吸入装置一文概览

发布于：2022-12-19 10:29:19 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点：匀化器

漫长的吸入制剂史

远在4000年前，古埃及和印度人就焚烧后吸入含有东莨菪碱和阿托品等物质的植物，产生具有麻醉和致幻的“神秘”作用。而 现代意义上的吸入装置是英国医生John Mudge于1778年设计的一个气雾吸入装置，并给它取了个名字叫吸入器（inhaler），这个吸入器含有一个盖子、一个吹口管和一个把手，把手上有孔，可以将空气压入的液体后冒泡吸入的锡制的装置。

19世纪中期，第一台雾化器问世，通过手柄泵的压力使得液体药物通过喷嘴雾化，这种疗法的主要缺点是剂量的不可控。1930年至1950年间，手持式雾化器和早期电动雾化器被设计出用于在哮喘患者的气道中输送肾上腺素。

1956年，Riker实验室开发了第一个压力定量吸入装置（pMDI），用于输送肾上腺素或异丙肾上腺素，有传言称，Riker实验室总裁的十几岁女儿患有哮喘，因此她建议研制一种类似于烟雾喷雾器的吸入器。

1971年，第一个干粉吸入器（DPI）-Spinhaler问世，它首先用于递送丙二醇钠，然后是沙丁胺醇。作为单剂量的干粉吸入器，每次使用前必须塞入一个明胶胶囊，粉状药物位于胶囊的一侧，在吸入前刺穿胶囊。软雾吸入装置（SMI）于2000年初推出。它们不含药剂，采用多剂量装置，产生缓慢且持久的雾，并且不需要手口协调。

理想的吸入装置

吸入疗法可以覆盖整个支气管，尤其是细支气管，这在支气管阻塞性疾病如哮喘和慢性阻塞性肺病（COPD）中起着重要作用。为了达到这个治疗目的，药物颗粒必须具有适宜的尺寸。吸入直径大于10?m的颗粒会停留在口腔和咽部的水平面，吞咽入胃吸收。直径在5至10?m之间的颗粒会在气管和主支气管中沉淀， 只有直径在2到5?m之间的颗粒才能真正到达细支气管。

所以，理想的吸入治疗装置最重要的特征是：（1）能够通过输送大量细小颗粒（直径<5μm）以确保支气管高沉积；（2）提供恒定和精确的药物剂量，即使患者吸气量减少，也能保持性能的稳定；（3）保护药物免受温度和湿度变化的影响；（4）易用性，吸入装置必须使大多数患者轻松使用，有助于患者坚持长期使用；（5）低成本、环境保护性也是重要的考察点，减少不可回收塑料装置的产生。

如今，得到广泛地使用的吸入器主要是：雾化吸入装置（Nebulizers）、干粉吸入器（dry powder inhaler ，DPI）、压力定量吸入装置（pressure metered-dose inhaler，pMDI）和软雾吸入器（Soft mist inhalation，SMI）。在实际的应用中，需要根据吸入药物的有效性和患者因素，综合考虑不同吸入装置的优缺点进行选择。

主要的吸入装置概述

1雾化吸入装置

雾化吸入装置大致可以为三大类：喷射型、超声波和网状雾化器。因为吸入过程很容易，只需要患者能够安静地呼吸，克服一定的吸气力即可。这种类型的吸入器应用十分广泛。尤其是可以在紧急情况下使用，无需对患者进行教育即可使用，有利于有认知和身体障碍的老年患者以及儿童的使用。

然而，雾化器通常体积庞大，价格昂贵，需要定期维护，药物剂量不准确，沉积在肺部的药物量也很低。如今，它们的使用范围仅限于无法使用其他设备的患者。

其中，喷射型雾化器在肺部沉积较少，即使是网状雾化器通过使用超声波使液体药物通过网状筛，形成碎裂状颗粒的气雾剂，在肺部沉积更多一些，总体沉积率仍然不高。

超声雾化器会改变某些活性成分的性质，不适合用于粘性液体和混悬液，且雾化颗粒直径大于5μm，无法到达小气道。新型雾化气溶胶技术，如AERx（Aradigm制造）和Mystic（BattellePharma）受限于技术和经济效益尚未得到广泛使用。

2压力定量吸入装置

pMDI是第一个广泛用于吸入治疗的多剂量便携式设备，可以同时递送一种或多种药物联合治疗，如糖皮质激素、β受体激动剂和抗胆碱能支气管扩张剂。

典型的pMDI结构包括：（1）金属容器，用于装载药物的溶液、混悬液及抛射剂；（2）定量阀门，用于控制精确的药物剂量；（3）阀门或口含器，患者在启动装置时按压阀门启动设备，在抛射剂迅速蒸发的推力下时，雾化和输送药物。

一款优秀的pMDI装置的设计需要控制好药物颗粒大小与气雾速度、持续时间。混悬型pMDI使用前要震荡混匀，振摇次数、强度、时间都可能会影响每次揿压喷出的药物比例，而溶液型 pMDI 装置对患者手口协调性要求高，患者需按压罐体的同时吸气，并且在药物使用殆尽时，金属罐内的抛射剂耗尽时，存在药物尾损现象。

早期pMDI使用的氟利昂作为抛射剂，氟利昂抛射到达喉咙后部时温度低到-20℃，过低的温度会导致患者的呼吸中断，药物损失在空气中或沉积在咽后壁，肺部递送量减少，此外《蒙特利尔议定书》禁止了氯氟碳化物（CFC）的使用，目前常用的抛射剂主要是氢氟烷烃（HFA）。

更换HFA抛射剂后，气雾的速度变慢降低了对患者协调性的要求，增加了药物在肺部的沉积。例如采用凯西制药的Modulite?技术开发的超细缓雾pMDI装置可以使得药物在更多的沉积在肺部，这是目前可获得的最大剂量之一（大于标称剂量的50%）。此外还有采用共悬浮 Aerosphere 技术开发的pMDI，Aerosphere技术基于低密度多孔磷脂颗粒（LDP）作为药物载体，LDP可将不同密度的药物吸附在一起，从而保证释放比例恒定的药物，还可极大改善因pMDI装置操作技术不佳（如摇动不足）所导致的药物递送不一致的问题，促进混悬型pMDI药物在肺部的有效沉积。