基于案例与科研反哺的药剂学药用高分子材料学课程教学研究

摘要：本文探讨了基于案例和科研反哺教学在药剂学药用高分子材料课程教学中的应用。分析了药用高分子材料学传统教学中存在的问题，通过案例教学法和科研反哺教学的应用，将现实生活中的实际问题、工厂生产的实际案例和现今最新的科研成果引入课堂，同时鼓励学生通过参与教师的科研项目，提高学生对于理论性较强知识的理解与兴趣，拓宽学生的知识面，激发学生的创新意识和解决实际问题的能力。最后对未来研究方向进行了展望，包括探索多元化案例资源、加强科研与教学深度融合、创新教学方法与手段等培养跨学科复合型药学人才。

关键词：药剂学；药用高分子材料；案例教学；科研反哺教学

1. 引言

生物医药产业不仅是地方产业升级的关键赛道，也是发展新质生产力与提升民生福祉的重要抓手。安徽省“十四五”规划明确将生物医药产业纳入本省十大新兴产业，提出重点提升新型生物药生产技术、原料药创新工艺、高端制剂生产技术、中药全过程质量控制技术、医疗器械工程化技术和关键部件生产技术等方面。作为安徽省首批地方应用型高水平大学，合肥师范学院积极响应政府规划，将生物医药作为重点发展学科，并于2025年与合肥立方制药股份有限公司、华益药业科技（安徽）有限公司、安徽山河药用辅料股份有限公司、悦康药业集团安徽天然制药有限公司等共建合肥师范学院高端制剂与创新辅料现代产业学院，聚焦高端制剂和创新辅料技术，优化安徽省生物医药产业结构，提升市场竞争力，推动传统产业改革开放的赋能升级。

药用高分子材料学是制药工程、药剂学等专业的专业核心课程，在现代药学教育中占据着至关重要的地位。随着医药行业的不断发展，新型药用高分子材料不断涌现，对药剂学的发展产生了深远的影响。传统的药用高分子材料学课程教学往往以教师为中心，采用单一形式老师教，学生听的模式，且教学内容相对单一，仅仅围绕书本知识开展。这种教学方式，学生只是被动接受知识，缺乏主动性和创造性，无法自主思考，且知识往往比较落后，跟不上现今快速更迭的科学技术，导致教学效果不好，学生学习兴趣不高[1]。

为了解决这些问题，本研究旨在探索基于案例和科研反哺的教学方法，将现实工厂生产的实际案例和现今最新的科研成果引入课堂，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质和创新能力。通过案例分析，学生可以更好地理解药用高分子材料的应用和重要性，培养解决实际问题的能力。同时，科研反哺教学可以将最新的科研成果引入课堂，丰富教学内容，使学生了解学科的前沿知识和技术，拓宽学生的知识面，激发学生的创新意识。这种教学方法有助于培养学生的综合素质，提高学生的创新能力和解决实际问题的能力，为其未来的职业发展奠定坚实的基础。

2. 案例教学

药用高分子材料学涵盖了药剂学、有机化学、高分子化学与物理、高分子材料学等学科知识，是一门典型的综合性应用学科。该课程中，涉及到高分子的结构、合成和化学反应及常见的药用高分子材料。这其中，有很多章节可以用以教学案例的开发，并以实际案例为基础，通过引导学生对案例进行分析、讨论和解决问题，从而加深对知识的理解和掌握，同时激发学生学习兴趣的教学方法。

教学可以从学生日常生活中能够接触到的高分子材料入手，如服装面料中的聚酯纤维、涤纶等材料，食品工业中常用的卡拉胶，下水管道材料聚氯乙烯，隐形眼镜材质甲基丙烯酸甘油酯，可生物降解的手术缝合线材料壳聚糖等等，让学生认识到高分子材料在日常生活中的广泛应用，将这些高分子材料与药用高分子材料联系起来，引导学生对于高分子材料的认知，对高分子材料学产生亲切感，提升学习兴趣。

在介绍药物制剂的发展历程中，可以以缓释制剂作为案例。缓释制剂是一种能在较长时间内持续释放药物以达到长效作用的药物制剂，其之所以能够达到缓释的效果，就是利用一些高分子材料将药物进行包裹，使药物能够慢慢扩散。以纤维素醚类衍生物为例，其具有无毒价廉、生物可降解等优点，几十年来广泛应用于药剂领域缓释制剂辅料。通常作为阻滞剂、骨架材料和增粘剂加入，制成缓释骨架片、水溶性包衣材料、缓释微囊包裹材料、缓释药物膜剂材料等。通过这个案例，学生可以清晰地了解到高分子材料在特定药物制剂中的具体应用以及其发挥的重要作用，有助于他们深入理解药用高分子材料的性能和应用范围。同时以该案例为引，提出问题，某种药物的缓释片在使用过程中出现了释放速度不稳定的问题。可以引导学生从药用高分子材料的选择、制备工艺、质量控制等方面进行分析，找出问题的原因，并提出解决方案。

