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干粉吸入劑簡(jiǎn)介
干粉吸入劑(DPI)又稱(chēng)吸入粉霧劑,是在定量吸入氣霧劑(pMDI)的基礎(chǔ)上,綜合粉體工學(xué)的知識(shí)而發(fā)展起來(lái)的新劑型,它是將微粉化藥物單獨(dú)或與載體混合后,經(jīng)特殊的給藥裝置,通過(guò)患者的主動(dòng)吸入,使藥物分散成霧狀進(jìn)入呼吸道,發(fā)揮局部或全身作用的一種給藥體系。
同口服給藥相比,DPI藥物吸收方式獨(dú)特,對(duì)藥物及載體粉體工學(xué)要求高,給藥裝置機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)雜,劑型開(kāi)發(fā)成本大。近些年來(lái),由于噴霧干燥、超臨界流體等微粉化技術(shù)的興起,多劑量、對(duì)吸氣速率要求低的新型給藥裝置不斷涌現(xiàn),DPI類(lèi)型和數(shù)量迅速增多。
DPI的藥物作用優(yōu)勢(shì)
以DPI形式給藥,藥物經(jīng)肺部和呼吸道黏膜下豐富的毛細(xì)血管吸收,起效非?欤蝗朔尾勘砻娣e大,并且肺泡表面由單層上皮細(xì)胞構(gòu)成,藥物經(jīng)空氣—血液途徑交換的距離短,速度快;同時(shí)由于肺部代謝酶含量較少,可減少藥物的首過(guò)效應(yīng),提高人體的生物利用度。
DPI同pMDI相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn):患者主動(dòng)吸入藥粉,不存在給藥協(xié)同配合問(wèn)題;無(wú)氟里昂拋射劑,避免對(duì)大氣環(huán)境的污染,對(duì)呼吸道沒(méi)有刺激;不含有酒精及防腐劑等溶媒,對(duì)病變黏膜無(wú)刺激性;作為固體劑型,尤其適合于多肽和蛋白質(zhì)類(lèi)藥物;不受藥物溶解度的限制,載藥量可以很高。
粉體性質(zhì)對(duì)DPI的影響
作為微粉給藥系統(tǒng),DPI干粉的粉體學(xué)性質(zhì)尤為重要,是DPI肺部給藥的基礎(chǔ),直接影響干粉的流動(dòng)性、分散性以及霧化性能。干粉的粉體學(xué)性質(zhì)包括顆粒粒徑、粒度分布、表面形態(tài)和表面靜電荷等,只有具備適合DPI肺部沉積粉體學(xué)性質(zhì)的藥物顆粒,才能到達(dá)肺部病灶區(qū)域,實(shí)現(xiàn)預(yù)期臨床療效。
干粉吸入劑中藥物和載體對(duì)制劑的有效性、穩(wěn)定性和安全性影響很大。其中藥物的粒徑、大小和分布是影響DPI肺沉積率的重要因素。肺部的生理結(jié)構(gòu)要求干粉吸入劑的藥物粉體顆粒非常精細(xì),一般認(rèn)為理想的粉體粒徑為1~5μm,大于此范圍的顆粒不能進(jìn)入細(xì)支氣管內(nèi),而更小的顆粒又易隨呼吸呼出。藥物粉體在吸入氣流中的粒徑分布是影響DPI吸入效率的一大關(guān)鍵因素。
藥物粉碎常用碾磨法,雖然粉碎機(jī)種類(lèi)繁多,但能將顆?刂圃1~5μm的并不多,主要有膠體磨、球磨機(jī)和針磨機(jī)等。近些年有采用噴霧干燥方法和超臨界流體技術(shù)制備DPI粉體。同碾磨法相比,后2種方法更容易獲得球形微粒。多孔低密度微粒技術(shù)也被用于DPI研究領(lǐng)域,因較低密度的微粒更易被分散,所需吸入速度小,更易進(jìn)入下呼吸道,從而提高肺部生物利用度。
藥物微粉化后,具有較高的表面自由能,粉體顆粒易聚集成團(tuán),因此在粉霧劑的處方設(shè)計(jì)中,常加入大量的載體。最常用的載體為乳糖、甘露醇等碳水化合物(直徑>30μm)。載體具有分散藥物微粉和利于藥物干粉霧化的功能,不隨藥物吸入肺部,因此載體的粉體粒徑遠(yuǎn)大于藥物微粒。
小結(jié):
