110 高普考高考三級 藥事 藥劑學(包括生物藥劑學) 考古題詳解

110 年・高普考・高考三級・藥事
試題代碼 藥劑學(包括生物藥劑學)

第 一 題20 分

請試述下列名詞之意涵:(每小題 4 分,共 20 分)

(一) Iontophoresis

(二) Effervescent dosage form

(三) Delayed-release dosage form

(四) Drug product performance

(五) Dialysance

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核心觀念

本題考查五個藥劑學名詞的定義與應用範圍:經皮給藥的離子導入、發泡劑型、延遲釋放劑型、藥品製劑表現,以及透析清除能力的量化指標。作答時應先指出各名詞的核心定義,再補上其機制或用途;其中 Delayed-release dosage form 與一般的緩釋劑型不可混為一談。

解題方法與名詞解釋

(一)Iontophoresis:離子導入法

離子導入法是利用低強度直流電,促使帶電藥物經由皮膚或其他生物膜傳輸的方法。將藥物置於與其電荷相同的電極下,利用同電荷相斥原理,使藥物離子由電極進入皮膚;電場也可促進藥物經由汗腺、毛囊等途徑移動。

  • 陽離子藥物通常置於陽極下,陰離子藥物通常置於陰極下。
  • 藥物傳輸量與電流強度、作用時間、藥物電荷及皮膚狀態等因素有關。
  • 可用於提高局部或全身性經皮給藥,但通常較適合小分子、帶電且具水溶性的藥物。

(二)Effervescent dosage form:發泡劑型

發泡劑型是含有酸性成分與碳酸氫鹽或碳酸鹽的劑型;遇水後發生酸鹼反應,產生二氧化碳氣體,使製劑崩散或溶解,供患者飲用。

常見反應例如:

H++HCO3−→CO2↑+H2O\mathrm{H^+ + HCO_3^- \rightarrow CO_2 \uparrow + H_2O}

發泡錠常在服用前先溶於水,形成溶液或懸液。二氧化碳可促進製劑分散,並改善口感;製造與保存時須防潮,以免提前反應、影響品質。

(三)Delayed-release dosage form:延遲釋放劑型

延遲釋放劑型是以製劑設計使藥物在給藥後經過一段時間,或到達特定部位後才開始釋放的劑型。常見作法包括使用腸溶衣,使藥物在胃內不易釋出,待進入較高 pH 的腸道環境後才溶解並釋放。

其目的可包括避免藥物在胃酸中分解、減少藥物對胃部的刺激,或使藥物於特定部位釋放。此名詞重點是「開始釋放的時間或部位受到延後」;緩釋劑型則著重延長藥物釋放時間、降低釋放速率,兩者概念不同。

(四)Drug product performance:藥品製劑表現

藥品製劑表現是指特定藥品製劑在使用後,藥物釋放、吸收及產生治療效果的整體表現。評估時可從藥品的品質與體外釋放特性,連結到體內的吸收、生體可用率與臨床療效,也須考量安全性。

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第 二 題10 分

藥品於臨床研究或醫療使用,基於病人的考量,決定藥品劑量之因素包括那些?並說明其理由。

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核心觀念

本題考查「個體化用藥」:相同藥品與相同劑量,病人因生理、病理及藥物反應不同,可能出現不同的血中濃度、療效與不良反應。因此,劑量應以達到有效治療濃度、避免毒性為目標,並依病人特性調整。

藥物動力學上,維持給藥速率與清除率、目標穩態血中濃度相關:

維持給藥速率=Css,target×CLF\text{維持給藥速率}=\frac{C_{\mathrm{ss,target}}\times CL}{F}

其中 Css,targetC_{\mathrm{ss,target}} 為目標穩態濃度,CLCL 為清除率,FF 為生體可用率。負荷劑量則主要取決於分布體積:

負荷劑量=Ctarget×VdF\text{負荷劑量}=\frac{C_{\mathrm{target}}\times V_d}{F}

因此,影響清除率、分布體積、生體可用率或藥效反應的病人因素,都可能影響劑量決定。

解題方法

依「病人特徵 → 對藥物動力學或藥效學的影響 → 劑量上的考量」分層作答。除了年齡、體重等基本生理條件,也要涵蓋器官功能、疾病、基因、合併用藥及個別治療反應,並說明其影響方向與理由。

決定劑量的病人相關因素及理由

  1. 年齡與生理發育階段 新生兒、嬰幼兒的肝臟代謝酵素與腎臟排泄功能尚未成熟;老年人則常有腎功能下降、肝血流減少及體組成改變,藥物清除或分布可能與一般成人不同。孕婦也會因生理變化而影響藥物動力學,且須考量胎兒暴露與安全性。

  2. 體重、體表面積及體組成 部分藥物依體重(mg/kg)或體表面積(mg/m²)給藥,體型會影響適當劑量。肥胖者脂肪與瘦體組織比例改變,不同藥物在脂肪及水相中的分布不同,因此不能將所有藥物一律按實際體重等比例增加。

  3. 腎功能 腎功能下降會降低由腎臟排除的藥物或活性代謝物之清除,造成蓄積與毒性風險上升。腎排除比例高的藥物,常須降低每次劑量、延長給藥間隔,或依腎功能及血中濃度調整。

  4. 肝功能 肝病可能降低肝臟代謝能力、改變肝血流或影響膽汁排泄;低白蛋白血症亦會改變部分藥物的蛋白結合與游離藥物比例。因此,肝代謝或高肝萃取藥物的劑量,需配合肝功能與臨床反應評估。

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第 三 題12 分

口服錠劑除了主成分以外,於處方設計及製備過程常須添加賦形劑以利壓錠或改善品質,依其功能試舉四種常見之賦形劑類型,說明其添加之目的,並各舉一成分為例。

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核心觀念

本題考查口服錠劑常用賦形劑的功能分類、添加目的及代表成分。賦形劑本身不是治療主成分,而是協助錠劑製造、提升品質,或使藥品能在體內適當崩散、溶出。作答時應將「類型、目的、例子」配對說明。

解題方法

依賦形劑在錠劑處方與製程中的作用分類,任舉四種常見類型即可。可選擇功能明確、容易配對的類型,例如填充劑、黏合劑、崩散劑及潤滑劑,逐一說明其用途並各舉一例。

四種常見賦形劑

類型添加目的成分例子
填充劑(稀釋劑)增加錠劑重量與體積,使主成分含量較低時仍便於混合、分裝及壓製成形。乳糖
黏合劑增加粉末或顆粒間的黏著性與凝聚力,使顆粒能形成適當硬度的錠劑,並減少製程中的碎裂。聚維酮(PVP)
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第 四 題12 分

詳述乳劑(emulsion)與微乳劑(microemulsion)之定義、特性及製備之異同。

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核心觀念

本題比較傳統乳劑與微乳劑,重點在分清兩者雖都含油、水及界面活性劑,但分散相尺度、熱力學穩定性、外觀與形成方式不同。微乳劑的「微」主要指分散結構很小,不能單憑粒徑小,就把高壓均質製得的細乳劑稱為微乳劑。

解題方法

作答時先分別定義,再從相態與穩定性、液滴大小與外觀、組成、製備方式逐項比較。最後點出核心判準:傳統乳劑是需外力製成並具有動力學穩定性的分散系;微乳劑則是在適當組成下形成的熱力學穩定、光學等向系統。

定義與特性

乳劑(emulsion)

乳劑是由兩種或多種互不相溶的液體所組成,其中一相以液滴形式分散於另一相中,並以界面活性劑等乳化劑維持分散狀態的異相系統。常見型態為水包油型(O/W)與油包水型(W/O)。

