含硫酸沙丁胺醇吸入制剂雾化特性的体外评价

孙雅丽 韩小利 陈沁月 沙先谊

硫酸沙丁胺醇是高度选择性的β2-受体激动剂，它能选择性地激动气管平滑肌表面的β2-受体，起到舒张支气管，促进纤毛运动的作用[1-2]。目前，临床上常用剂型为雾化吸入用硫酸沙丁胺醇溶液。雾化吸入制剂广泛应用于哮喘、慢性阻塞性肺疾病（COPD）、肺部感染等疾病的治疗，是目前国内药物新剂型研究的热点[3-5]。对雾化吸入制剂的质量评价在《中华人民共和国药典》2015版中体现出了具体和全面的要求，而临床医师对于该剂型的理解和适用存在很大的误区。除此以外，雾化吸入制剂需要与雾化吸入装置配合使用，临床使用不同的雾化吸入装置也增大了雾化吸入制剂质量评价的复杂性[6]。为了提高临床医师对于吸入制剂的理解和正确的选择使用，本研究评价了硫酸沙丁胺醇注射剂、吸入用硫酸沙丁胺醇与吸入用复方异丙托溴铵的雾化吸入质量特性，旨在为含硫酸沙丁胺醇雾化吸入制剂的正确临床使用，降低药物不良反应和提高临床治疗效果提供数据支持和理论依据。

1 材料与方法

1.1 仪器高效液相色谱仪：Agilent 1260；检测器：DAD（G4212B serial NO：DEAA305406）；色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plμs C18（4.6 mm×150 mm，粒径5 μm）；Helos/BF激光粒度仪，德国Sympatec有限公司；170型新一代撞击器（NGI）与真空泵（LCP5），英国COPLEY公司；DELTA320 pH计，美国梅特勒托利多有限公司；压缩式雾化器 R与雾化器S，春妙（上海）医疗器械有限公司提供。

1.2 药品与试剂硫酸沙丁胺醇对照品（纯度＞99.0%，批号：100328-201503，中国食品药品检定研究院）；吸入用硫酸沙丁胺醇溶液（商品名：万托林，GlaxoSmithkline Australia Pty Ltd，澳大利亚，批号：FW0347），规格：2.5 ml/支（以沙丁胺醇计5 mg）；吸入用复方异丙托溴铵溶液（商品名：可必特，上海勃林格殷格翰药业有限公司，批号：6982030），规格：2.5 ml/支（以沙丁胺醇计2.5 mg）；硫酸沙丁胺醇注射液（A厂，批号：224160203），规格：2 ml/支（以沙丁胺醇计0.4 mg)；氯化钠注射液（上海长征富民金山制药有限公司）；灭菌注射用水（上海长征富民金山制药有限公司）。甲醇、乙腈：色谱纯，TEDIA，美国；其他试剂均为分析纯。

1.3 不同硫酸沙丁胺醇制剂的雾化粒径及其分布采用光散射法测定不同硫酸沙丁胺醇制剂产品的颗粒粒径及其分布，具体样品分析流程如下：分别取一定量的样品，打开，将药品溶液加入雾化杯中，调节雾化杯喷头位置，使其距离激光源正中6 cm处，每个样品测试 3次，初次测试前需进行背景测试，注意避光，以免影响背景测试。仪器参数：镜头：R1（0.1/0.18 μm），开始条件：c.opt≥3.0%后 10 s；结束条件：开始后30 s，数据交换频率：5 ms。

1.4 含硫酸沙丁胺醇制剂在不同雾化器与不同模式雾化吸入递送速率剂量和递送总量

1.4.1 硫酸沙丁胺醇含量测定方法参考《欧洲药典》（EP）8.0版硫酸沙丁胺醇质量标准和文献研究方法[7]，采用反相高效液相色谱法（RP-HPLC），以外标法按峰面积定量。色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plμs C18（4.6 mm×150 mm，粒径 5 μm）；流动相：流动相A∶1.0 g磷酸二氢钾置于1000 ml的烧杯中，加入约980 ml的蒸馏水，超声1 min溶解，用磷酸调节pH为3，定容至1000 ml；流动相B：色谱级甲醇；流动相A-流动相B=85∶15（V/V)；流速：1.0 ml/min；检测波长：220 nm；柱温：室温；理论板数按硫酸沙丁胺醇主峰计算不低于3000。

