一文盘点常见吸入装置的原理和特性
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常见吸入装置的种类和特点
目前稳定期慢阻肺患者临床上常用的吸入装置有压力定量吸入装置（pMDI）、干粉吸入装置（DPI）和软雾吸入装置（SMI）[1]。其中压力定量吸入装置和软雾吸入装置为主动装置，干粉吸入装置为被动装置。
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压力定量吸入装置（pMDI）[1-4]
2.1 基本结构和工作原理
pMDI 是一种向肺部定量递送药物的气溶胶装置[3]（见图 1），由金属容器、定量阀门和喷头（或口含器）三部分组成，其中金属容器用于灌装配方药物，定量阀门用于确保喷射剂量稳定，喷头吸嘴部位用于使药物气溶胶被吸入呼吸道。金属储药罐内含配方药物、抛射剂和辅料 3 种成分，通过揿压阀门，药物和抛射剂以气溶胶形式喷出[2]，其中抛射剂是 pMDI 形成和释放药物气溶胶的能源。由 pMDI 瞬间喷出的气雾液滴实际上是由药物、抛射剂和辅料等组合而成的复合液滴[6]。
图 1 pMDI 装置结构示意图
2.2 类型与特性
pMDI 按照装置技术可分为传统 pMDI 和共悬浮技术的新型 pMDI，其中传统 pMDI 又可分为溶液型和混悬型两类[2]。传统溶液型 pMDI 装置对患者手口协调性要求高，患者需按压罐体的同时吸气，且在药罐即将耗尽时喷射剂量越来越少，存在药物尾损现象；混悬型 pMDI 药物成分密度不一、颗粒粒径不一，使用过程中振摇次数、持续时间和震荡的强度都可能会影响每次揿压喷出的药物比例[1]。
近年新发展起来的 pMDI 共悬浮 Aerosphere 技术，采用新型载药技术将表面多孔的磷脂小球载体（粒径约为 3.0 μm）按处方比例吸附药物晶体后与抛射剂一起装入容器中，使用时释放出剂量和比例恒定的气溶胶，不受吸气流速及使用前装置振摇的次数、持续时间和强度的影响。相对传统 pMDI，共悬浮技术 pMDI 在肺部沉积率上大大提高，一项单中心、随机双盲、安慰剂对照、两阶段交叉的临床 Ⅲ 期研究结果显示，采用 Aerosphere 技术给药后格隆溴铵/福莫特罗双联支气管舒张剂的肺部沉积率达 48%[3]。另外 PMDI 结合储物罐对于吸入不能配合的慢阻肺合并帕金森或卒中等患者是良好的解决方式，使药物在这类特殊患者中实现有效的肺部沉积和临床疗效，而且由于气溶胶通过储雾罐减慢了运行速度，使得药物在咽喉部沉积相应减少，从而减少了口腔感染风险。
图 2 摇动 30 秒后 Aerosphere 仍然维持均质悬浮物
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干粉吸入装置（DPI）[5-7]
3.1 基本结构和工作原理
干粉吸入剂由吸入装置和药物处方两部分组成，将吸附着药物微粉的乳糖载体（见图 3）分装在胶囊或给药装置的储药室中，通过患者吸气和装置内部阻力产生湍流使药物以气溶胶的形式被吸入肺内[1]。
图 3 DPI 微粒乳糖载体
3.2 类型与特性[1-3,5-6]
目前临床常用的 DPI 装置主要分为单剂量胶囊型、多剂量储库型和囊泡型[1]。
单剂量胶囊型 DPI 使用时药物胶囊置于装置底部，经针刺破后，胶囊随吸入气流旋转，同时释放其内含的药物颗粒（见图 4）。
图 4 单剂量胶囊型装置[10]
多剂量储库型 DPI 如都保通过激光打孔的转盘精确定量，口器部分的内部结构采用独特的双螺旋通道，使气流在局部形成湍流，有利于药物颗粒的分散。
图 5 都保吸入装置
囊泡型 DPI 是将药物微粉密封在铝箔条制成的盘状输送带囊泡内，输送带缠绕在一个塑料转盘装置中，并通过转盘输送药物。当操作杆滑动，口器打开，刺破囊泡，药物可随患者吸气动作吸入肺部。易纳器同理装在铝箔盒中，当吸入器完全打开时，两个卷状吸塑带中的药物合并在一起，由患者吸入。
图 6 准纳器吸入装置
干粉吸入剂作为一种被动吸入装置，由患者吸气触发，患者需要快速有力的吸气动作才能将药物颗粒充分解聚，药物的微细颗粒含量、肺部沉积率乃至治疗效果与吸气流速直接相关。不同 DPI 所需的最佳吸气流速不同，患者需要达到足够的吸气流速并持续 2～3 s，才能达到药物的有效递送[1]。对于 DPI 装置来说，把握每一剂良好的吸气流速相对难以实现，故影响药物剂量的准确和稳定性。而另一方面，过快的吸气流速又会使得药物颗粒更容易在上气道形成湍流、沉积在口咽，故这一相对矛盾的特性使得 DPI 在肺部沉积率低、口咽部沉积较高（50%～80%）[2]。
表 1 DPI 常见类型和特性
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软雾吸入装置（SMI）[8-9]
4.1 基本结构和工作原理
软雾吸入装置是一种独特的吸入制剂，主要技术原理是以旋转底座压缩弹簧所产生的机械能为动力提供形成和释放药物气溶胶所需的能量，同时通过毛细管精准定量和独特的两束药液射流对撞原理，以特定角度撞击形成独特「软雾」[1-2]。
图 7 SMI 装置结构示意图
4.2 特性和类型[8-9]
软雾吸入装置能达到约为 0.8 m/s 的较慢运行速度，气溶胶持续时间较长约为 1.5 s，因此减少了口咽沉积率，有助于协同吸入。但装置的正确使用仍是问题，一项 SMI 吸入器技术的评估结果显示，64.9% 的患者无法正确完成所有步骤，其中第一次使用时 77% 的患者无法正确进行操作前准备[9]。
吸入装置作为吸入药物治疗的重要载体，直接影响着吸入治疗的效果。当前，正确的选择和使用吸入装置仍是吸入疗法面临的主要挑战，科学地掌握不同吸入装置的工作原理和特性才能从整体上提高我国慢阻肺患者的规范治疗和健康管理水平。
内容审核：陈静、黄宇翔
参考文献：
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[10]. Lavorini F, et al. Recent advances in capsule-based dry powder inhaler technology. Multidiscip Respir Med. 2017 May 22;12:11.
审批编号: CN-79429 过期日期 2022-12-31
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