傳統乳劑的液滴通常約為微米尺度,外觀常呈乳白或混濁,因液滴散射可見光。乳劑具有較大的油水界面面積,屬於熱力學上不穩定、但可經乳化劑或增稠劑維持一段時間的動力學穩定系統。儲存期間可能發生乳析、絮凝、聚結或破乳;這些現象不一定立即代表化學變質,但會影響物理穩定性與使用品質。

微乳劑(microemulsion)

微乳劑是由油、水、界面活性劑及常見的助界面活性劑(cosurfactant)形成的單一、光學等向且熱力學穩定的液態系統。其內部可形成油滴分散於水中、水滴分散於油中,或油水連續相互穿的結構。

微乳劑的特徵包括:

  • 分散結構通常為奈米尺度,常見約 1010–100 nm100\ \mathrm{nm},但實際範圍依組成與定義而異。
  • 液滴或微區尺寸小,通常澄清或半透明,具光學等向性。
  • 需要界面活性劑降低油水界面張力;助界面活性劑常用來增加界面膜柔韌性,協助形成微乳區域。
  • 在適當組成、溫度及其他條件下可自發形成,達平衡後不會像一般乳劑那樣因熱力學不穩定而必然分層或聚結。

粒徑小不等於微乳劑:微乳劑的關鍵是熱力學穩定及光學等向,不只是奈米級液滴。

製備之異同

共同點

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第 五 題12 分

為改善藥品療效及作用特性,開發如 Adalat OROS 產品上市,試述此處所稱 OROS 製劑之組成特性、釋出機制、影響藥品自該劑型釋出之因素及使用時應注意事項。

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核心觀念

本題考查 OROS(osmotic release oral system,口服滲透壓控制釋放系統) 的組成、滲透壓推送機制、釋放速率的影響因素,以及服用注意事項。Adalat OROS 的有效成分是硝苯地平(nifedipine),其劑型利用胃腸道水分進入錠劑後產生的滲透壓,持續將藥物由錠殼上的小孔推出,達到長效、近似定速釋放。

此系統的理想化水分流入速率可表示為:

dVdt=ALph(Δπ−ΔP)\frac{dV}{dt} = \frac{A L_p}{h}(\Delta \pi-\Delta P)

其中,AA 為半透膜表面積,LpL_p 為膜的水分通透係數,hh 為膜厚,Δπ\Delta \pi 為錠芯與外界的滲透壓差,ΔP\Delta P 為膜內外的靜水壓差。若藥物以溶液形式被推送,藥物釋放速率可近似寫為:

dMdt=CsdVdt\frac{dM}{dt}=C_s\frac{dV}{dt}

其中 CsC_s 為推送液中藥物濃度。這些關係說明,膜的性質與滲透壓差會控制進水量;藥物溶解度則會影響每單位進水量可帶出的藥量。

解題方法

依「劑型結構 → 進水與推送機制 → 速率控制因素 → 使用注意事項」作答。先說明 OROS 是以半透膜與滲透壓控制藥物釋放的口服錠,再以 Adalat OROS 為例描述其雙層錠芯及推拉式機制,最後由水分流入與藥物排出的關係整理影響因素。

組成特性

Adalat OROS 為雙層錠芯的推拉式滲透壓系統,主要構造包括:

  1. 藥物層:含硝苯地平及賦形劑。硝苯地平溶解度較低,藥物層可設計為含藥懸浮液或可被推送的藥物混合物。
  2. 推動層:含親水性膨潤材料與滲透壓調節成分;吸水後膨脹,產生推力。
  3. 半透膜:包覆錠芯,允許水分進入,限制錠芯內溶質向外擴散。
  4. 釋放孔:膜上以雷射鑽出一個小孔,作為藥物排出的出口。

釋出機制

錠劑進入胃腸道後,外界水分透過半透膜進入錠芯。推動層吸水膨脹,增加錠芯內部壓力,將藥物層中的硝苯地平持續由釋放孔推出。只要水分能持續進入、推動層能維持膨脹,藥物便可在一段時間內以近似定速方式釋放。

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第 六 題12 分

藥品在體內動態若為依循非線性藥動學模式(nonlinear pharmacokinetics),此模式之藥動特性及解析方法為何?如何判斷藥品具有非線性藥動特性?

