葛玉麗，楊敏，王亞江，李靜*

1.天津醫(yī)科大學 藥學院，天津 300070

2.天津藥業(yè)研究院股份有限公司，天津 300301

慢性阻塞性肺疾病是一種以不完全可逆的氣流受限和慢性氣道炎癥為特征的慢性疾病。據世界衛(wèi)生組織統計，2019 年，全球慢性阻塞性肺疾病的患病人數共4.6 億左右，其中我國患病人數高達1億。慢性阻塞性肺疾病成為2019 年全球第3 位主要死亡原因，預計在未來30 年患病率將持續(xù)上升[1]。吸入治療是最直接有效治療慢性阻塞性肺疾病的給藥方法[2]。相比傳統的給藥方式，吸入療法經由患者主動或被動吸入，藥物可直接到達肺部或經肺部，起到治療局部疾病或全身系統疾病的作用，具有快速、高效和患者依從性好的優(yōu)勢[3]。

目前臨床治療慢性阻塞性肺疾病的主要藥物包括長效毒蕈堿型受體拮抗劑、長效β2受體激動劑和吸入皮質類固醇[4]。Ferguson 等[5]研究發(fā)現在48周內，格隆溴銨與噻托溴銨相比，霧化治療耐受性良好，患者心臟和整體的安全性、耐受性以及肺功能的改善情況均良好；格隆溴銨及其衍生物結合毒蕈堿受體后可抑制交感神經引起平滑肌收縮或不同腺體的分泌，因此臨床用于治療中重度慢性阻塞性肺疾病[6]。

已上市的格隆溴銨吸入粉末屬于干粉吸入劑，干粉吸入劑是被動吸入裝置，且對患者吸氣流速有一定要求，吸氣流速與藥物微粒解聚程度和肺部沉積率相關，患者的吸氣流速和持續(xù)時間的差異性會影響藥物的有效遞送[7]；患者難以實現始終良好且一致的吸氣流速，一定程度上會增加遞送劑量的不準確性和不穩(wěn)定性；若吸氣流速過快，易導致藥物顆粒在上氣道形成湍流、沉積于口咽部，降低肺部沉積率[8]；且粉末易于受潮，在臨床應用中使用不當會影響療效；因此格隆溴銨吸入粉末一般存在遞送效率低、口咽部沉積多和對患者正確使用裝置要求高等不足之處。

已上市的格隆溴銨霧化吸入溶液使用的霧化裝置是eFLOW?CS 系統，屬于振動篩網霧化器，設計用于在潮汐呼吸期間霧化3 min 左右完成1 個單次劑量的藥物遞送[9]，但eFLOW 霧化器需要在患者的整個呼吸周期中持續(xù)產生氣溶膠，易造成大部分藥物在呼氣過程中流失，導致霧化吸入溶液給藥效率低下或引起給藥劑量不穩(wěn)定[10]。每次使用后需清潔，但篩網的微孔結構容易因藥物殘留而堵塞，造成清潔困難，長期維護不當會導致輸出的水霧質量降低或存在微生物污染水霧，從而損傷篩網或引起肺部感染[11]。該霧化器價格昂貴，長期使用易增加慢性阻塞性肺疾病患者的經濟負擔。

Respimat 吸入器是由德國勃林格殷格翰公司利用軟霧生成技術設計的新型霧化裝置，無需拋射劑，動力來源依靠彈簧機械能[12]，給藥劑量較準確；與干粉吸入劑相比，噴霧速度慢，口咽部沉積少，可在不損失臨床療效的情況下減少給藥劑量，并增強肺部的藥物輸送[13]，提高肺部沉積率；發(fā)射噴霧持續(xù)時間相對較長，藥物微?；静浑S呼氣呼出，在很大程度上減少患者制動和吸氣程度之間協調不良的影響，顯著提高患者的依從性和易用性[14]。此外吸入噴霧裝置無需額外清潔操作。但Respimat裝置每次噴出藥液僅15 μL[15]，對藥物的溶解度有一定要求，且該裝置因具有微孔和微間隙結構，在藥物處方的選擇和開發(fā)上有一定的局限性。因此，為實現更好的藥械組合、發(fā)揮格隆溴銨治療慢性阻塞性肺疾病的臨床療效，有必要開發(fā)格隆溴銨的新處方和新劑型。

