行星式球磨優化藥物的霧化遞送效率

優化利奈唑胺 達托霉素和萬古霉素

氣霧劑的霧化遞送

背景：

呼吸系統多年來一直是局部治療的重要課題。目前幾種治療全身性疾病的藥物目前正在研究使用噴霧方式給藥。呼吸系統具有若干防御機制，噴霧劑小液滴或干粉顆粒不得不繞過這些防御機制以沉積在肺泡中。打漿的纖毛，粘液和巨噬細胞是此過程zui主要的障礙。打漿的纖毛，巨噬細胞和粘液的產物根據潛在的呼吸道疾病而有所改變。慢性阻塞性肺病，囊性纖維化和哮喘等疾病會使呼吸系統的防御機制失效。此外，粘稠的粘液使藥物無法被吸收。

肺表面大于100平方米，因此噴霧藥物可以極快速的通過肺泡的吸收。影響氣霧劑微滴產生的幾個因素中，zui重要的幾種可以概括為：噴射霧化器流量，殘余杯的設計，殘余杯開始霧化時的填充，殘余杯負載，藥物分子的裝載，化學式，粘度，表面張力和藥物溶液的濃度。

影響生產后液滴尺寸的其它因素可概述如下：氣道環境內的濕度，氣道湍流，噴霧液滴的結構和氣道內的溫度。藥物制劑的化學結構負責從環境中吸收水并產生膨脹。作為藥物給藥形式的干粉根據顆粒的孔隙率吸收來自環境的水，并且進一步水合可能引起分子的“膨脹”或“收縮”。干粉顆粒的形狀的控制可能會誘導咳嗽。如果干粉顆粒在一個軸上維度過大，則呼吸系統的粘膜將被刺激并且將誘導咳嗽。并且，吸入的液滴/顆粒不應超過5μm。

噴霧施用和干粉施用之間的主要差異包括噴霧產生的時間。吸入胰島素是zui早的經皮給藥的藥物之一，并且可以用作氣霧劑給藥?；诖?，我們對氣霧劑給藥的安全性已進行了的研究。根據我們對吸入胰島素的認知，呼吸系統疾病/呼吸道感染的惡化改變了噴霧給藥的系統吸收。近年來，已經對吸入抗生素進行了廣泛的研究，市場上已經有幾種產品。 在我們目前的研究中，我們調查了達托霉素，萬古霉素和利奈唑胺是否可作為噴霧式噴霧器或超聲霧化器的氣溶膠給藥，并且我們討論了*的殘留杯設計的*組合和殘余杯的裝載。

材料和方法

藥物：

使用以下藥物：鹽酸萬古霉素500mg /瓶，達托霉素500mg /小瓶，和利奈唑胺，作為用于靜脈內輸注的即用無菌等滲溶液提供。每毫升含有2mg利奈唑胺。非活性成分是用于靜脈內施用的水性載體中的檸檬酸鈉，檸檬酸和葡萄糖。鈉（Na +）含量為0.38mg / mL（5mEq / 300mL袋，3.3mEq / 200mL袋和1.7mEq / 100mL袋）。

噴霧劑生產系統：

總共選擇7個殘留杯用于實驗，4個不超過6mL，和三個容量不超過10mL。大殘杯的設計在A，D和E（圖2）中展示。小剩余杯將在B，C，F和G（圖3）中展示。殘余杯載荷量為2,4,6和8mL（僅對于大杯為8mL）。

超聲霧化器：

從市場選擇三個超聲噴霧器（圖4）。

*個是NE-U07（Omron，Kyoto，Japan）。緊湊，重量小于350克，包括10毫升藥杯，并產生均勻的微尺寸蒸汽顆粒。

第二個超聲霧化器是便攜式的EasyNeb II（Flaem Nuova，Martino，Italy）;藥物zui大容量8 mL，頻率2.4 MHz，霧化能力（可調），大約0-0.7mL /分鐘（用鹽水0.9％進行的測試），粒徑2.13μm，質量中值空氣動力學直徑（MMAD），聲級10厘米，50分貝，工作溫度10°C-40°C，空氣濕度 10％-95％。

第三超聲霧化器是意大利Gessate便攜式GIMA（Choice Smart Health Care Company Limited，Wan Chai，Hong Kong，No G2061259328002）：粒徑為3-5μm，頻率2.5 MHz，藥杯容量1-6 mL，在10cm處的聲級<50db，工作溫度10°C-40°C，空氣濕度10％-95％。加載量為2和4mL，是三個超聲噴霧器中的每一個的殘留杯的量。

液滴測量：

使用配備有Scirocco模塊的Mastersizer 2000裝置計算液滴的尺寸分布及其平均直徑（d32）。該裝置已被修改為能夠直接垂直于激光束噴射所產生的液滴。設置1.33的折射率。測量在環境溫度下進行。

研磨：

將達托霉素和萬古霉素粉末在配備有瑪瑙碗（500mL）和6個球（20mm，20g）的行星式球磨機（Pulverisette-5; Fritsch，Idar-Oberstein，Germany）中研磨，轉速約為200 rpm，這導致約7.5g的加速度。我們在研磨120分鐘后，獲得5μm或更小的MMAD。研磨后，我們從每種藥物收集相同重量的粉末，并用2mL 0.9％NaCl稀釋。

結果：

關于殘余杯的容量，ANOVA結果顯示對于藥物（F = 3.65; P = 0.033），殘余杯（F = 5.442; P = 0.0002）和相互作用項藥物×殘余杯（F = 4.045; P = 0.0002）。 從藥物均值的95％置信區間來看，抗生素利奈唑胺（2.88μm）和達托霉素（2.82μm）提供的液滴尺寸比萬古霉素（3.27μm）小。

杯設計D（2.67微米），A（2.40微米）和G（2.63微米）減少液滴大小比其他杯（圖6），雖然置信區間沒有明顯區分他們的影響。 然而，當顯示交互式結果時，這些效果更清楚（圖7）。 事實上，杯子設計D（1.80μm）和G（1.60μm）在分別與達托霉素和利奈唑胺組合施用時在液滴減少中表現。

殘余杯和質量中值空氣動力學直徑（MMAD）（F = 6,48）。

殘余杯，質量中值空氣動力學直徑（MMAD）和藥物。

在較高負荷（8mL）下，ANOVA的統計學顯著差異僅在殘余杯（F = 5.290; P = 0.034）中發現，杯D顯示zui有效（2.30μm;圖8）。

大殘余杯和質量中值空氣動力學直徑（MMAD）（F = 2,8）。

嘴部件不影響裝置的性能，既不影響負載也不影響超聲霧化器。 由于達托霉素產生較小的液滴尺寸（2.92μm）（圖9），只有抗生素的表現略有不同（F = 7.028; P = 0.049），得到類似于圖10的結果。

藥物和質量中值空氣動力學直徑（MMAD）（F = 2,4）。

藥物和質量中值空氣動力學直徑（MMAD）（F = 2,48）。

總而言之，革蘭氏陽性抗生素不像其他藥物那樣有效地降低液滴尺寸，即使它們在合成方面具有不同的性質。然而，當藥物與特定杯設計組合時，液滴尺寸顯著降低，下降至1.60和1.80μm，分別代表利奈唑胺和杯G之間，以及達托霉素和杯D之間的組合顯示出zui明顯的優勢。

當考慮更高的負載水平（8mL）時， 建議使用D杯型的設計用于降低液滴尺寸（2.30μm）。