中国粉体网讯
干粉吸入剂简介
干粉吸入剂(DPI)又称吸入粉雾剂,是在定量吸入气雾剂(pMDI)的基础上,综合粉体工学的知识而发展起来的新剂型,它是将微粉化药物单独或与载体混合后,经特殊的给药装置,通过患者的主动吸入,使药物分散成雾状进入呼吸道,发挥局部或全身作用的一种给药体系。
同口服给药相比,DPI药物吸收方式独特,对药物及载体粉体工学要求高,给药装置机械设计复杂,剂型开发成本大。近些年来,由于喷雾干燥、超临界流体等微粉化技术的兴起,多剂量、对吸气速率要求低的新型给药装置不断涌现,DPI类型和数量迅速增多。
DPI的药物作用优势
以DPI形式给药,药物经肺部和呼吸道黏膜下丰富的毛细血管吸收,起效非常快;人肺部表面积大,并且肺泡表面由单层上皮细胞构成,药物经空气—血液途径交换的距离短,速度快;同时由于肺部代谢酶含量较少,可减少药物的首过效应,提高人体的生物利用度。
DPI同pMDI相比具有明显的优点:患者主动吸入药粉,不存在给药协同配合问题;无氟里昂抛射剂,避免对大气环境的污染,对呼吸道没有刺激;不含有酒精及防腐剂等溶媒,对病变黏膜无刺激性;作为固体剂型,尤其适合于多肽和蛋白质类药物;不受药物溶解度的限制,载药量可以很高。
粉体性质对DPI的影响
作为微粉给药系统,DPI干粉的粉体学性质尤为重要,是DPI肺部给药的基础,直接影响干粉的流动性、分散性以及雾化性能。干粉的粉体学性质包括颗粒粒径、粒度分布、表面形态和表面静电荷等,只有具备适合DPI肺部沉积粉体学性质的药物颗粒,才能到达肺部病灶区域,实现预期临床疗效。
干粉吸入剂中药物和载体对制剂的有效性、稳定性和安全性影响很大。其中药物的粒径、大小和分布是影响DPI肺沉积率的重要因素。肺部的生理结构要求干粉吸入剂的药物粉体颗粒非常精细,一般认为理想的粉体粒径为1~5μm,大于此范围的颗粒不能进入细支气管内,而更小的颗粒又易随呼吸呼出。药物粉体在吸入气流中的粒径分布是影响DPI吸入效率的一大关键因素。
药物粉碎常用碾磨法,虽然粉碎机种类繁多,但能将颗粒控制在1~5μm的并不多,主要有胶体磨、球磨机和针磨机等。近些年有采用喷雾干燥方法和超临界流体技术制备DPI粉体。同碾磨法相比,后2种方法更容易获得球形微粒。多孔低密度微粒技术也被用于DPI研究领域,因较低密度的微粒更易被分散,所需吸入速度小,更易进入下呼吸道,从而提高肺部生物利用度。
药物微粉化后,具有较高的表面自由能,粉体颗粒易聚集成团,因此在粉雾剂的处方设计中,常加入大量的载体。最常用的载体为乳糖、甘露醇等碳水化合物(直径>30μm)。载体具有分散药物微粉和利于药物干粉雾化的功能,不随药物吸入肺部,因此载体的粉体粒径远大于药物微粒。
小结:
随着干粉吸入剂在临床上的广泛使用,各国药监部门对吸入剂的质量要求也变得越来越严格,例如FDA对于多剂量的吸入剂,不仅要求在通常的温湿度的条件下,保证每次单独的吸入剂量均一稳定,还要求每次吸入的粉末或液滴粒径分布也必须在使用期限内稳定,其装置的生产工艺也需要具有重现性。
在由中国粉体网主办的“2019全国医药粉体制备及物性表征技术高峰论坛”(2019.3.12-3.13,济南)上,来自天津药业研究院有限公司的孙永达教授将会为大家带来题为《干粉吸入剂开发中的粉体工程关键问题与对策》的精彩报告,为您深度剖析药用粉体领域这一前沿问题。
孙永达博士, 物理制剂学教授。现任中国颗粒学会生物颗粒专业委员会委员。自1998年以来专攻超临界流体粒子设计(SCF PD)制药技术,开发出新设备、新工艺和新制剂,多家药企(包括上市公司)采用。
1981年毕业于天津大学,1987年获硕士学位,1992年获博士学位。1993-1998年留校任教,曾任副教授、教研室主任,国家教委工科物理课程指导委员会委员。1997年曾任中英合作项目中方负责人,伦敦城市大学访问教授。
1998-2005年在英国Bradford大学药学院及Bradford Particle Design公司工作,曾任博士后、高级研究员、项目主管,全程参与了SCF PD技术从基础研究、应用研究到放大生产的全程开发。
2005-2007年回国工作,曾任国家纳米技术与工程研究院特聘教授, 创建纳米粒子药物实验室,领导设备和制剂创新的国产化开发,研制成新设备和人胰岛素吸入干粉,发明专利已获授权。
2008-2011年合作创建英国科瑞思特公司,任技术总监,并负责在华子公司运营,领导完成国内外客户委托的药品超微粉研制项目。
2011-2013年,天津大学绿色合成与转化教育部重点实验室兼职教授,指导工程研究生,以CFD指导优化SCF PD设备, 研制高效HPLC微粒、催化剂等。
2012年起至今,受聘天津药业研究院,担任高级技术顾问,创建国内第一个SCF PD制药实验室,指导开发干粉吸入剂等新型制剂。
参考资料:
史宁.干粉吸入剂的研究进展
田沛等.影响干粉吸入剂肺部给药过程的因素
孟博宇等.干粉吸入剂的设计和发展