在藥劑學領域,各種高分子材料得到了廣泛應用。為適應藥物制劑學的發展需要,南方醫科大學藥學院從 2012 年起對藥物制劑專業高年級學生新開設了藥用高分子材料學專業課。藥用高分子材料學作為我國于 20 世紀 90 年代建立起來的一門嶄新的學科,融合了藥物制劑學與高分子化學、高分子物理、高分子材料學的有關內容。通過本課程的學習,力求使學生了解藥用高分子材料的基本知識和在藥物制劑中的應用,為今后的學習和工作奠定基礎。
筆者通過承擔藥用高分子材料學全程教學任務,就教學內容和綜合運用適當教學方法等幾方面談談教學中的體會,希望能對提高藥用高分子材料學的教學效率提供參考。
1 合理使用教材,明確教學重點
目前,我校藥用高分子材料課程采用的教材為中國醫藥科技出版社出版、鄭俊民主編的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,總課時為 40 學時。
該教材涉及高分子材料的基礎知識,高分子材料的制備、理化性質,各種高分子材料的來源、制法、性質和應用。教材內容多,學生在短期內很難掌握整本教材內容。藥劑專業的學生雖然已具備一定的化學背景知識,但學生對高分子化合物的感性認識較少,在課程的理解上存在一定困難,學生普遍反映較難記憶,這些都直接影響到學生學習該課程的興趣和積極性。
因此,在課程教學內容的設計上,教師要依照教學大綱要求,精選教學內容,以高分子材料學的基本概念、基本原理為主線,若干典型的高分子材料為重點,理論聯系實際為核心,反映科學技術新成就為補充。此外,在教學內容上注重與藥劑學的銜接,以劑型為載體講述高分子材料,比如在講述可做緩控釋衣膜的包衣材料時,要求學生提前預習藥劑學中的緩控釋的定義、制備方法。這樣既使課程內容重點突出、層次分明,同時具有先進性。在教學過程中,還可以結合實際,將教師的科研課題研究融入教學過程中,培養學生的創新意識和研究課題的思路,提高學生學習興趣及學習效果。
2 改善授課方式,激發學生興趣
2. 1 合理運用案例教學法,增加感性認識 為盡快建立學生對高分子材料的感性認識,在第一次課上,可以結合日常生活中經常接觸的一些材料,如聚乙烯或聚丙烯制成的飲料瓶、塑料容器; 質地為滌綸、錦綸、聚酯等人工合成高分子的服裝面料,主要成分為淀粉的米、面、玉米等,從衣食住行等各方面介紹高分子材料的應用,消除學生對高分子材料的陌生感。
在介紹高分子材料在藥劑學中的應用時,也要多列舉一些有代表性、典型的例子,使學生認識到看似高深的高分子材料其實離我們并不遙遠,從而激發學習的興趣。然后圖文并茂地講授高分子材料在醫藥方面的應用發展史,從公元前 3500 年前埃及人開始用馬鬃縫合傷口講到今天制造出來的各種高分子材質的人工器官、現代藥劑中緩釋控釋靶向制劑的研究、高分子前藥的出現等。這些有利于學生對高分子在醫藥領域的應用有一個感性認識,明白高分子材料的重要性。
再如通過舉國皆知的“齊二藥亮菌甲素”中誤投二甘醇事件,讓學生對藥用輔料的重要性、安全性有感性認識。又如,講到作為藥品包裝膜的 PVC 通常加有大量的增塑劑,而涉及 PVC 在使用過程中存在增塑劑遷移的問題時,可以引入不久前發生的臺灣功能飲料、果汁等的塑化劑問題。塑化劑是與內地三鹿奶粉含有的三聚氰胺一樣,屬有毒化學品,其食用者如兒童一周內飲用 1 -2 瓶飲料,男性雌性化為一般兒童的 7 - 8 倍; 女童乳癌率為一般兒童的7 - 8 倍。通過這個例子,能夠引發學生對藥品包裝材料添加劑的關注,加深對添加劑的毒性理解。又譬如,講到聚碳酸酯瓶子作為眼藥的容器逐漸普遍時,與時下的 PC 奶瓶風波結合起來。PC 奶瓶由于含有未能百分百轉化的雙酚 A,容易導致嬰兒性早熟。而平常所使用的 PC 太空杯等,其雙酚 A 的含量要高于奶瓶。PC 中殘留的雙酚 A,溫度愈高,釋放愈多,速度也愈快。因此,不應以 PC 水杯盛熱水。PC 塑料瓶使用時勿加熱,勿在陽光下直射。不用洗碗機、烘碗機清洗水壺。第一次使用前,用小蘇打粉加溫水清洗,在室溫中自然烘干。使用過程注意以上的事項,可以減低 PC 塑料瓶使用的風險。
通過這個例子,加深了學生對未反應的殘留單體毒性的理解,同時使其學到一些減少毒性的生活常識。
這些講解都能讓學生深刻體會掌握高分子知識的重要性。
2. 2 采用啟發式問題教學法,培養學生解決問題的能力 學生的求知欲望往往是從問題開始的,學習的過程可以說是一個不斷發現問題、分析問題和解決問題的過程。因此,在藥用高分子材料教學中善于運用啟發式問題教學法將會收到良好的效果。比如為什么胃崩型和胃溶性丙烯酸樹脂一般只需很少的增塑劑即可用于薄膜包衣,而腸溶型丙烯酸樹脂則需要加入較大比例的增塑劑才能用于薄膜包衣?