再如，在讲解药用高分子材料在包装中的应用时，可以以常见的饮料瓶为例。聚乙烯或聚丙烯制成的饮料瓶是我们日常生活中常见的物品，而这些材料在药用包装中也有广泛的应用。通过介绍饮料瓶的材质以及其在药用包装中的相似性和特殊性，学生可以更好地理解药用高分子材料在包装领域的应用要求和特点。讲到聚碳酸酯瓶子作为眼药的容器逐渐普遍时，可以结合当下的 PC 奶瓶风波。PC奶瓶由于含有未能百分百转化的双酚A，容易导致婴儿性早熟。而平常所使用的PC太空杯等，其双酚 A 的含量要高于奶瓶。通过这个案例，学生不仅可以了解到聚碳酸酯在药用容器中的应用，还能深刻认识到未反应的残留单体毒性，同时学到一些减少毒性的生活常识。这些贴近生活的案例能够让学生深刻体会到掌握高分子知识的重要性，激发他们的学习兴趣和主动性。

3. 科研反哺教学

近年来药用高分子辅料的来源和加工技术发展迅速，特别是多功能智能型药用高分子材料在药物控释、靶向定位、智能响应、联合治疗等领域展示出巨大潜力[2]，已经成为提高药物生物利用度、增强疗效、降低副作用的重要手段[3]。由此导致药用高分子材料学这门课程的书本知识，特别是前沿技术部分存在较大程度的滞后性。在教学中，将最新的科研成果引入课程教学，能够极大地丰富教学内容，对培养创新人才起着关键作用。

英国《自然》杂志增刊“2019自然指数-材料科学”显示，中国已成为材料学领域的领头羊，尤其在医学材料领域取得了众多进展[4]。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。药物制剂已由过去的简单“成型”向精准化、智能化的高效“药物递送系统（DDS）”转变[5]。DDS不具有药物活性，但可提高其携带的原料药的有效性和安全性。如中南大学湘雅药学院陈传品教授等团队为实现精准靶向、定时释放药物高效治疗乳腺癌，制作了一种光控纳米药物。将光响应光热治疗（PTT）与光热响应喜树碱（CPT）化疗结合起来，通过共轭聚合物纳米粒子（cRGD-PTer N25/CPT NPs），时空靶向PTT/化疗，在近红外光照射下迅速释放化疗药物—CPT，同时结合光热疗法增强局部肿瘤治疗效果。该纳米药物能够实现靶向可控用药，以克服传统化疗药物的缺点[6]。通过对科研案例的分析，学生可以深入了解药用高分子材料在现今医疗领域的应用，以及科研创新在解决实际问题中的重要作用，激发学生的创新思维和科研兴趣，为他们未来的学习和研究奠定基础。

教学中除了应用国内外的研究进展外，还采用了教师与企业合作的科研项目的成果作为教学案例。如选用姜黄素-聚乙烯醇凝胶贴剂的制备及评价。聚乙烯醇（PVA）是一类合成高分子材料，质地透明易于成膜，具有优异的生物相容性，因此在药用高分子材料中占有重要地位。PVA可用作各种内用/外用膜剂的基质材料、缓释骨架材料；也可用作凝胶基质、药物载体等[7]。PVA遇水或消化液后吸水膨胀，形成三维交联网络，能够控制药物的释放速度。因此采用PVA制备贴剂，具有工艺简单、成型性好、粘附力强和载药量高的优点。案例教学首先讲述PVA的合成：以过氧化苯甲酰为引发剂，在无水甲醇中通过自由基引发乙酸乙烯酯单体聚合，得到聚乙酸乙烯酯。反应温度控制在 60℃，聚合反应时间控制在2～3小时。随后，在原位制得的聚乙酸乙烯酯溶液中加入氢氧化钠溶液，继续搅拌反应2～3小时达到最高醇解度。反应结束后抽滤得到固体，用无水乙醇洗涤，50℃真空干燥后得到白色片状PVA。其次为贴剂制备：称取PVA 加入到90℃蒸馏水中，搅拌直至完全溶解。待PVA溶液冷却室温后，放入-20℃冰箱中冷冻过夜，取出后在室温下解冻。自然风干后，再置于30℃真空烘箱中进一步干燥。称取一定质量的上述干凝胶，加入到姜黄素药液中进行溶胀吸附，制得载药凝胶制剂，粘附于洁净的载玻片上备用。最后为贴剂评价：载药凝胶制剂的缓释结果采用紫外-可见分光光度计进行测试。测定药物的溶出浓度，并绘制药物释放曲线。教学过程中，可以给学生详细讲解该项目的制作流程工艺，让学生对于产学研项目有初步认识，并意识到科学研究对于推动社会进步的重要贡献，逐步引导学生对于科学研究的兴趣，让学生积极参与药用高分子材料等相关的科研项目中，亲身体验科学研究的过程。学生可以从查找国内外的相关文献资料开始，首先了解学科的前沿动态，拓宽视野。其次可以让学生分组进入实验室，针对不同课题，共同完成研究任务，锻炼动手实践能力，同时培养学生的团队合作精神和解决实际问题的能力，提高综合素质。此外，还可以组织学生参与各类学生竞赛，并与合作制药企业合作，为学生提供实习实践机会，了解实际生产中的需求和问题，提高学生的实践能力和解决问题的能力。

