高 | 低 |
| IV | 低 | 低 |
高溶解度通常以最高單次治療劑量能否溶於 250 mL 以下的水性介質判定,並在生理相關 pH 範圍與體溫條件下評估。BCS 生體相等性豁免(BCS-based biowaiver)適用於符合相關條件的口服速放製劑,讓特定藥品免做體內生體相等性試驗,改以體外溶離等資料支持。
解題方法
第一小題要從「可申請 BCS 生體相等性豁免」判斷藥品類別,再找兩類共有的 BCS 特性。可豁免類別為 BCS 第一類與第三類;兩者在通透性上不同,但都具有高溶解度。
第二小題則從難溶性藥物的溶出與吸收限制切入。藥物溶解度及生體可用率會受晶型、粒徑與離子化程度等物化性質影響;作答時須把每一性質與可行的處方或製程改善方法配對。
(一)可適用 BCS 生體相等性豁免的類別
作答要點
可申請豁免的兩類為:
- BCS 第一類:高溶解度、高通透性
- BCS 第三類:高溶解度、低通透性
兩者共同特性為:藥物具有高溶解度。因此,在劑型能迅速崩散、藥物能迅速溶出,且符合其他法規條件時,體外溶離資料可用來支持免除體內生體相等性試驗。
常見判斷標準之一是測試製劑在規定溶離條件下於 30 分鐘內溶出至少 85%;申請時仍須符合適用規範對溶離相似性、賦形劑與藥品特性的要求。第三類藥品因腸道通透性較低,處方中賦形劑可能影響吸收,相關豁免條件通常較嚴格。
解題技巧
第 四 題25 分
請回答下列有關水包油型乳劑之相關問題:
(一) 基劑的基本組成以及乳劑形成的機制。(10 分)
(二) 會發生在乳劑劑型的不安定現象。(5 分)
(三) 會造成乳劑發生不安定的原因 2 項以及預防方法。(10 分)
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核心觀念
水包油型乳劑(oil-in-water emulsion, O/W)是由油相分散於水相中所形成的液態分散系;油相為內相,水相為外相。乳劑由油相、水相及乳化劑構成,並可依需要加入防腐劑、抗氧化劑、增稠劑、緩衝劑或矯味劑等。
本題重點是辨認乳劑的不安定型態,並將造成不安定的因素連結至相應的預防方法。乳劑屬熱力學不安定系統,製劑設計的目的在於降低不安定現象發生的速率、維持分散均勻性及使用品質。
解題方法
作答時先說明 O/W 乳劑的相態與組成,再說明乳化劑如何促進油滴分散並穩定油水界面,最後將乳劑不安定分為油滴移動、油滴聚集、油滴合併及相態改變等類型。原因與預防方法則以「不安定因素—作用方式—對應控制方法」成對說明。
(一)基劑的基本組成以及乳劑形成的機制
基本組成
- 油相:作為內相,以小液滴分散於水相中;可包含油性藥物、油脂或油溶性賦形劑。
- 水相:作為外相,通常為純化水或含水溶性成分的水溶液。
- 乳化劑:降低油水界面張力,並在油滴表面形成界面膜,協助油滴分散及穩定。
- 其他添加劑:依製劑需求加入防腐劑、抗氧化劑、增稠劑、緩衝劑及矯味劑等。
乳劑形成機制
油相與水相不易互溶。乳化時施加攪拌或均質等機械能,使油相分裂成細小油滴;乳化劑吸附於油水界面,降低界面張力,減少油滴形成所需的能量。乳化劑分子的親油部分朝向油相,親水部分朝向水相,使油滴表面形成界面膜。
界面膜可提供靜電排斥或立體障礙,降低油滴碰撞後聚集、合併的機會;水相增稠也可減慢油滴移動,提升乳劑的物理穩定性。依 Bancroft 法則,乳化劑較易溶於的液相通常成為外相;形成 O/W 乳劑時,乳化劑的親水性須足以使水相成為連續相。
(二)會發生在乳劑劑型的不安定現象
- 乳析(creaming):油滴因密度差而向上移動、聚集於乳劑上層;外觀分層,但油滴尚未合併,適當搖振後通常可重新分散。
- 絮凝(flocculation):油滴聚成鬆散團簇,彼此仍保有各自的界面膜,尚未合併成較大油滴;若長期未處理,可增加後續合併風險。
- 聚結(coalescence):油滴界面膜破裂,數個小油滴合併成較大油滴,通常不可藉搖振恢復原狀。
- 破乳(cracking 或 breaking):油水兩相明顯分離,乳劑失去原有分散狀態,屬不可逆不安定。