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核心觀念

本題考查非線性藥動學的判定、可能成因,以及適用的解析方法。線性藥動學下,劑量與血中濃度或藥物暴露量(如 AUC)成正比,藥動參數不隨劑量改變;非線性藥動學則表示在研究的劑量或濃度範圍內,吸收、分布、代謝或排泄等過程至少一項具有飽和性或濃度依賴性,使劑量與體內暴露量不再成正比。

常見機制包括:吸收載體或代謝酵素飽和、血漿蛋白結合飽和、腎小管分泌或再吸收飽和,以及酵素誘導或抑制等。若代謝途徑呈現酵素飽和,可用 Michaelis–Menten 式描述消除速率:

v=Vmax⁡CKm+Cv=\frac{V_{\max}C}{K_m+C}

其中 Vmax⁡V_{\max} 為最大消除速率,KmK_m 為消除速率達最大值一半時的藥物濃度,CC 為藥物濃度。當 C≪KmC\ll K_m,消除速率近似與濃度成正比,表現為一階消除;當 C≫KmC\gg K_m,消除接近飽和,速率近似固定為 Vmax⁡V_{\max},表現為零階消除。

解題方法與藥動特性

解題時可先比較不同劑量下的血中濃度、AUC、半衰期與清除率,判斷劑量增加後藥物暴露是否仍按比例增加;再依可能的飽和步驟選用適當模型解析。

非線性藥動學常見特性如下:

  • **劑量與濃度或 AUC 不成比例:**劑量增加一倍,AUC 可能增加超過或少於一倍。
  • **藥動參數隨劑量改變:**例如清除率、半衰期或表觀分布容積不再是固定值。
  • **濃度—時間曲線不符合單一線性模型:**不同劑量下,曲線不只是等比例放大。
  • **可能呈現藥物蓄積或濃度變化突然加大:**當消除途徑接近飽和,劑量小幅增加也可能造成濃度明顯上升,增加毒性風險。

若消除符合 Michaelis–Menten 動力學,在一室模型、靜脈給藥且分布容積固定的簡化假設下,可用下式描述濃度隨時間變化:

−dCdt=Vmax⁡CVd(Km+C)-\frac{dC}{dt}=\frac{V_{\max}C}{V_d(K_m+C)}

其中 VdV_d 為分布容積。以不同劑量或濃度資料估算 Vmax⁡V_{\max} 與 KmK_m,可評估消除是否受到飽和限制。實務上也可直接以非線性迴歸擬合濃度—時間資料;

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第 七 題12 分

對於腎臟疾病的病人,可依不同方法進行劑量調整,基本上均有相似的假設,詳述腎功能不佳之病人於劑量調整時,一般是以那些假設為基礎,才能合理估算病人治療劑量?

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核心觀念

腎功能不佳時,腎臟排除藥物的能力下降,可能使藥物或其代謝物蓄積。劑量調整的目的,是在安全前提下維持與腎功能正常者相近的治療暴露量,常以平均穩定狀態血中濃度或 AUC 作為概念依據。

設:

  • fef_e:腎功能正常時,以原形由尿液排出的藥物比例。
  • KFK_F:病人腎功能相對於正常腎功能的比例,常以肌酸酐清除率估計:

KF=CLcr, patientCLcr, normalK_F=\frac{CL_{cr,\ patient}}{CL_{cr,\ normal}}

若以腎功能正常者的 CLcrCL_{cr} 約 120 mL/min120\ \text{mL/min} 作為教材估算基準,則可寫成 KF=CLcr, patient/120K_F=CL_{cr,\ patient}/120。腎臟清除率降低時,總清除率可用下式估算:

CL patientCL normal=(1−fe)+feKF=1−fe(1−KF)\frac{CL_{\ patient}}{CL_{\ normal}} =(1-f_e)+f_eK_F =1-f_e(1-K_F)

此比值也常稱為腎功能不全病人的劑量調整因子 QQ。

解題方法與基本假設

本題要求說明劑量估算所依據的假設。作答時,應從「腎功能變差如何改變總清除率」切入,再列出把清除率變化換算成劑量變化時所需的條件:

  1. 腎臟清除率與腎功能近似成正比 假設藥物的腎清除率會隨 GFR 或其估計值(如 CLcrCL_{cr})成比例改變。因此,腎功能剩下正常值的 KFK_F 倍時,藥物的腎清除部分也估為正常時的 KFK_F 倍。

  2. 非腎清除率不變 假設腎功能不全不影響肝臟代謝及其他非腎排除途徑。正常時非腎排除比例為 1−fe1-f_e,調整後仍維持此比例。

  3. 分布體積不變 假設腎功能不全不會明顯改變藥物的表觀分布體積 VdV_d。此假設也影響半衰期與負荷劑量的估算;若 VdV_d 改變,負荷劑量便不能只依清除率推估。

  4. 藥物動力學呈線性、符合一級動力學 假設劑量與血中濃度及 AUC 間呈比例關係,清除率不會因濃度改變而飽和;同時以單室模型近似描述藥物體內處置。

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第 八 題10 分

某抗生素半衰期為 6 小時,若分別以下列方式給藥,需時多久可達穩定狀態?該 4 種給藥方式及其在體內濃度變化有何異同:

  1. 120 mg120\ \mathrm{mg},Q8H,IV bolus

  2. 180 mg180\ \mathrm{mg},Q12H,IV bolus

  3. 360 mg360\ \mathrm{mg},QD,IV bolus

  4. 15 mg/hr15\ \mathrm{mg/hr},IV infusion

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核心觀念

本題考查一室模型、線性藥物動力學下的穩定狀態。不論間歇性靜脈注射或恆速靜脈輸注,只要藥物半衰期及清除速率不變,達到穩定狀態所需時間主要由半衰期決定,與單次劑量、給藥間隔及輸注速率無關。

穩定狀態是指每一給藥間隔內,藥物進入體內的量與清除的量相等,血中濃度呈現週期性重複變化;恆速輸注時,則是輸入速率等於清除速率,血中濃度達到平台。

解題方法

藥物半衰期為 66 小時。經過 nn 個半衰期後,體內藥物濃度逐漸接近穩定狀態:

  • 44 個半衰期:接近穩定狀態的 93.75%93.75\%
  • 55 個半衰期:接近穩定狀態的 96.875%96.875\%
  • 66 個半衰期:接近穩定狀態的 98.4375%98.4375\%

臨床與考試通常以約 44 至 55 個半衰期視為達到穩定狀態。因此:

tss≈4–5×6=24–30 hrt_{\mathrm{ss}} \approx 4\text{–}5 \times 6 =24\text{–}30\ \mathrm{hr}

四種方式的穩定狀態時間均約為 24–30 小時;若以約 55 個半衰期作為標準,即約 30 小時。

四種給藥方式的濃度變化

假設藥物遵循一室、線性藥物動力學,且生體可用率相同。比較各方式時,須同時看平均輸入速率與給藥間隔。

前 3 種間歇性靜脈注射的平均輸入速率分別為:

120 mg8 hr=180 mg12 hr=360 mg24 hr=15 mg/hr\frac{120\ \mathrm{mg}}{8\ \mathrm{hr}} = \frac{180\ \mathrm{mg}}{12\ \mathrm{hr}} = \frac{360\ \mathrm{mg}}{24\ \mathrm{hr}} = 15\ \mathrm{mg/hr}

第 4 種恆速輸注的輸入速率也是 15 mg/hr15\ \mathrm{mg/hr}。因此,四種方式在穩定狀態下的平均血中濃度相同,其大小由平均輸入速率與清除率決定:

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