Turbiscan定量雾化吸入剂（器）的粒径分布分析

2024-07-05

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摘要

吸入器用于治疗各种肺部疾病，如哮喘、慢性阻塞性病变和某些肺癌。这些产品一般含有纳米或微米的活性药物成分(API)，这些颗粒以液体形式分散在加压气体中。这些吸入器的有效性取决于API对肺部的渗透深度，而API的渗透深度取决于粒度分布（PSD）。为了获得可靠的结果，必须在加压介质中测量吸入器的PSD，以与最终用途（喷雾，细雾）一致。然而，目前还没有非侵入性方法可以直接提供这种测量。在此次研究中，我们提出了一种新的非侵入性、快速方法，使用 TURBISCAN 对药物加压吸入器进行颗粒粒度分布（PSD）表征。

药物吸入器也称为定量吸入器（MDI），加压药物吸入器旨在用户按下罐时以细雾或喷雾的形式输送精确数量的药物。药品由活性药物成分（API）组成，在压力下以液体形式分散，其粒径是决定吸入器效率和有效性的关键因素。粒径会影响进入肺部的渗透深度，同时会影响 API 递送的剂量。最重要的是，在储存过程中可能会发生絮凝和聚并，从而影响 API 粒径。为确保加压吸入器提供适当的剂量，可以使用多种技术来测量 PSD。TURBSICAN基于SMLS技术，是一种独特的技术，能够直接在罐中测量API的（颗粒粒径分布）PSD。

Figure 2. From TURBISCAN data to PSD with Turbisize

样品

选取4个不同粒径的硫酸沙丁胺醇吸入剂样品（S1、S2、S3和S4）。在每个样品中，有相同种类的API粒子系统（分散相）与两种不同的低GWP（全球变暖潜能值）加压推进剂（连续相）结合使用。两组样品之间的差异与API颗粒的研磨工艺有关：

▪ S1和S2（工艺1）

▪ S3和S4（工艺2）

使用 S1 和 S3 的相同推进剂来研究推进剂对 API 研磨等级的影响：

▪ S1 和 S3（推进剂 A）

▪ S2和S4（推进剂B）

总结一下：

表 1.4个测试样品的不同规格

结果

首先，使用涡旋搅拌装置在1000rpm下直接对每个加压吸入器样品进行预均质化2分钟，无需任何额外准备。在25°C下使用TURBISCAN在1小时内进行测量。谱图的横坐标是样品池的高度，从左到右对应样品池的底部到顶部，纵坐标为透射光强变化值，负值代表其光强减弱的值，正值代表其光强增加的值，谱图的右边是时间轴，其不同的颜色与谱图中的不同颜色的线相对应，代表了不同时刻的扫描得到的谱线，蓝色为初始时刻，红色为末时刻。在下图中，显示了为 S1 的测试结果谱图。

图4.样品S1 （a）的透射光和反向散射谱图

根据该图，确定的不稳定因素是：

▪ 在测试样品的底部（1）– 反向散射 - 图的左侧 - 反向散射信号随时间增加，这意味着该区域存在越来越多的散射体。API颗粒沉淀并局部改变悬浮液的浓度。沉积物会随着时间变化而逐渐形成沉积层。

▪ 在测试样品的顶部（3）- 图形的右侧 – 随着样品池高度增加透射光信号的强度上升，顶部存在的散射体更少，悬浮液变得不那么集中。随着时间的流逝，会形成澄清层。

样品品的粒度分布分析：

通过使用 TurbiSize 软件处理 4 个样品的这些测试结果，可以获得每个加压吸入器的基于体积的 PSD。

下图 5 显示了四个测试样品的 PSD。根据结果，可以得出：

▪ 对于相同的研磨工艺过程，含有推进剂B的样品呈现出较低的尺寸分布和多分散性。

▪ 对于相同的推进剂，使用研磨工艺 1 制造的样品具有较低的尺寸分布和多分散性。

因此，获得的结果表明，用于样品 S1 和 S2 的工艺1在生产减小API 粒径方面更有效。此外，用于制造样品S2（推进剂B）的推进剂似乎是最合适的，因为它可以在加压吸入器中获得颗粒尺寸更小的API。这种较低的PSD值是 API 治疗给药改进的指标，因为颗粒可以更深入、更有效地穿透肺部。

图5.使用 Turbisize 测试 4 个加压吸入器产生的API的颗粒粒径分布谱图

结论

为量化和比较吸入器的PSD，采用TURBISCAN技术在实际储存条件下进行测量。SMLS技术完全符合加压吸入器市场的需求，因为它是能够以非侵入性方式直接评估加压吸入器内部PSD的独特技术。通过了解 API的稳定性变化和颗粒粒径分布，可以控制适当的剂量递送。此外，还可以应对其他挑战，例如开发新的API分子，以及用低全球变暖潜能值（GWP）推进剂替代已知会消耗臭氧层的经典氟利昂推进剂。

参考文献

[1] R. Ragheb, U. Nobbmann, Multiple scattering effects on intercept, size,polydispersity index, and intensity for parallel (VV) and perpendicular (VH)polarization detection in photon correlation spectroscopy, Sci, Rep. 10 (1)(2020)1_9.

[2] D.J. McClements, J.N. Coupland, Theory of droplet size distribution measurementsin emulsions using ultrasonic spectroscopy, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng.Asp.117(1-2)(1996)161-170.

[3] M. Balcaen, L. De Neve, K. Dewettinck, P. Van der Meeren, Effect of dilution onparticle size analysis of w/o emulsions by dynamic light scattering, J. Dispers. SciTechnol.42(6)(2021)869-879.

[4] F. Storti, F, Balsamo, Particle size distributions by laser diffraction: sensitivity ofgranular matter strength to analytical operating procedures, Solid Earth 1 (1)(2010)25-48.

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