制药工程

制药工程专业培养具有制药工程方面的知识,能在医药、农药、精细化工和生物化工等部门从事医药产品的合成与工艺研究、医药产品开发、应用研究和经营管理等方面的高素质研究应用型专门人才。
制药工程是一个化学、药学(中药学)和工程学交叉的工科类专业,以培养从事药品制造,新工艺、新设备、新品种的开发、放大和设计人才为目标。
制药工程是一门工程技术科学,主要解决药品生产过程中的工程技术问题及药品生产质量管理规范问题,该专业在原精细化工专业基础上,侧重于化学制药工程,探索药物制备的基本原理以及实现工业生产的工程技术,包括新工艺、新设备、GMP改造等方面研究、开发、放大、设计、质量控制及优化等。
该制药工程专业学生主要学习有机化学、物理化学、化工原理、药物合成化学、制药工艺学、药物化学、药理学、药剂学、生物化学等方面的基本知识和基本理论,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练,具有从事医药产品的开发与生产的基本能力。

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道地药材广地龙加工炮制的虚拟实验教学项目

所属专业类:药学类

对应专业:中药学

    程:中药炮制学

  人:曹晖  暨南大学教授

 

项目简介

珍稀与道地药材的加工炮制是《中药炮制学》的重要教学内容,但因资源、价格、取材等原因无法开展实验教学,有必要进行虚拟实验项目建设。本项目以岭南道地药材-广地龙的采收加工与炮制为主要实验内容,将知识点贯穿于整个模拟操作过程中,要求学生掌握广地龙和酒地龙饮片的炮制方法、技术要点及炮制作用;掌握广地龙的采收加工流程与技术要点。具有较强的应用和教学价值,可有效补充本课程的实验教学资源。

 

项目特色

1.教学理念

本项目“道地药材广地龙加工炮制的虚拟实验教学”是本院拟构建的“珍稀道地药材采收加工与炮制虚拟仿真系统”中的一个子项目,整个项目的教学理念即为:针对目前中药炮制学教学中的局限性,利用信息化+虚拟仿真技术实现学生对珍稀道地药材的“地域分布特征-采收加工-炮制”这一技术链有一个系统的认知和学习。

该项目完整的构建如下图所示:

 

2.教学内容

本院拟构建的虚拟仿真实验教学项目主要针对我国珍稀与岭南道地中药材这一类在读本科生很难直接接触到,从而无法进行真实实验教学的项目。同时由于目前实验教学的局限性,包括但不限于:时间、空间、实验硬件及安全性等,从而使学生在实验室系统的学习这类中药材从“地域分布特征-采收加工-炮制”的技术流程具有相当的难度。因此秉承建设虚拟仿真实验教学项目为“推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容的广度与深度、延伸实验教学时间与空间的目的和“能实不虚,虚实结合”的特点,拟采用先进的信息化+虚拟仿真技术弥补现阶段中药炮制学的局限性,使学生进行系统化的完整的学习,为以后进一步的专业学习奠定基础。本项目目前主要包括5个模块10个子项目如上图所示,在药材数据库中学生能够快速的查询我国珍稀中药材及广东省道地药材的基本信息及相关图片信息,从而对其有一个基本的认识;针对其中的每一个中药材,该项目的采收加工系统将采用图片+视频+虚拟仿真项目的方式让学生学习目标中药材的采集加工技术,并对核心的技术点进行考核,加深学生对知识点的认知;药材炮制系统亦采用图片+视频+虚拟仿真操作的模式让学生对目标中药材的炮制的技术路线及方法学与技术要点进行系统综合的学习;最后系统的针对中药材加工炮制中不同的核心模块设定了专门的知识点考核系统,从而检查学生对目标中药材从“地域分布特征-采收加工-炮制”这一系列技术流程的认知程度,促进更有效地个性化学习。