根據我國的化學藥品注冊分類中規(guī)定的2.2 類定義以及2020 年12 月國家藥品監(jiān)督管理局藥品審評中心發(fā)布的《化學藥品改良型新藥臨床試驗技術指導原則》[16]中改良型新藥的定義，結合目前格隆溴銨的上市情況，格隆溴銨吸入噴霧劑應屬于2.2 類改良型新藥。本研究開發(fā)了格隆溴銨吸入噴霧劑，根據美國食品藥品管理局FDA 指南、《中國藥典》2020年版對吸入噴霧劑的研發(fā)要求，采用激光成像系統和新一代撞擊器等方法測定格隆溴銨吸入噴霧劑的噴霧模式、噴霧形態(tài)、遞送劑量均一性和空氣動力學粒徑分布，考察格隆溴銨吸入噴霧劑的霧化特性，評估其作為改良型新藥的研發(fā)價值，以期為吸入噴霧劑改良新藥的霧化特性研究提供參考。

1 儀器與材料

SparyVIEW 激光成像系統（Proveris 公司）；濾紙（1 μm，76 mm，Pall 公司）；LCP5 真空泵、BAC2100R 流量控制器、DUSA 管、新一代級聯撞擊器（Copley 公司）；4043H 流量計（TSI 公司）；ME204 電子天平（Mettler Toledo 公司）；Agilent 1260高效液相色譜儀（Agilent Technologies 公司）。

格隆溴銨原料藥（北京伊諾凱科技有限公司，質量分數99%，批號GL210211）；吸入噴霧劑裝置（Respimat，勃林格殷格翰公司）；格隆溴銨霧化吸入溶液（Sunovion Respiratory Development 公司，批號YC110）；格隆溴銨對照品（中國食品藥品檢定研究院，質量分數99.9%，批號100022-202106）；其他試劑和試藥均為分析純，水為注射用水。

2 方法與結果

2.1 吸入噴霧劑的制備

稱取處方量80%的注射用水，按照處方組成：格隆溴銨0.543 3 mg/mL、檸檬酸0.1%、依地酸二鈉0.01%、苯扎氯銨0.01%，依次稱量各組分，并加入燒杯中，攪拌溶解，定容，用1 mol/L 氫氧化鈉溶液調至pH 4.0，經0.22 μm 微孔濾膜濾過，無菌操作下灌裝至吸入噴霧劑用塑料瓶中，封蓋，鋁殼包覆后，插入吸入噴霧劑裝置后使用，即得藥液質量濃度為0.544 3 mg/mL、每噴含格隆溴銨6.0 μg的格隆溴銨吸入噴霧劑。

2.2 噴霧模式

測量距離選擇距離噴嘴3、6 cm 處[17]，調節(jié)設備參數后，取5 支樣品，看到水霧后棄去3 噴進行試驗，連續(xù)測定3 噴，通過激光成像系統軟件獲得相應數據，噴霧模式見圖1。噴霧模式結果中面積（Area）一般用于描述噴霧輪廓尺度，而橢圓度（Ovality）是Dmax和Dmin的比率，用于描述噴霧形狀[18]。FDA 指導原則建議橢圓度比例 1.00～1.30[19]。距離噴嘴3、6 cm 噴霧模式的面積分別為（128.41±6.44）、（291.15±16.32）mm2，RSD 值分別為5.01%、5.60%；橢圓度分別為（1.16±0.04）、（1.10±0.02），RSD 值分別為3.86%、1.86%。結果表明，樣品的橢圓度均符合FDA 指導原則建議；不同樣品同一參數之間RSD 值均小于7%，數據精密度較好。因此，可認為樣品的輪廓尺度較穩(wěn)定，噴霧形狀正常。