對于這個問題,可以先指導學生從丙烯酸樹脂的結構和增塑劑的作用切入: 第一,分析加入增塑劑與成膜材料韌性的關系; 第二,丙烯酸樹脂這類材料實際上是甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸等單體按不同比例聚合而成的一大類聚合物,由于丙烯酸酯的存在如同內增塑劑,可使高分子柔性增強,更容易成膜。由結構導出性質,由性質聯系其應用。腸溶型丙烯酸樹脂結構中不含丙烯酸酯,只含有羧基,要求在偏堿條件下溶解,它們的玻璃化溫度高達160℃ ,用于薄膜包衣時需加 20%- 40% 的增塑劑;滲透型丙烯酸樹脂含有季胺基團,故其在酸性和堿性條件下均不溶解,又由于其結構中含有丙烯酸酯,其玻璃化溫度下降為 55℃,用于薄膜包衣時需加10% 以下的增塑劑; 胃崩型丙烯酸樹脂結構中由于丙烯酸酯的含量較高,其玻璃化溫度下降為 - 8℃,用于薄膜包衣時可不加增塑劑。這樣在解決問題的過程中,學生不僅學習到如何將所學知識加以應用,而且能收獲更為廣泛的知識,遠遠超出課本本身能提供的內容。
2. 3 在教學中運用比較法,增強學生記憶 藥用高分子材料教學中涉及材料眾多,在講授材料的結構、名稱、性質和應用時應引導學生采用比較法進行學習與歸納總結,防止相互混淆。如講到高分子化合物科學分類法、自由基聚合反應和陰離子聚合反應特點、加聚反應與縮聚反應的特點、逐步聚合與連鎖聚合的特點時,采用表格比較分類的方法講解,一目了然。又如在講到同一類材料如纖維素醚類時,可把幾種常用輔料如羧甲基纖維素與交聯的羧甲基纖維素、甲基纖維素與乙基纖維素、羥丙基纖維素與低取代羥丙基纖維素等聯系起來,分別從結構、性質和應用三方面的異同進行闡述,加深學生理解和記憶。此外,有些材料英文縮寫極為相近,容易混淆,如 CMS - Na 與 CMC - Na、MC 與 MCC、PLA 與PVA、PVA 與 PVP、PVP 與 PVPP、HPMC 與 HPC、HPMC 與 HPMCP、PC 與 PVC 等,可采用對比法加深學生記憶。
2. 4 結合藥物材料學科研前沿,介紹納米制劑的材料學基礎 在教學中合理、恰當地講授教材外知識,比如結合科學研究前沿深入淺出地介紹納米制劑的材料學基礎: 納米藥物是指將藥物的微?;蛘邔⑺幬镂桨谔囟ㄝd體中,制成納米尺寸范圍內的微粒,然后以其為基礎制成不同種類的劑型。簡言之,納米藥物將納米技術利用到藥物研發上,使得常規的藥物治療技術發展到分子水平。因為納米微粒的尺寸極小\\( 納米即 10 億分之一米\\) ,因此具有很大的比表面積,藥物的比表面積越大,化學活性越高,吸收速度越快,效應也越強,并且具有良好的穩定性、生物相容性、緩釋性、可以加大難溶藥物的溶解度,延長藥物作用時間,提高生物利用度和實現靶向治療作用。因而將藥物制成納米制劑,其效應和普通制劑相比會大大提高。講授中還可以再結合一些具體的國際知名學術期刊文獻,如海藻酸鈉、殼聚糖納米粒等文獻中的實驗方法和結果。這些深入淺出的介紹可引導學生更加全面地認識事物本質,取得了良好的教學效果。
此外,在講課中采用中英文相結合、互為補充的方式進行講授,以提高學生的專業英語水平等教學方法的綜合運用也受到學生的廣泛歡迎。教學是一項持久的系統工程,筆者還將繼續探索和實踐,不斷提高自己業務素質、不斷探索總結,才能培養出更多高素質的人才。