氣霧劑霧滴分布兩種測定方法比較

陳朦，高成林，金堅，印潔紅

作者單位： 214122 江蘇省無錫市，江南大學(xué)藥學(xué)院(陳朦、金堅) 214125 江蘇省無錫市，長風(fēng)藥業(yè)股份有限公司(陳朦、高成林、印潔紅)

定量吸入氣霧劑是將含藥溶液或混懸液與適宜的拋射劑組成的混合液，共同灌裝于具有特制閥門系統(tǒng)的耐壓容器中，使用時借助拋射劑的壓力將內(nèi)容物成霧狀噴出，患者主動吸入，發(fā)揮局部或全身治療作用。吸入氣霧劑的霧滴分布是評價其有效性的重要參數(shù)，一般用霧滴的空氣動力學(xué)直徑分布表示。經(jīng)典的霧滴分布測定方法是慣性碰撞沉積法，主要有二級撞擊器(TSI)、液體撞擊器(MSLI)、安德森級聯(lián)撞擊器(ACI)、新一代撞擊器(NGI)[1]，其模擬藥物粒子在呼吸道的沉積情況，準確定量各個粒徑范圍的粒子，但慣性碰撞沉積法存在一些限制，只能將粒子的粒徑分成少數(shù)幾個范圍，無法研究霧滴的揮發(fā)，分析費時費力[2-3]。有研究引進激光衍射法(LD法)測定吸入氣霧劑噴出的霧滴，具有快速、高通量、分布率高等特點，可研究霧滴揮發(fā)過程，但多集中于溶液型氣霧劑的研究[4-6]。本研究比較ACI法與LD法在混懸型氣霧劑和溶液型氣霧劑霧滴分布測試結(jié)果的差異性?，F(xiàn)報道如下。

1 儀器與試藥

2695型高效液相色譜儀(WATER公司)、安德森級聯(lián)撞擊器(COPLEY公司)、Helos BF激光粒度儀(德國新帕泰克公司)、HCP5真空泵(COPLEY公司)；混懸型氣霧劑(自制，每瓶含200噴，每噴含200 μg，批號：1311001T、1311003T、1311004T)，溶液型氣霧劑(自制，每瓶含200噴，每噴含200 μg，批號：1308001T、1308002T)。

2 方法與結(jié)果

2.1 ACI法

2.1.1 測定方法：試驗時控制環(huán)境濕度為45%～55%。按照儀器說明書要求安裝設(shè)備，在真空流速為(28.3±1.5) L/min下進行試驗。將氣霧劑裝配驅(qū)動器后,充分振搖，棄去數(shù)噴，開啟真空泵，振搖5 s(每次噴射振搖5 s并間隔30 s),將樣品插入專用橡膠接口，立即噴射1次，取下氣霧劑鋁罐及驅(qū)動器后振搖5 s,重新插入專用橡膠接口，噴射第2次，重復(fù)此過程，直至完成10次噴射。完成收集后將ACI中橡膠接口、喉管、stage 0～stage 7及fliter中各層的藥液分別洗入量瓶中，并用HPLC進行測定，計算每一級的藥物量。樣品以1,1,1,2-四氟乙烷(HFA134a)為拋射劑的處方,考察乙醇濃度為0、1%和2%(g/g)的混懸型氣霧劑，乙醇濃度為12%、16%(g/g)的溶液型氣霧劑。見表1。驅(qū)動器孔徑為0.48 mm。參照美國藥典方法，以累積藥物量百分率為縱坐標，空氣動力學(xué)粒徑的自然對數(shù)為橫坐標進行線性回歸分析。累積藥物量百分率為50%時的空氣動力學(xué)粒徑為MMAD；累積藥物量百分率分別為84.13%和15.87%時空氣動力學(xué)粒徑之比的平方根為GSD；空氣動力學(xué)粒徑<4.7 μm的累積藥物量(stage 3～stage 7及fliter)為細顆粒劑量(FPD)。

表1 氣霧劑處方

2.1.2 結(jié)果：一般認為吸入藥物的最佳MMAD為1～5 μm，本研究結(jié)果顯示，低乙醇含量的混懸型氣霧劑MMAD較大(3.93～4.50 μm)，高濃度乙醇的溶液型氣霧劑MMAD較小(1.99～2.23 μm)。GSD的結(jié)果卻相反，低乙醇含量的混懸型氣霧劑GSD較小(1.47～1.54 μm)，高濃度乙醇的溶液型氣霧劑GSD較大(2.45～2.61 μm)。見表2。GSD表明霧粒的分布形狀，越接近1，說明霧粒分布越窄。