圖1 格隆溴銨吸入噴霧劑的噴霧模式Fig.1 Spray pattern of glycopyrrolate bromide inhalation spray

2.3 噴霧形態(tài)

測量距離選擇距離噴嘴6 cm 處，調節(jié)設備參數后，取5 支樣品，看到水霧后棄去3 噴進行試驗，連續(xù)測定3 噴，通過激光成像系統軟件獲得相應數據，噴霧形態(tài)見圖2。圖像處理時需由人工確定噴霧的頂點和邊緣，得到以噴嘴為頂點的錐形區(qū)域。噴霧錐形區(qū)域的頂端角度稱為形態(tài)角度，底端寬度稱為形態(tài)寬度，兩者是評價噴霧形態(tài)的主要參數。噴霧形態(tài)的測定結果見表2。Angle 為（19.89±1.22）deg，RSD 值為6.15%；Width 為（21.12±1.13）mm，RSD 值為5.35%。結果表明，同一樣品不同噴次之間的形態(tài)角度和形態(tài)寬度的標準偏差較??；不同樣品同一參數之間RSD 值均小于7%，數據精密度較好。因此，可認為樣品的噴霧形態(tài)較穩(wěn)定。

圖2 格隆溴銨吸入噴霧劑的噴霧形態(tài)Fig.2 Plume geometry of glycopyrrolate bromide inhalation spray

2.4 遞送劑量均一性

2.4.1 罐內遞送劑量均一性 按照《中國藥典》2020 年版通則0111 要求，在樣品收集管基座內放置圓形濾紙，固定于收集管的一端，基座端口連接真空泵、流量計，連接測定裝置，調節(jié)真空泵使其體積流量為28.3 L/min（±5%）。取1 支待測樣品，看到水霧后棄去3 噴，將吸入裝置插入吸嘴適配器，撳射1 次，抽氣5 s，取下吸入裝置，重復上述過程，收集第2 噴于同一收集管內，即為1 個單次劑量。取適量稀釋劑清洗收集管內部（包含濾紙），取續(xù)濾液作為供試品溶液。同法制備第2、3 個劑量，以及中間4 個劑量，最后3 個劑量的供試品溶液，棄去其余各噴。結果平均標示量回收率為99.80%，RSD 值為2.76%（n＝10）。

2.4.2 罐間遞送劑量均一性 取10 支樣品，按照2.4.1 項下采用的測定裝置和方法收集供試品溶液，其中3 罐測定第1 個劑量，4 罐測定中間劑量，剩余3 罐測定最末劑量，棄去其余各噴。結果平均標示量回收率為99.88%，RSD 值為3.23%（n＝10）。

測定結果表明，該樣品的罐間和罐內遞送劑量均一性均符合《中國藥典》2020 年版通則0111 的規(guī)定，且瓶間差異較小，即樣品的遞送劑量均一性良好。

2.5 空氣動力學粒徑分布

新一代撞擊器是具有7 級和1 個微孔收集器（MOC）的新一代級聯撞擊器，用于測定吸入制劑的粒徑和粒度分布，利用慣性撞擊原理可收集不同直徑的微細粒子，模擬藥物顆粒在呼吸道和肺部的沉積情況，已被多國藥典收錄用于評價吸入制劑?？諝鈩恿W粒徑分布的主要參數有微細粒子劑量（FPD）即粒徑小于5 μm 的氣溶膠藥物粒子的質量、微細粒子分數（FPF）即粒徑小于5 μm 的累積含量與輸出總含量的比例、質量中值（MMAD）即累積沉降百分比為50%的粒徑值和用來衡量粒徑分布跨度的幾何標準偏差（GSD）。

