含硫酸沙丁胺醇吸入制劑霧化特性的體外評(píng)價(jià)

孫雅麗 韓小利 陳沁月 沙先誼

硫酸沙丁胺醇是高度選擇性的β2-受體激動(dòng)劑，它能選擇性地激動(dòng)氣管平滑肌表面的β2-受體，起到舒張支氣管，促進(jìn)纖毛運(yùn)動(dòng)的作用[1-2]。目前，臨床上常用劑型為霧化吸入用硫酸沙丁胺醇溶液。霧化吸入制劑廣泛應(yīng)用于哮喘、慢性阻塞性肺疾?。–OPD）、肺部感染等疾病的治療，是目前國(guó)內(nèi)藥物新劑型研究的熱點(diǎn)[3-5]。對(duì)霧化吸入制劑的質(zhì)量評(píng)價(jià)在《中華人民共和國(guó)藥典》2015版中體現(xiàn)出了具體和全面的要求，而臨床醫(yī)師對(duì)于該劑型的理解和適用存在很大的誤區(qū)。除此以外，霧化吸入制劑需要與霧化吸入裝置配合使用，臨床使用不同的霧化吸入裝置也增大了霧化吸入制劑質(zhì)量評(píng)價(jià)的復(fù)雜性[6]。為了提高臨床醫(yī)師對(duì)于吸入制劑的理解和正確的選擇使用，本研究評(píng)價(jià)了硫酸沙丁胺醇注射劑、吸入用硫酸沙丁胺醇與吸入用復(fù)方異丙托溴銨的霧化吸入質(zhì)量特性，旨在為含硫酸沙丁胺醇霧化吸入制劑的正確臨床使用，降低藥物不良反應(yīng)和提高臨床治療效果提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器高效液相色譜儀：Agilent 1260；檢測(cè)器：DAD（G4212B serial NO：DEAA305406）；色譜柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plμs C18（4.6 mm×150 mm，粒徑5 μm）；Helos/BF激光粒度儀，德國(guó)Sympatec有限公司；170型新一代撞擊器（NGI）與真空泵（LCP5），英國(guó)COPLEY公司；DELTA320 pH計(jì)，美國(guó)梅特勒托利多有限公司；壓縮式霧化器 R與霧化器S，春妙（上海）醫(yī)療器械有限公司提供。

1.2 藥品與試劑硫酸沙丁胺醇對(duì)照品（純度＞99.0%，批號(hào)：100328-201503，中國(guó)食品藥品檢定研究院）；吸入用硫酸沙丁胺醇溶液（商品名：萬(wàn)托林，GlaxoSmithkline Australia Pty Ltd，澳大利亞，批號(hào)：FW0347），規(guī)格：2.5 ml/支（以沙丁胺醇計(jì)5 mg）；吸入用復(fù)方異丙托溴銨溶液（商品名：可必特，上海勃林格殷格翰藥業(yè)有限公司，批號(hào)：6982030），規(guī)格：2.5 ml/支（以沙丁胺醇計(jì)2.5 mg）；硫酸沙丁胺醇注射液（A廠，批號(hào)：224160203），規(guī)格：2 ml/支（以沙丁胺醇計(jì)0.4 mg)；氯化鈉注射液（上海長(zhǎng)征富民金山制藥有限公司）；滅菌注射用水（上海長(zhǎng)征富民金山制藥有限公司）。甲醇、乙腈：色譜純，TEDIA，美國(guó)；其他試劑均為分析純。

1.3 不同硫酸沙丁胺醇制劑的霧化粒徑及其分布采用光散射法測(cè)定不同硫酸沙丁胺醇制劑產(chǎn)品的顆粒粒徑及其分布，具體樣品分析流程如下：分別取一定量的樣品，打開(kāi)，將藥品溶液加入霧化杯中，調(diào)節(jié)霧化杯噴頭位置，使其距離激光源正中6 cm處，每個(gè)樣品測(cè)試 3次，初次測(cè)試前需進(jìn)行背景測(cè)試，注意避光，以免影響背景測(cè)試。儀器參數(shù)：鏡頭：R1（0.1/0.18 μm），開(kāi)始條件：c.opt≥3.0%后 10 s；結(jié)束條件：開(kāi)始后30 s，數(shù)據(jù)交換頻率：5 ms。