1.4.2 雾化吸入递送速率和递送总量的实验操作过程依法安装呼吸模拟器和装有滤纸的滤纸装置。取雾化杯，加入含硫酸沙丁胺醇制剂样品，将雾化杯组装好并与适配器及配套的压缩机连接，雾化杯及适配器与滤纸装置连接。呼吸模拟器设定为各模式的呼吸频率。开启呼吸模拟器，将第一阶段的时间设置为1 min，其他阶段根据样品体积设定不同时间，在呼吸循环的起始时启动压缩机，呼吸循环结束时同时关闭压缩机。用稀释液（用磷酸调至pH为2.8的水溶液，）清洗回收滤纸、滤纸装置及适配器至同一 50 ml容量瓶中，作为每一阶段的供试品溶液。实验完毕，将雾化杯、滤纸装置及适配器用去离子水冲洗干净，拭干，备用。第一阶段滤纸收集的活性物质的量与收集时间相比为递送速率（数值与第1分钟雾化量相同），所有滤纸和滤纸装置收集的活性物质量的总和，即为递送总量。

1.4.3 含硫酸沙丁胺醇制剂在不同呼吸模式的雾化递送速率和递送总量成人呼吸模式参数为每分钟15循环的呼吸频率，潮汐量500 ml，吸入与呼出时间之比为1∶1；儿童呼吸模式参数为每分钟 25循环的呼吸频率，潮汐量 155 ml，吸入与呼出时间之比为 1∶2；婴儿呼吸模式参数为每分钟30循环的呼吸频率，潮汐量50 ml，吸入与呼出时间之比为1∶3。各呼吸模式条件下不同制剂的用法与用量见表1。

1.5 含硫酸沙丁胺醇制剂的微细粒子空气动力学特性测定

1.5.1 雾滴分布与微细粒子剂量测定的样品制备依次安装新一代药用撞击器NGI，置5 ℃冰箱中至少90 min，把撞击器从冰箱中去除后5 min之内开始实验。将NGI与低流速真空泵及流速计连接，并在喉管上装入适配器，调节流速为15 L/min（±5%）。取各硫酸沙丁胺醇制剂样品，充分摇匀后，打开安瓿瓶，精密量取适量药品溶液加入雾化杯中，将雾化杯与适配器及配套的压缩机（PARI BOY SX）连接，先开启低流速的真空泵后，再开启压缩机，利用压缩机产生的压缩空气进行雾化，一定时间后关闭压缩机，移出雾化杯，再关闭低流速真空泵。取下并分解添加样品的NGI和雾化杯，用去离子水清洗雾化杯并拭干，备用；用稀释液（pH为2.8的水溶液）清洗回收喉管和适配器至同一50 ml容量瓶中；分别用稀释液清洗回收第1收集层、第2收集层、第3收集层、第4收集层、第5收集层、第6收集层及带滤纸的MOC收集层至相应的25 ml容量瓶中；用稀释液清洗回收第7收集层至10 ml容量瓶中；MOC收集层的供试品溶液经0.45 μm PTFE滤膜过滤，取续滤液作为MOC收集层供试品溶液，其他供试品溶液可直接进样。

表1 含硫酸沙丁胺醇制剂在不同呼吸模式雾化递送速率和递送总量的测定参数(n=9)

1.5.2 含硫酸沙丁胺醇制剂在不同雾化器雾化后微细粒子空气动力学特性的测定按照1.5.1项下的方法，分别测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复方异丙托溴铵溶液在两种雾化器中的微细粒子空气动力学，具体用量和雾化时间如表2所示。

2 结果

2.1 硫酸沙丁胺醇含量测定方法专属性硫酸沙丁胺醇与异丙托溴铵溶液的典型 HPLC色谱图如图 1所示，硫酸沙丁胺醇保留时间约1.8 min，异丙托溴铵保留时间约5.2 min，两种药物完全分离，表明分析方法专属性良好。

2.2 含硫酸沙丁胺醇制剂的雾化粒径及其分布不同硫酸沙丁胺醇制剂雾化后主要粒径参数的测定结果见表3。三种制剂的雾化液滴的中位粒径（MMAD）与平均液滴粒径（VWD）从大到小依次为注射用硫酸沙丁胺醇注射液（A厂）＞可必特＞万托林，并且各制剂的MMAD均小于VWD；硫酸沙丁胺醇注射液（A厂）的MMAD与VWD值均显著大于其他两种制剂（P＜0.01）；可必特与万托灵在MMAD与VWD指标上无统计学意义的差异（P＞0.05）。