按照《中國藥典》2020 年版通則0951 要求，將收集杯置于托盤內，并在MOC 放置濾紙，托盤安裝于底部支架后，合上蓋子，扳下手柄，將儀器密封。裝置溫度控制在5 ℃，相對濕度控制在40%～65%。將L 型連接管一端接入撞擊器入口，另一端安裝吸嘴適配器，連接撞擊器的出口和真空泵，調節(jié)L 型連接管進口的氣體體積流量為30 L/min（±5%），關閉真空泵。取1 支樣品，看到水霧后棄去3 噴，開啟真空泵，將吸入裝置接入適配器后，連續(xù)測定8 噴后，取下吸入裝置，5 s 后關閉真空泵。拆除撞擊器，取下L 型連接管和吸嘴適配器，取適量稀釋劑分別洗滌適配器、L 型連接管、樣品各收集盤（包含MOC 濾紙），取續(xù)濾液作為待測樣品。棄去中間噴次，同法測定第53～60 噴。再取兩支樣品，重復以上過程。

與上述儀器安裝步驟和溫、濕度保持一致，L 型連接管進口處的流速控制在15 L/min（±5%）。按照藥品說明書，取1 瓶原研制劑，加入霧化裝置中，將霧化裝置連接吸嘴適配器，開啟真空泵，抽約3 min，關閉真空泵。拆除撞擊器，取出濾紙，取適量稀釋劑分別洗滌裝置和其余組件，取續(xù)濾液作為待測樣品。再取2 瓶原研制劑，重復以上過程。

查閱對比中外藥典后，采用USP43 中格隆溴銨質量標準中測定的HPLC 法[20]，測定各部位的沉積量，結果見圖3。經CITDA 軟件計算空氣動力學粒徑分布，結果見表1。結果表明，格隆溴銨吸入噴霧劑與霧化吸入溶液的MMAD、GSD 值基本一致。

表1 空氣動力學粒徑分布測定結果（）Table 1 Results of aerodynamic particle size distribution（）

表1 空氣動力學粒徑分布測定結果（）Table 1 Results of aerodynamic particle size distribution（）

圖3 格隆溴銨吸入噴霧劑（A）和格隆溴銨吸入溶液（B）的各級沉積量Fig.3 Deposition of all levels of glycopyrrolate bromide inhalation spray (A) and glycopyrrolate bromide inhalation solution (B)

2023GOLD 指南明確指出慢性阻塞性肺疾病患者存在明顯的呼吸困難和氣流阻塞癥狀[21]，在潮汐呼吸過程中也有部分氣溶膠隨呼氣被排出體外[22]，霧化吸入溶液的使用過程中受呼氣過程帶走微細粒子的影響較大，而吸入噴霧劑的使用過程中受此影響較小。FDA 審批報告中格隆溴銨霧化吸入溶液的遞送劑量僅56.8%[23]，而吸入噴霧劑遞送劑量約為100%。結合本實驗中霧化吸入溶液的FPF 值，計算格隆溴銨霧化吸入溶液可在肺內沉積的微細粒子比例約為40.63%，低于本實驗中吸入噴霧劑的FPF 值，因此，格隆溴銨吸入噴霧劑在肺內沉積方面上高于霧化吸入溶液。

3 討論

本研究開發(fā)的格隆溴銨吸入噴霧劑，選取市場應用成熟且易采購的Respimat 吸入器匹配自主開發(fā)的藥液進行研究，建立噴霧模式、噴霧形態(tài)、遞送劑量均一性和空氣動力學粒徑分布的測定方法，評估格隆溴銨吸入噴霧劑霧化特性，結果顯示格隆溴銨新處方和裝置組合良好，噴霧劑霧化性能良好。在研究過程中發(fā)現，格隆溴銨吸入噴霧劑較國外上市的霧化吸入溶液有望實現更優(yōu)的肺部沉積效果，有望實現更優(yōu)的臨床療效，有利于實現通過更少的給藥劑量發(fā)揮格隆溴銨長效抗膽堿能的作用。因此，格隆溴銨吸入噴霧劑具備作為改良型新藥的后續(xù)研究價值。開發(fā)格隆溴銨吸入噴霧劑并進行體外評價有助于擴展慢性阻塞性肺疾病患者臨床用藥的選擇范圍，豐富我國的改良型新藥品種，為研發(fā)吸入噴霧劑的相關科研機構和人員提供參考。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突