1.4 含硫酸沙丁胺醇制劑在不同霧化器與不同模式霧化吸入遞送速率劑量和遞送總量

1.4.1 硫酸沙丁胺醇含量測(cè)定方法參考《歐洲藥典》（EP）8.0版硫酸沙丁胺醇質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)研究方法[7]，采用反相高效液相色譜法（RP-HPLC），以外標(biāo)法按峰面積定量。色譜柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plμs C18（4.6 mm×150 mm，粒徑 5 μm）；流動(dòng)相：流動(dòng)相A∶1.0 g磷酸二氫鉀置于1000 ml的燒杯中，加入約980 ml的蒸餾水，超聲1 min溶解，用磷酸調(diào)節(jié)pH為3，定容至1000 ml；流動(dòng)相B：色譜級(jí)甲醇；流動(dòng)相A-流動(dòng)相B=85∶15（V/V)；流速：1.0 ml/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：220 nm；柱溫：室溫；理論板數(shù)按硫酸沙丁胺醇主峰計(jì)算不低于3000。

1.4.2 霧化吸入遞送速率和遞送總量的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程依法安裝呼吸模擬器和裝有濾紙的濾紙裝置。取霧化杯，加入含硫酸沙丁胺醇制劑樣品，將霧化杯組裝好并與適配器及配套的壓縮機(jī)連接，霧化杯及適配器與濾紙裝置連接。呼吸模擬器設(shè)定為各模式的呼吸頻率。開(kāi)啟呼吸模擬器，將第一階段的時(shí)間設(shè)置為1 min，其他階段根據(jù)樣品體積設(shè)定不同時(shí)間，在呼吸循環(huán)的起始時(shí)啟動(dòng)壓縮機(jī)，呼吸循環(huán)結(jié)束時(shí)同時(shí)關(guān)閉壓縮機(jī)。用稀釋液（用磷酸調(diào)至pH為2.8的水溶液，）清洗回收濾紙、濾紙裝置及適配器至同一 50 ml容量瓶中，作為每一階段的供試品溶液。實(shí)驗(yàn)完畢，將霧化杯、濾紙裝置及適配器用去離子水沖洗干凈，拭干，備用。第一階段濾紙收集的活性物質(zhì)的量與收集時(shí)間相比為遞送速率（數(shù)值與第1分鐘霧化量相同），所有濾紙和濾紙裝置收集的活性物質(zhì)量的總和，即為遞送總量。

1.4.3 含硫酸沙丁胺醇制劑在不同呼吸模式的霧化遞送速率和遞送總量成人呼吸模式參數(shù)為每分鐘15循環(huán)的呼吸頻率，潮汐量500 ml，吸入與呼出時(shí)間之比為1∶1；兒童呼吸模式參數(shù)為每分鐘 25循環(huán)的呼吸頻率，潮汐量 155 ml，吸入與呼出時(shí)間之比為 1∶2；嬰兒呼吸模式參數(shù)為每分鐘30循環(huán)的呼吸頻率，潮汐量50 ml，吸入與呼出時(shí)間之比為1∶3。各呼吸模式條件下不同制劑的用法與用量見(jiàn)表1。