表2 含硫酸沙丁胺醇制剂雾化的微细粒子空气动力学特性测定的药品用量和雾化时间(n=9)

2.3 含硫酸沙丁胺醇制剂在不同呼吸模式的雾化吸入递送速率和递送（雾化）总量

图1 硫酸沙丁胺醇与异丙托溴铵的典型HPLC色谱图

2.3.1 成人呼吸模式在成人呼吸模式条件下，相同雾化体积的万托林与可必特在递送速率、递送总量、第1分钟占雾化量比例与第1分钟占可雾化量比例上差异均无统计学意义（均P＞0.05）。硫酸沙丁胺醇注射液（A厂）在递送速率与第 1分钟递送量占递送总量比例上均显著性低于万托林与可必特（均P＜0.01）。硫酸沙丁胺醇注射剂（A厂）的递送总量显著高于其他两种制剂（P＜0.01）；但在相同雾化时间（按其他两种制剂总雾化时间计算）的第1分钟雾化和递送总量显著性低于其他两组（P＜0.01）。见表4和图2。

2.3.2 儿童呼吸模式硫酸沙丁胺醇注射液（A厂）与可必特制剂在儿童呼吸模式的硫酸沙丁胺醇雾化吸入递送速率和递送总量的测定结果见图3。硫酸沙丁胺醇注射剂（A厂）在第 1分钟雾化量和递送速率均显著性低于可必特（P＜0.01）；在递送总量上显著高于可必特制剂（P＜0.01）。

2.3.3 婴儿呼吸模式硫酸沙丁胺醇注射液与可必特在婴儿呼吸模式的硫酸沙丁胺醇雾化吸入递送速率和递送总量的测定结果见图4。在婴儿呼吸模式条件下，硫酸沙丁胺醇注射剂（A厂）在第 1分钟雾化量和递送速率均显著性低于吸入用可必特（P＜0.01）；硫酸沙丁胺醇注射剂在递送总量上显著高于可必特制剂（P＜0.01）。

2.4 含硫酸沙丁胺醇制剂在不同雾化器雾化的微细粒子空气动力学特性含硫酸沙丁胺醇制剂在雾化器R的微细粒子空气动力学特性的测定结果见表5。可必特和万托林在微细粒子剂量（FPD）、微细粒子剂量占雾化量比例（FPF）各指标比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），在MMAD和雾化量二者比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；硫酸沙丁胺醇注射液（A厂）在相同的雾化时间其雾化量、FPD与FPF参数上均显著低于其他两种制剂（P＜0.05或P＜0.01）；硫酸沙丁胺醇注射液（A厂）的MMAD显著高于其他两种制剂（P＜0.05或P＜0.01）。

表3 三种硫酸沙丁胺醇制剂雾化粒径分布主要参数的比较(μm,n=15)

表4 含硫酸沙丁胺醇制剂在成人模式条件下雾化递送速率和递送总量的测定结果(n=9)

图2 不同硫酸沙丁胺醇制剂在成人模式雾化第1分钟递送量和递送总量的比较(n=9)

图3 可必特与硫酸沙丁胺醇注射剂在儿童模式雾化递送速率和递送总量的比较(n=9)

表5 含硫酸沙丁胺醇不同制剂在R雾化器的微细粒子空气动力学特性的比较(n=9)

含硫酸沙丁胺醇制剂在雾化器S的微细粒子空气动力学特性的测定结果见表 6。可必特和万托林在雾滴分布FPF上差异均无统计学意义（P＞0.05），但在MMAD、FPD与雾化量上二者比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。硫酸沙丁胺醇注射液（A厂）在相同的雾化时间其雾化量、FPD与FPF参数上均显著低于其他两种制剂（P＜0.05或P＜0.01）；硫酸沙丁胺醇注射液的MMAD显著高于其他两种制剂（P＜0.01）。

图4 可必特与硫酸沙丁胺醇注射剂在婴儿模式雾化递送剂量和递送总量的比较(n=9)

表6 含硫酸沙丁胺醇制剂在S雾化器的微细粒子空气动力学特性的比较(n=9)

比较可必特稀释前后的微细粒子空气动力学特性，结果见表7。可必特稀释1倍后在R雾化器的雾化时间延长，在微细粒子空气动力学参数中雾化量、FPD与FPF均显著提高（P＜0.05或P＜0.01）。

