劉偉(北京防化學(xué)院,北京 102205)
當(dāng)前,在蛋白及多肽類藥物的研究中,肺部給藥由于吸收面積大、藥物利用度高、毒副作用小等優(yōu)勢(shì),逐漸受到了醫(yī)學(xué)界的關(guān)注。肺部給藥的常用劑型為干粉入劑,其作用在于增加藥物的穩(wěn)定性[1]。另外,肺部給藥容易受到各種因素的影響,要提高治療的效果,必須采取針對(duì)性的措施,增加藥物的沉積量。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)蛋白及多肽藥物干粉吸入劑進(jìn)行研究。
干粉吸入劑是一種新型制劑,以固體粉末藥物為主,并與適合的載體進(jìn)行混合,主要的存在方式為膠囊;有兩大類型,分別為載體型、無載體型。將蛋白及多肽類制作成干粉吸入劑增加了藥物的穩(wěn)定性,使吸收率得到了提升。
干粉吸入劑在制備的過程中,首先需要制備藥物微粉。同時(shí),實(shí)施肺部給藥時(shí),容易與呼吸道產(chǎn)生碰撞,從而影響藥物的沉降。因此,要求藥物顆粒的動(dòng)力學(xué)粒徑在0.5—5μm之間。如果粒子半徑過小,雖然擴(kuò)散的范圍比較廣,但是容易從氣流中排出,不利于吸收。常見的藥物微粉制備技術(shù)有:
蛋白質(zhì)粗粉在制備可吸入粉末時(shí),主要采用噴射磨、錘擊磨,以及膠體磨等技術(shù)。然而,使用磨粉碎法也存在一定的局限性。最大的缺點(diǎn)為:在碾磨的過程中,微粉顆粒容易產(chǎn)生靜電的作用,從而降低藥物的物理穩(wěn)定性。
在噴霧干燥技術(shù)下,可以將活性藥物分子溶液制備成干燥的細(xì)粉。同時(shí),材料的溫度在蒸發(fā)作用下,比干燥空氣溫度低,非常適合熱不穩(wěn)定藥物的制備。因此,將該技術(shù)運(yùn)用到蛋白及多肽藥物制備中,具有很大的優(yōu)勢(shì)。另外,由于藥物顆粒容易受到表面張力,以及干燥度的影響,所以在噴霧干燥技術(shù)下,得到的形狀也是多樣的,不僅包括球形,也包括無定型。然而,無定型粉末相比球形粉末,性質(zhì)很不穩(wěn)定。
該技術(shù)制備的原理是:藥物水溶液在噴頭霧化的作用下,置入到低溫液體,或者制冷劑的噴霧室中。當(dāng)霧化液體接觸到低溫媒介后,就會(huì)迅速凝固。通常情況下,固化的過程在幾秒內(nèi)就可以完成。另外,使用噴霧冷凍干燥法時(shí),要對(duì)低溫液體進(jìn)行攪拌,避免出現(xiàn)新顆粒聚合的現(xiàn)象。噴霧工作完成后,立刻對(duì)藥物進(jìn)行冷凍干燥。最后,多蛋白、多肽等熱不穩(wěn)定藥物使用該技術(shù)后,產(chǎn)生的顆粒穩(wěn)定性更好,比噴霧冷凍技術(shù)具有更大的優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)前,該技術(shù)在制備微粒方面被廣泛應(yīng)用。其原理為:在一定臨界點(diǎn),當(dāng)溶質(zhì)壓力減小時(shí),就會(huì)使溶質(zhì)的溶解度發(fā)生較大變化。同時(shí),當(dāng)溶質(zhì)達(dá)到超飽和狀態(tài)后,就會(huì)生成大量的細(xì)微結(jié)晶。在超臨界流體技術(shù)中,經(jīng)常用到的溶劑為二氧化碳。使用該溶劑后,可以使生成過程更加溫和。
乳糖作為干粉吸入劑的一種,已經(jīng)獲得了美國(guó)FDA的批準(zhǔn)。當(dāng)前,上市的干粉吸入劑主要為水與乳糖的混合物,比如:噻托溴銨、布地奈德等。此類化合物在使用的過程中,不含藥理毒性,而且價(jià)格不貴,原料來源渠道多,因此具有很大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),在干粉中加入乳糖后,使干粉的流動(dòng)性、分散性得到了很大的提升。但是,由于乳糖容易與蛋白、多肽類藥物發(fā)生反應(yīng),而且攜帶了瘋牛病病毒,所以應(yīng)該尋找其他的載體。
甘露醇不屬于原糖。與乳糖相比,吸濕能力比較差。另外,甘露醇在使用的過程中,提高了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性,因此被廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)制劑中。當(dāng)前,在干粉制劑載體中,很多研究已經(jīng)更多的使用了甘露醇,從而代替了乳糖。
由于干粉吸入劑肺部沉積容易受到藥物、載體等多方面因素的影響,使藥物沉積性能下降,不利于藥物的吸收,因此必須采取必要的措施,提高藥物的肺部沉積率[2]。
首先,加入載體細(xì)粉后,可以降低對(duì)藥物粒子的粘附,提高藥物的分散性,使藥物的吸收量更高。其次,加入細(xì)粉后,拉大了粒子之間的空間距離,使粉體的流動(dòng)性更好,從而改善了藥物的分散、霧化結(jié)構(gòu)。但是有研究表明,由于干粉吸入劑肺部沉積受到混合時(shí)間、混合方法,以及藥物本身等多種因素的影響,在一些情況下加入細(xì)粉并不能改善藥物顆粒的流動(dòng)性。
要增加肺部沉積率,必須使粉末的流動(dòng)性、分散性得到改善。由于微米級(jí)吸入粉霧劑的表面積比較大,在空氣潮濕的情況下,就會(huì)吸收更多的水分,導(dǎo)致粉體的流動(dòng)性與分散性降低。有研究表明,在藥物中加入粘附力控制物亮氨酸后,可以有效提高顆粒的分散性,增強(qiáng)肺部給藥的沉積性能。
除了以上兩種辦法之外,還可以采取對(duì)藥物微粉再加工的辦法。在藥物吸收之前,利用流化床將藥物分離成松散的小球,從而改善藥物的流動(dòng)性。當(dāng)藥物進(jìn)入呼吸道后,松散的小球在氣流的作用下,逐漸分解成粒子,從而不斷提高肺部沉積率。
總而言之,設(shè)計(jì)出適合的蛋白及多肽藥物干粉吸入劑需要考慮多個(gè)方面的因素,比如藥物的載體,載體與藥物的作用,干粉吸入劑的處理工藝等。只有從多個(gè)角度研究,才能不斷提高此類藥物的肺部沉積率。同時(shí),在干粉吸收劑制備的過程中,應(yīng)該注意藥物的穩(wěn)定性,以及吸收方面的情況。
[1]周潔雨,張?zhí)m,毛世瑞.蛋白及多肽藥物干粉吸入劑研究新進(jìn)展[J].藥學(xué)學(xué)報(bào),2015,(2).
[2]申海燕,朱家壁.多肽和蛋白質(zhì)及疫苗類藥物干粉吸入給藥的研究進(jìn)展[J].國(guó)外醫(yī)學(xué).藥學(xué)分冊(cè),2013(3).