1.5 含硫酸沙丁胺醇制劑的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性測(cè)定

1.5.1 霧滴分布與微細(xì)粒子劑量測(cè)定的樣品制備依次安裝新一代藥用撞擊器NGI，置5 ℃冰箱中至少90 min，把撞擊器從冰箱中去除后5 min之內(nèi)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。將NGI與低流速真空泵及流速計(jì)連接，并在喉管上裝入適配器，調(diào)節(jié)流速為15 L/min（±5%）。取各硫酸沙丁胺醇制劑樣品，充分搖勻后，打開(kāi)安瓿瓶，精密量取適量藥品溶液加入霧化杯中，將霧化杯與適配器及配套的壓縮機(jī)（PARI BOY SX）連接，先開(kāi)啟低流速的真空泵后，再開(kāi)啟壓縮機(jī)，利用壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)行霧化，一定時(shí)間后關(guān)閉壓縮機(jī)，移出霧化杯，再關(guān)閉低流速真空泵。取下并分解添加樣品的NGI和霧化杯，用去離子水清洗霧化杯并拭干，備用；用稀釋液（pH為2.8的水溶液）清洗回收喉管和適配器至同一50 ml容量瓶中；分別用稀釋液清洗回收第1收集層、第2收集層、第3收集層、第4收集層、第5收集層、第6收集層及帶濾紙的MOC收集層至相應(yīng)的25 ml容量瓶中；用稀釋液清洗回收第7收集層至10 ml容量瓶中；MOC收集層的供試品溶液經(jīng)0.45 μm PTFE濾膜過(guò)濾，取續(xù)濾液作為MOC收集層供試品溶液，其他供試品溶液可直接進(jìn)樣。

表1 含硫酸沙丁胺醇制劑在不同呼吸模式霧化遞送速率和遞送總量的測(cè)定參數(shù)(n=9)

1.5.2 含硫酸沙丁胺醇制劑在不同霧化器霧化后微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性的測(cè)定按照1.5.1項(xiàng)下的方法，分別測(cè)定注射用硫酸沙丁胺醇、吸入用硫酸沙丁胺醇溶液和吸入用復(fù)方異丙托溴銨溶液在兩種霧化器中的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)，具體用量和霧化時(shí)間如表2所示。

2 結(jié)果

2.1 硫酸沙丁胺醇含量測(cè)定方法專(zhuān)屬性硫酸沙丁胺醇與異丙托溴銨溶液的典型 HPLC色譜圖如圖 1所示，硫酸沙丁胺醇保留時(shí)間約1.8 min，異丙托溴銨保留時(shí)間約5.2 min，兩種藥物完全分離，表明分析方法專(zhuān)屬性良好。

2.2 含硫酸沙丁胺醇制劑的霧化粒徑及其分布不同硫酸沙丁胺醇制劑霧化后主要粒徑參數(shù)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。三種制劑的霧化液滴的中位粒徑（MMAD）與平均液滴粒徑（VWD）從大到小依次為注射用硫酸沙丁胺醇注射液（A廠）＞可必特＞萬(wàn)托林，并且各制劑的MMAD均小于VWD；硫酸沙丁胺醇注射液（A廠）的MMAD與VWD值均顯著大于其他兩種制劑（P＜0.01）；可必特與萬(wàn)托靈在MMAD與VWD指標(biāo)上無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差異（P＞0.05）。

表2 含硫酸沙丁胺醇制劑霧化的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性測(cè)定的藥品用量和霧化時(shí)間(n=9)

2.3 含硫酸沙丁胺醇制劑在不同呼吸模式的霧化吸入遞送速率和遞送（霧化）總量

圖1 硫酸沙丁胺醇與異丙托溴銨的典型HPLC色譜圖

2.3.1 成人呼吸模式在成人呼吸模式條件下，相同霧化體積的萬(wàn)托林與可必特在遞送速率、遞送總量、第1分鐘占霧化量比例與第1分鐘占可霧化量比例上差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。硫酸沙丁胺醇注射液（A廠）在遞送速率與第 1分鐘遞送量占遞送總量比例上均顯著性低于萬(wàn)托林與可必特（均P＜0.01）。硫酸沙丁胺醇注射劑（A廠）的遞送總量顯著高于其他兩種制劑（P＜0.01）；但在相同霧化時(shí)間（按其他兩種制劑總霧化時(shí)間計(jì)算）的第1分鐘霧化和遞送總量顯著性低于其他兩組（P＜0.01）。見(jiàn)表4和圖2。

2.3.2 兒童呼吸模式硫酸沙丁胺醇注射液（A廠）與可必特制劑在兒童呼吸模式的硫酸沙丁胺醇霧化吸入遞送速率和遞送總量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。硫酸沙丁胺醇注射劑（A廠）在第 1分鐘霧化量和遞送速率均顯著性低于可必特（P＜0.01）；在遞送總量上顯著高于可必特制劑（P＜0.01）。