隨著干粉吸入劑在臨床上的廣泛使用,各國(guó)藥監(jiān)部門(mén)對(duì)吸入劑的質(zhì)量要求也變得越來(lái)越嚴(yán)格,例如FDA對(duì)于多劑量的吸入劑,不僅要求在通常的溫濕度的條件下,保證每次單獨(dú)的吸入劑量均一穩(wěn)定,還要求每次吸入的粉末或液滴粒徑分布也必須在使用期限內(nèi)穩(wěn)定,其裝置的生產(chǎn)工藝也需要具有重現(xiàn)性。
在由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“2019全國(guó)醫(yī)藥粉體制備及物性表征技術(shù)高峰論壇”(2019.3.12-3.13,濟(jì)南)上,來(lái)自天津藥業(yè)研究院有限公司的孫永達(dá)教授將會(huì)為大家?guī)?lái)題為《干粉吸入劑開(kāi)發(fā)中的粉體工程關(guān)鍵問(wèn)題與對(duì)策》的精彩報(bào)告,為您深度剖析藥用粉體領(lǐng)域這一前沿問(wèn)題。
孫永達(dá)博士, 物理制劑學(xué)教授,F(xiàn)任中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)生物顆粒專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員。自1998年以來(lái)專(zhuān)攻超臨界流體粒子設(shè)計(jì)(SCF PD)制藥技術(shù),開(kāi)發(fā)出新設(shè)備、新工藝和新制劑,多家藥企(包括上市公司)采用。
1981年畢業(yè)于天津大學(xué),1987年獲碩士學(xué)位,1992年獲博士學(xué)位。1993-1998年留校任教,曾任副教授、教研室主任,國(guó)家教委工科物理課程指導(dǎo)委員會(huì)委員。1997年曾任中英合作項(xiàng)目中方負(fù)責(zé)人,倫敦城市大學(xué)訪問(wèn)教授。
1998-2005年在英國(guó)Bradford大學(xué)藥學(xué)院及Bradford Particle Design公司工作,曾任博士后、高級(jí)研究員、項(xiàng)目主管,全程參與了SCF PD技術(shù)從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到放大生產(chǎn)的全程開(kāi)發(fā)。
2005-2007年回國(guó)工作,曾任國(guó)家納米技術(shù)與工程研究院特聘教授, 創(chuàng)建納米粒子藥物實(shí)驗(yàn)室,領(lǐng)導(dǎo)設(shè)備和制劑創(chuàng)新的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā),研制成新設(shè)備和人胰島素吸入干粉,發(fā)明專(zhuān)利已獲授權(quán)。
2008-2011年合作創(chuàng)建英國(guó)科瑞思特公司,任技術(shù)總監(jiān),并負(fù)責(zé)在華子公司運(yùn)營(yíng),領(lǐng)導(dǎo)完成國(guó)內(nèi)外客戶(hù)委托的藥品超微粉研制項(xiàng)目。
2011-2013年,天津大學(xué)綠色合成與轉(zhuǎn)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室兼職教授,指導(dǎo)工程研究生,以CFD指導(dǎo)優(yōu)化SCF PD設(shè)備, 研制高效HPLC微粒、催化劑等。
2012年起至今,受聘天津藥業(yè)研究院,擔(dān)任高級(jí)技術(shù)顧問(wèn),創(chuàng)建國(guó)內(nèi)第一個(gè)SCF PD制藥實(shí)驗(yàn)室,指導(dǎo)開(kāi)發(fā)干粉吸入劑等新型制劑。
參考資料:
史寧.干粉吸入劑的研究進(jìn)展
田沛等.影響干粉吸入劑肺部給藥過(guò)程的因素
孟博宇等.干粉吸入劑的設(shè)計(jì)和發(fā)展