3.教学方法

教学方法以宏观+微观相结合,教学手段以图片+视频+虚拟仿真相结合。让学生首先通过图片及视频认识到珍稀及道地药材的性状、再进一步了解其采收加工和炮制的技术路线及核心知识点,同时了解其质量标准和分析方法;在此基础上利用虚拟仿真技术让学生身临其境的进行虚拟操作,进一步加强其对珍稀道地药材采收、加工和炮制技术路线和核心知识点的认知,从而形成一条三维立体的学习链。针对一些确实有需求的项目将配合AR和VR技术进一步开发增强现实及虚拟现实项目,从而提高学生的环境参与感和操作的真实感。

4.开放运行

“珍稀道地药材加工炮制虚拟仿真系统”是本院开发的基于云平台的系统,因此其具有不受时间和空间限制的特点,在具有连接internet的条件下,可以进行不间断的24小时全天候开放共享服务。同时本项目将继续深入开发基于移动平台的客户端( 包括主流的android和IOS),从而真正实现没有时间、空间及硬件限制的开放运行。

5.评价体系

“珍稀道地药材加工炮制虚拟仿真系统”将分三级进行评价,首先是系统访问量及注册使用用户评价,评价该系统的关注程度以及使用频率;其次是系统操作过程中以及自带知识点考核系统中问答模式的正确率评价,考察该系统使用效果;最后是用户反馈信息采集系统,评价该系统的实用价值,同时针对有价值的反馈信息进行系统的升级和更新,从而实现自我完善。

 

我要做实验: http://115.28.176.223/virlab/daodiyaocai/index.html#

附子及其炮制品强心作用的观察

所属专业类:药学类

对应专业:中药学

    程:中药药理学

  人:陈文慧  云南中医学院教授

 

项目简介

《中药药理学》是中药学专业的重要基础课,实验教学占比33%。传统实验教学存在耗时长、难度大、仅验证无设计等问题,故以省级“民族医药虚拟仿真实验教学中心”平台为依托,建设“附子及其炮制品强心作用的观察”虚拟仿真实验教学项目,构建“病案导入→模拟实验→拓展实验→个性实验设计→评价和反馈”教学模式;实现整合教学理念与教学内容的融合;体现“学生为主体”教学方法及校企合作的运行模式,已面向全国相关专业师生开放共享。

 

项目特色

1.先进的整合实验理念

项目本着“医药结合、虚实互补、以实为本、以虚补实”的建设理念,构建“网络化、综合化、个性化、特色化”虚拟仿真实验教学模式。项目采取校企合作,通过文字、图片、  视频、实作等各种信息手段,促进教学准备、验证实验、综合设计、探究实验、线上讨论、线下交流等有机整合,充分体现“以学生为中心”的教学理念。

2.层次丰富的教学内容

项目采用“病案导入→模拟实验演示→真实操作→拓展实验→个性实验设计”思路,将中药学、中医学、中药药理学、中药炮制学、药理学、生理学等多个学科知识内容融合,教学内容丰富、层次分明、逻辑清晰,将临床现象与药物基础理论、基础实验观察与创新性实践有机结合,多层次、多角度启发学生发现和思考科学问题。

3.以学生为主体的教学方法

将案例教学、启发教学、  自主学习、互动讨论、自主实验设计等多种以学生为主体教学方法融汇于项目中,充分发挥学生主观能动性,达到直观、趣味、启发、动手能力和创新思维培养于一体的教学效果。让学生从实践操作中的被动客体变为推动实验进展的主体,项目仅在关键知识点给予学生提示,学生需主动思考、认真解决问题,以此获得好的成绩反馈,使学生获得满足感和成就感,激发他们的求知欲望。

4.合理有效的开放运行机制

项目充分考虑不同区域、层次、类型学生介入实验教学项目的运行要需求,依托于我校具有开放性、扩展性、兼容性和前瞻性的虚拟实验平台运行,面向全国医学院校相关专业师生开放,可满足两万名学生校内外同时登陆访问。平台正积极探索在线虚拟仿真实验教学,可持续运行的有效模式,注重对相关实验教学项目共有或自有知识产权的保护,注重对学生个人信息的保护。