2.3.3 嬰兒呼吸模式硫酸沙丁胺醇注射液與可必特在嬰兒呼吸模式的硫酸沙丁胺醇霧化吸入遞送速率和遞送總量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4。在嬰兒呼吸模式條件下，硫酸沙丁胺醇注射劑（A廠）在第 1分鐘霧化量和遞送速率均顯著性低于吸入用可必特（P＜0.01）；硫酸沙丁胺醇注射劑在遞送總量上顯著高于可必特制劑（P＜0.01）。

2.4 含硫酸沙丁胺醇制劑在不同霧化器霧化的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性含硫酸沙丁胺醇制劑在霧化器R的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5?？杀靥睾腿f(wàn)托林在微細(xì)粒子劑量（FPD）、微細(xì)粒子劑量占霧化量比例（FPF）各指標(biāo)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），在MMAD和霧化量二者比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；硫酸沙丁胺醇注射液（A廠）在相同的霧化時(shí)間其霧化量、FPD與FPF參數(shù)上均顯著低于其他兩種制劑（P＜0.05或P＜0.01）；硫酸沙丁胺醇注射液（A廠）的MMAD顯著高于其他兩種制劑（P＜0.05或P＜0.01）。

表3 三種硫酸沙丁胺醇制劑霧化粒徑分布主要參數(shù)的比較(μm,n=15)

表4 含硫酸沙丁胺醇制劑在成人模式條件下霧化遞送速率和遞送總量的測(cè)定結(jié)果(n=9)

圖2 不同硫酸沙丁胺醇制劑在成人模式霧化第1分鐘遞送量和遞送總量的比較(n=9)

圖3 可必特與硫酸沙丁胺醇注射劑在兒童模式霧化遞送速率和遞送總量的比較(n=9)

表5 含硫酸沙丁胺醇不同制劑在R霧化器的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性的比較(n=9)

含硫酸沙丁胺醇制劑在霧化器S的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表 6。可必特和萬(wàn)托林在霧滴分布FPF上差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但在MMAD、FPD與霧化量上二者比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。硫酸沙丁胺醇注射液（A廠）在相同的霧化時(shí)間其霧化量、FPD與FPF參數(shù)上均顯著低于其他兩種制劑（P＜0.05或P＜0.01）；硫酸沙丁胺醇注射液的MMAD顯著高于其他兩種制劑（P＜0.01）。

圖4 可必特與硫酸沙丁胺醇注射劑在嬰兒模式霧化遞送劑量和遞送總量的比較(n=9)

表6 含硫酸沙丁胺醇制劑在S霧化器的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性的比較(n=9)

比較可必特稀釋前后的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性，結(jié)果見(jiàn)表7?？杀靥叵♂?倍后在R霧化器的霧化時(shí)間延長(zhǎng)，在微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)中霧化量、FPD與FPF均顯著提高（P＜0.05或P＜0.01）。

3 討論

霧化吸入制劑廣泛應(yīng)用于呼吸道疾病的治療，但在臨床使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)除被監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)用于吸入給藥途徑的制劑外，一些注射制劑也經(jīng)常用于霧化吸入給藥。因此，本研究選擇硫酸沙丁胺醇作為模型藥物，主要評(píng)價(jià)硫酸沙丁胺醇注射液霧化使用與其他兩種吸入用硫酸沙丁胺醇霧化制劑在霧化特性上的區(qū)別及相關(guān)影響因素。不同呼吸模式的藥物，霧化遞送速率和遞送總量從大到小依次為成人模式＞兒童模式＞嬰兒模式，結(jié)果表明呼吸模式是影響硫酸沙丁胺醇吸入制劑遞送速率和遞送總量的重要影響因素，在一定程度上可能會(huì)影響藥物的治療效果和起效速度。進(jìn)一步分析了與藥物制劑霧化遞送效率和起效速度相關(guān)的參數(shù)（第1分鐘霧化量、遞送速率、第1分鐘占遞送總量比例），結(jié)果顯示硫酸沙丁胺醇注射劑（A廠）在三個(gè)參數(shù)上均顯著低于吸入用硫酸沙丁胺醇（萬(wàn)托林）或吸入用復(fù)方異丙托溴銨（可必特），分析原因主要由于硫酸沙丁胺醇注射劑的藥物濃度（0.2 mg/ml）明顯低于其他兩種制劑引起的。硫酸沙丁胺醇注射劑（A廠）霧化遞送總量明顯高于吸入用硫酸沙丁胺醇（萬(wàn)托林）或吸入用復(fù)方異丙托溴銨（可必特），但在相同霧化時(shí)間（成人呼吸模式霧化時(shí)間 11 min）時(shí)顯著低于其他兩種制劑，結(jié)果提示降低藥物濃度雖然能在一定程度上降低霧化裝置對(duì)藥物的固有吸附量和提高吸入制劑的遞送總量，但需較長(zhǎng)的霧化時(shí)間，且藥物濃度的降低會(huì)引起霧化吸入制劑的第 1分鐘霧化量與遞送速率明顯降低的問(wèn)題。