通过科研实践，引导学生参与科研项目，通过提供参与科研的机会和平台，让学生在科研实践中得到锻炼和提高，为他们未来的职业发展打下坚实的基础。

4. 结论与展望

本文通过对基于案例和科研反哺教学在药剂学药用高分子材料课程教学中的应用进行研究，首先利用案例教学增强学生理解与兴趣。通过选取具有代表性和贴近生活的案例，将抽象的理论知识与实际应用相结合，使学生更加直观地理解药用高分子材料在药剂学中的重要作用，增强了对高分子材料的亲切感，激发了学习兴趣和主动性。其次，利用科研反哺教学。将最新的科研成果引入课堂，丰富了教学内容，让学生了解学科的前沿动态和发展趋势，激发了学生的创新思维和科研兴趣。同时，引导学生参与科研项目，提高了学生的创新思维能力、实践能力，培养了团队合作精神，增强了自信心和成就感。

未来可利用合肥师范学院高端制剂与创新辅料现代产业学院的建设，进一步加强与制药企业的合作，进一步拓展案例的来源渠道，同时，加强与其他相关学科如生物医学工程、化学工程等领域的交流与合作，收集跨学科应用药用高分子材料的案例，以培养学生的综合思维能力和创新意识。探索基于人工智能（AI）、虚拟仿真平台的运用等先进技术，让学生学习如何利用AI优化药用高分子材料的设计和性能预测，在教学中为学生提供更加直观、生动的学习体验，让学生身临其境地感受药剂学的魅力，以适应未来药学领域的发展需求[8]。

同时持续推进科研成果向教学内容的转化，结合教师正在进行的科研项目“有机笼锁纳米递药系统的设计及抗菌活性研究”，详细阐述如何通过材料的分子结构设计、合成工艺改进等手段来提高材料的生物学特性、相容性及稳定性等。同时，继续鼓励学生参与教师的科研项目，从课程学习阶段就开始接触科研实践，培养学生的科研素养和创新能力，让学生在教师的指导下进行小型科研项目的探索，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

总之，案例教学与科研反哺教学相结合的方法在药剂学药用高分子材料课程教学中的研究，为培养具有创新能力和实践能力的药学专业人才提供了新的途径。未来的教学中还可以注重培养学生的跨学科知识和技能，组织跨学科的学术交流活动和实践项目，培养跨学科复合型药学人才。

参考文献

[1]屈阳， 辛渊蓉， 朱源. 药物制剂创新趋势下的高校教学思考——以“药用高分子材料学”为例[J]. 教育教学论坛， 2020， 28： 71-72.

[2]贺刘莹， 杨锐， 王晓锋， 许凯， 王珏， 杨会英， 肖新月. 高端药物制剂用特殊功能辅料的研究进展[J]. 中国药学杂志， 2023， 58（3）： 197-204.

[3]宋林， 王琳. 纳米技术在药物制剂研究中的应用[J]. 当代化工研究， 2020， 23： 43-44.

[4]O'Meara Sarah. Materials science is help to transform China into a high-tech economy[J]. Nature， 2019， 567： S1-S5.

[5]谷友刚. 国内制药企业高端制剂发展概况及挑战[J]. 中国药业， 2021， 30（09）： 4-7.

[6]Zeng Z， Tian J， Xu W， Liu H， Xiang D， Liao D， Wu J and Chen C. Light-Responsive conjugated polymer nanoparticles with Spatial-Controlled camptothecin release via π-π stacking for improved Combinatorial therapy of breast cancer[J]. Materials & Design， 2024， 245： 113270.

[7]陈静. 药用辅料聚乙烯醇在药物制剂中的应用探讨[J]. 企业科技与发展， 2020， 9： 72-73.

[8] 邢磊， 吴正红， 姜虎林. 药学拔尖人才培养模式下药用高分子材料学课程教学改革探讨[J]. 药学研究， 2024， 43（11）： 1136-1140.

[作者简介] 李攀（1990—），男，河南西平县人，理学博士，合肥师范学院化学与制药工程学院，研究方向：生物高分子材料。

[基金项目] 安徽省高校自然科学研究项目（2023AH051296）; 合肥师范学院校企合作课程（2024xqhzkc20）; 合肥师范学院引进高层次人才科研项目 （2023rcjj04）。