3 讨论

雾化吸入制剂广泛应用于呼吸道疾病的治疗，但在临床使用中经常会出现除被监管机构批准用于吸入给药途径的制剂外，一些注射制剂也经常用于雾化吸入给药。因此，本研究选择硫酸沙丁胺醇作为模型药物，主要评价硫酸沙丁胺醇注射液雾化使用与其他两种吸入用硫酸沙丁胺醇雾化制剂在雾化特性上的区别及相关影响因素。不同呼吸模式的药物，雾化递送速率和递送总量从大到小依次为成人模式＞儿童模式＞婴儿模式，结果表明呼吸模式是影响硫酸沙丁胺醇吸入制剂递送速率和递送总量的重要影响因素，在一定程度上可能会影响药物的治疗效果和起效速度。进一步分析了与药物制剂雾化递送效率和起效速度相关的参数（第1分钟雾化量、递送速率、第1分钟占递送总量比例），结果显示硫酸沙丁胺醇注射剂（A厂）在三个参数上均显著低于吸入用硫酸沙丁胺醇（万托林）或吸入用复方异丙托溴铵（可必特），分析原因主要由于硫酸沙丁胺醇注射剂的药物浓度（0.2 mg/ml）明显低于其他两种制剂引起的。硫酸沙丁胺醇注射剂（A厂）雾化递送总量明显高于吸入用硫酸沙丁胺醇（万托林）或吸入用复方异丙托溴铵（可必特），但在相同雾化时间（成人呼吸模式雾化时间 11 min）时显著低于其他两种制剂，结果提示降低药物浓度虽然能在一定程度上降低雾化装置对药物的固有吸附量和提高吸入制剂的递送总量，但需较长的雾化时间，且药物浓度的降低会引起雾化吸入制剂的第 1分钟雾化量与递送速率明显降低的问题。

表7 可必特稀释前后的微细粒子空气动力学特性的比较(n=9)

雾滴（粒）分布和FPD是评价吸入制剂质量的重要参数[8]。本试验评价了雾化吸入制剂的雾滴（粒）分布和 FPD。在相同的雾化时间时，两种吸入用制剂可必特和万托林的雾化量、FPD与FDF指标上均显著高于硫酸沙丁胺醇注射剂（A厂），在 MMAD上均显著低于硫酸沙丁胺醇注射剂（A厂）。可必特稀释前后的微细粒子空气动力学特性发生明显的改变，提示吸入用雾化溶液可通过适当降低药物浓度和延长雾化时间的方式提高药物的雾滴（粒）分布效率和FPD。

硫酸沙丁胺醇注射剂的雾化粒径、递送速率及微细粒子空气动力学特性方面与其他两种吸入制剂具有明显的差异，其主要原因是药物浓度的差异。硫酸沙丁胺醇注射剂的浓度较低（0.2 mg/ml），为了达到同样的给药剂量，需增加给药体积和延长雾化时间，虽然在一定程度上增加了硫酸沙丁胺醇递送总量，但在递送速率上显著性低于其他两种吸入雾化制剂。由于临床治疗需要快速起效的短效β-受体激动剂（SABA）类药物，吸入制剂递送速率的降低，可能引起短时间内无法达到药物快速起效的问题。因此，硫酸沙丁胺醇注射剂递送速率的差异性是否会导致药物在起效速度和作用强度的差异，需进一步开展实验研究和临床评价。此外，根据 2012年的“成人慢性气道疾病雾化吸入治疗专家共识”中的建议雾化吸入每次雾化量为4～6 ml，雾化时间一般在8～12 min。硫酸沙丁胺醇注射剂虽可以通过增加给药体积的方式达到相同给药剂量，但在临床实际给药中可能难以实现长时间（＞20 min）的雾化吸入给药。因此，研究结果提示临床医师在选择硫酸沙丁胺醇注射液雾化吸入给药方式时，应慎重考虑其有效性和超说明书使用的风险性。

不同的雾化吸入装置对各吸入制剂的微细粒子空气动力学主要参数具有明显的影响，三种制剂在R雾化器的雾化量和FPD值均高于S雾化器，这可能和雾化装置的不同设计有关。有文献也报道了不同雾化装置对吸入用布地奈德混悬液的递送剂量和微细粒子具有明显的差异[9]。本研究结果进一步证实雾化器的选择对吸入制剂的雾化效率具有重要的影响。

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