表7 可必特稀釋前后的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性的比較(n=9)

霧滴（粒）分布和FPD是評(píng)價(jià)吸入制劑質(zhì)量的重要參數(shù)[8]。本試驗(yàn)評(píng)價(jià)了霧化吸入制劑的霧滴（粒）分布和 FPD。在相同的霧化時(shí)間時(shí)，兩種吸入用制劑可必特和萬(wàn)托林的霧化量、FPD與FDF指標(biāo)上均顯著高于硫酸沙丁胺醇注射劑（A廠），在 MMAD上均顯著低于硫酸沙丁胺醇注射劑（A廠）。可必特稀釋前后的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性發(fā)生明顯的改變，提示吸入用霧化溶液可通過(guò)適當(dāng)降低藥物濃度和延長(zhǎng)霧化時(shí)間的方式提高藥物的霧滴（粒）分布效率和FPD。

硫酸沙丁胺醇注射劑的霧化粒徑、遞送速率及微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)特性方面與其他兩種吸入制劑具有明顯的差異，其主要原因是藥物濃度的差異。硫酸沙丁胺醇注射劑的濃度較低（0.2 mg/ml），為了達(dá)到同樣的給藥劑量，需增加給藥體積和延長(zhǎng)霧化時(shí)間，雖然在一定程度上增加了硫酸沙丁胺醇遞送總量，但在遞送速率上顯著性低于其他兩種吸入霧化制劑。由于臨床治療需要快速起效的短效β-受體激動(dòng)劑（SABA）類(lèi)藥物，吸入制劑遞送速率的降低，可能引起短時(shí)間內(nèi)無(wú)法達(dá)到藥物快速起效的問(wèn)題。因此，硫酸沙丁胺醇注射劑遞送速率的差異性是否會(huì)導(dǎo)致藥物在起效速度和作用強(qiáng)度的差異，需進(jìn)一步開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究和臨床評(píng)價(jià)。此外，根據(jù) 2012年的“成人慢性氣道疾病霧化吸入治療專(zhuān)家共識(shí)”中的建議霧化吸入每次霧化量為4～6 ml，霧化時(shí)間一般在8～12 min。硫酸沙丁胺醇注射劑雖可以通過(guò)增加給藥體積的方式達(dá)到相同給藥劑量，但在臨床實(shí)際給藥中可能難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間（＞20 min）的霧化吸入給藥。因此，研究結(jié)果提示臨床醫(yī)師在選擇硫酸沙丁胺醇注射液霧化吸入給藥方式時(shí)，應(yīng)慎重考慮其有效性和超說(shuō)明書(shū)使用的風(fēng)險(xiǎn)性。

不同的霧化吸入裝置對(duì)各吸入制劑的微細(xì)粒子空氣動(dòng)力學(xué)主要參數(shù)具有明顯的影響，三種制劑在R霧化器的霧化量和FPD值均高于S霧化器，這可能和霧化裝置的不同設(shè)計(jì)有關(guān)。有文獻(xiàn)也報(bào)道了不同霧化裝置對(duì)吸入用布地奈德混懸液的遞送劑量和微細(xì)粒子具有明顯的差異[9]。本研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)霧化器的選擇對(duì)吸入制劑的霧化效率具有重要的影響。

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