5.综合高效的评价和反馈体系

项目制订了教学效果评价办法,从预习情况、虚拟实验、实验报告、实验设计四个方面进行考核,采取学习态度评价+形成性评价+终结性评价相结合的多维度考核方法,全面、客观地评价学生的学习效果,并能通过平台的互动功能及时反馈给学生,促使学生为获得更好的实验评分,主动进行虚拟体验,最终实验能力得以提高。

 

我要做实验: http://210.40.176.218/platform.html?parentId=5200000000010

中药药理学虚拟实验

中药药效与安全性研究以中医药的基本理论为指导,开创既保留中医药传统经验,又应有中西医药结合特色的方法。中药药效与安全性的阐明与一般药物的研究不尽相同,药物的四气五味、归经、升降沉浮、补泻及配伍等。既要运用现代科学原理和方法对这些规律进一步加以论证和阐明,又应注意继承与发展传统医药的特点。本虚拟实验项目结合药理学、中药药理实验和中药安全性评价课程相关理论,选择合适的3D演示和操作规程,同时借助于实际实验对比,验证药理学实验过程、实验装置及实验对象的仿真效果、可操作性。

通过模拟典型实验的模拟实验,让学生在安全、经济的前提下无限制地练习中药药效与安全性的评价方法。采用三维全景模拟整个实验环境,实验动物,药理作用原理,最终通过实验数据的反馈形成实验报告。

  • 延胡索和醋制延胡索镇痛作用的比较(热板法)
  • 附子炮制前后致小鼠中毒表现的影响
  • 鱼腥草对发热家兔的解热作用
  • 生大黄、制大黄和大承气汤对小白鼠排便时间和数量的影响(炭末法)
  • 药物对动物学习记忆的影响
  • 酸枣仁对小鼠的镇痛作用

图中药药理实验实拍讲解

图中药药理实验虚拟仿真实验软件

来源:江西中医药大学中药产业链关键环节虚拟仿真实验教学中心

中药制药GMP虚拟仿真实训平台

该平台建设以中药制剂的生产过程为主线,通过三维立体仿真模型,模拟中药制药生产车间的整体运作流程,并详细介绍中药生产的工艺流程。该虚拟仿真实训平台解决了现代化制药企业GMP生产车间的建设与运行要求高,无法在一线岗位实习的问题。仿真场景中以角色扮演的形式,让学生在虚拟的药品生产洁净车间内,感受药厂的真实生产过程和操作方法。并通过提问式的交互设计,让学生能够在本模块内自由操作,开展尝试性、探索性的学习。

仿真模块建设包括中药前处理生产线、中药提取浓缩生产线、软胶囊生产线、口服液生产线,可让学生以第一人称或第三人称扮演中药制药生产线中的岗位角色,模拟各个岗位的实训过程,并结合相应的工艺流程知识点讲解,如浸提技术、半仿生提取法、超临界流体萃取法、超声提取法等工艺流程。

(1)中药前处理生产线实训仿真系统

(2)板蓝根颗粒生产线实训仿真系统

(3)六味地黄丸生产线实训仿真系统

(4)维生素E软胶囊生产线实训仿真系统

(5)双黄连口服液生产线实训仿真系统

图中药前处理生产线

图板蓝根颗粒生产线实训仿真系统(提取浓缩)

图六味地黄丸生产线实训仿真系统

图维生素E软胶囊生产线实训仿真系统

图双黄连口服液生产线实训仿真系统

 

 

来源:江西中医药大学中药产业链关键环节虚拟仿真实验教学中心

 

中药资源类技能实训与考核

(1)中药资源虚拟仿真软件

该实验平台借助三维技术,可以让学生穿越时空,身临其境地漫游于不同地区的不同生态环境中,寻找各种中药资源,全方位观察原动植物及其药材的三维形态和鉴别特征。选取10种典型代表性的江西道地药材与主产药材进行制作,整个过程包括:

①野生环境的全景三维模拟

②成熟采摘季节药用植物模拟

③第一人称采摘操作模拟

④药用植物粗加工的过程模拟

整个过程设计练习与考核两种模式,与药用植物标本馆展示标本对接。

(2)生药识别虚拟仿真软件

与生药标本馆展示标本对接,设计两种不同的考核模式供教师进行选择。

例如:属性识别、显微鉴定、真伪鉴别等模式。

(3)中药饮片识别虚拟仿真软件

与中药饮片标本馆展示标本对接,设计两种不同的考核模式供教师进行选择。

例如:属性识别、显微鉴定、真伪鉴别等模式。

 

来源:江西中医药大学中药产业链关键环节虚拟仿真实验教学中心

中药电子标本馆

中药资源的识别与鉴定是中药学相关专业实践教学的中药环节,但是由于由于中药品种众多,生产环境各异,导致实验材料的获取收到限制。中药电子标本馆的建设,借助三维虚拟仿真技术,以常用中药材为基础,突出江西地道药材,搭建药材模型,模拟其生长环境,建设江西道地药材与主产药材共300余种。

·中药资源建设(江西道地药材与主产药材)
不同的药材其生产地点、气候等有各自的要求,中药资源的实践教学过程环节受诸多主、客观因素制约,教学效果受到影响。通过对中药资源的高度虚拟仿真,为学习者提供一虚拟现实环境。对67种江西道地药材与主产药材中的50种采用影像、音频、文字等表达方式全方位展现每一种中药的资源信息,包括其生长环境、植物形态、药用部位、功效等。
选择其中10种生产于不易采集环境中的江西道地药材与主产药材采用三维等技术模拟每一种中药的成熟期自然生产环境,让学习者以第一人称在虚拟的成熟期自然生产环境中去认别中药的生产环境要求、自主练习中药的采收与现场的粗加工。
学生进入博物馆可自由浏览,点击博物馆展览的植物标本即可显示其三维模型及相关中药材信息。
药用植物展示在生境里,可让学生对其生长环境有大致了解。
每一味中药材模型都可进行详细观察,通过旋转、放大其三维模型,可了解熟悉该药用植物的生长形态。
针对花、叶、果等不同植物部位有图片单独展示,让学生详尽了解植物局部形态。
每一味中药材还有详尽的药材信息介绍,包括品名、科属、药用部位、采收加工、性味归经等。

·中药饮片标本建设
中药材经加工炮制后往往有各自特有的性状特征,在中药饮片标本资源建设中拟建设185味药材饮片,采用影像、音频、文字表达方式全方位展现每一种中药饮片,从单一平面图片表达向360立体化转换。

·药用植物标本制作建设
中药标本的制作对于中药学类专业是一基本技能,中药电子标本馆建设中将采用现场实景拍摄完成根、果实、种子等不同药用部位的标本制作,以微课视频表达形式呈现于学习者面前。

·中药资源类技能实训与考核
(1)中药资源虚拟仿真软件
从中药资源建设中选择10种有特点,有典型代表性的中药材进行模拟,采摘季节的环境模拟、采摘过程的操作模拟、药用植物粗加工的操作模拟等形式,展现中药资源分布的野外生长环境、药用植物的形态等等,使学生以游戏的形式进行学习实践,提升中药材鉴别的技能。
(2)生药识别虚拟仿真软件
生药识别虚拟仿真软件与生药标本建设内容,通过教师来设置不同的考核模式,让学生进行识别学习与考核。
(3)中药饮片识别虚拟仿真软件
中药饮片识别虚拟仿真软件与中药饮片标本建设内容,通过教师来设置不同的考核模式,让学生进行识别学习与考核。

来源:江西中医药大学中药产业链关键环节虚拟仿真实验教学中心