表2 ACI法測定空氣動力學(xué)氣霧粒徑分布

2.2 LD法

2.2.1 方法：采用Sympatec Helos BF激光粒度儀，配備用于吸入氣霧劑的裝置Inhaler 2000。選擇R2鏡頭(測試范圍0.45～87.5 μm)；流速28.3 L/min；分別選擇噴霧口至激光束的距離為5 cm和10 cm進行測試。樣品為乙醇濃度0、1%、2%、12%、16%(g/g)的氣霧劑，驅(qū)動器孔徑為0.48 mm。

2.2.2 結(jié)果：隨著距離的增加，無論是低濃度的混懸型氣霧劑還是溶液型氣霧劑，粒度均呈降低趨勢。見表3。這是由于拋射劑和乙醇的揮發(fā)，霧滴逐漸變小造成的。由于噴射口至人的喉嚨間的距離約為10 cm，因此選擇10 cm作為實驗測定的距離。

表3 LD法測定樣品

2.3 兩種粒度測定方法的比較與評價 ACI法與LD法測定低濃度乙醇混懸液的結(jié)果比較接近，但LD法受乙醇濃度影響較小，無法區(qū)分乙醇濃度微量變化。ACI法和LD法測定高濃度乙醇的溶液型氣霧劑的結(jié)果相差較大，LD法更能反映乙醇濃度變化較大的趨勢，有利于溶液型氣霧劑處方的快速初步篩選。見表4。

表4 兩種方法測定MMAD結(jié)果比較

3 討 論

霧滴的空氣動力學(xué)直徑分布是體外控制氣霧劑質(zhì)量的重要指標，目前被廣泛認可的測試裝置有ACI、NGI，均已獲得USP、BP等藥典收載。ACI法是圓盤式撞擊器，模擬藥物顆粒經(jīng)過口、喉管、氣管、支氣管到達肺泡的過程，能體外反映藥物在不同部位的藥物沉積量，可推算氣霧劑產(chǎn)品的FPF值和有效部位沉積量[7]。雖可準確定量各個粒徑范圍的粒子，但只能將粒子的粒徑分為少數(shù)幾個范圍；測試過程繁瑣，每次檢測均需對收集盤上的藥物進行提取，清洗，然后色譜分析，測試樣品所需時間較長；考慮到檢測的靈敏度，每次需收集多個噴次，導(dǎo)致無法觀測到每一噴的情況。且ACI法測定結(jié)果還受到測定環(huán)境濕度、驅(qū)動器的孔徑和長度、流量大小等因素的影響[8-9]。

LD法具有快速、高通量、高分辨率的特點，適宜于測定大量的、成云團狀、快速移動的霧滴，但在氣霧劑的實際應(yīng)用中較少，僅有部分研究性文獻報道。LD法能即時測定霧滴的形成和揮發(fā)過程中粒徑的變化，因此特別適宜于液體型氣霧劑的測定，其測試的霧滴變化受環(huán)境濕度、噴霧口至激光光束的距離、液體揮發(fā)性等因素影響，特別是環(huán)境濕度影響較大[10]。

本研究選擇低濃度乙醇的混懸型氣霧劑和高濃度乙醇的溶液型氣霧劑進行研究。在低濃度乙醇的混懸型氣霧劑研究中發(fā)現(xiàn)，ACI法和LD法測定的MMAD較接近，這是由于低濃度乙醇形成的液滴較小，與噴射的固體藥物粒徑接近，因此兩者測定的結(jié)果接近。但LD無法區(qū)別乙醇濃度微小變化引起霧滴分布的不同，因此不適宜于低濃度乙醇處方的篩選。在高濃度乙醇的溶液型氣霧劑研究中發(fā)現(xiàn)，ACI法和LD法測定結(jié)果存在較大差別。這是由于乙醇濃度較高，噴射出的液滴較大，故LD法測定結(jié)果明顯偏大，且可區(qū)分乙醇濃度較大變化引起的霧滴分布的不同。因此LD法較適宜于溶液型氣霧劑的處方篩選。

綜上所述，LD法由于操作簡單、快速，可作為慣性碰撞沉積法的補充，在處方的篩選階段，可用于快速處方篩選和評價，特別是含有較高濃度乙醇或低揮發(fā)性的液體輔料濃度篩選。