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对比分析吸入用硫酸特布他林溶液的空气动力学粒径分布情况

2020-07-20 2028 上传者：管理员

摘要：目的：比较2个厂家生产的吸入用硫酸特布他林溶液的空气动力学粒径分布。方法：选用3种雾化器，采用新一代撞击器（NGI）和高效液相色谱法分别对2个厂家生产的吸入用硫酸特布他林溶液进行空气动力学粒径分布（APSD）测定，通过微细粒子剂量、微细粒子分数、空气动力学质量中直径、几何标准偏差比较体外空气动力学粒径分布特征，并建立了APSD方程。结果：相同的样品使用不同的雾化器时APSD结果有显著差异，不同的样品使用相同的雾化器时APSD结果相似；但2种吸入用硫酸特布他林溶液在3种雾化器上的空气动力学微细粒子分布方程一致性均有差异。结论：吸入用硫酸特布他林溶液使用不同的雾化器可导致微细粒子分布差异；使用空气动力学微细粒子分布方程可以进一步评价微细粒子粒径分布的一致性。

关键词：
吸入用溶液
吸入用硫酸特布他林溶液
特布他林
空气动力学粒径分布
空气动力学粒径分布方程
雾化器
雾化液
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硫酸特布他林是一种选择性β2肾上腺素受体激动剂，是治疗支气管哮喘、慢性支气管炎、肺气肿及伴有支气管痉挛等肺部疾病的药物，在国内外已得到广泛的应用[1,2]。特布他林对β2受体具有高度选择性，心脏不良反应小，适用于伴有高血压、冠心病等心血管疾病的哮喘病人，目前常见的剂型有片剂、胶囊、颗粒剂、气（粉）雾剂以及注射剂等[3,4]。

吸入给药剂型主要有定量吸入气雾剂（metered dose inhaler,MDI）、粉雾剂（dry powder inhaler,DPI）、喷雾剂和雾化液体制剂等，其中雾化液体制剂具有处方简单，无剂量约束等优点，临床具有较多应用，但需与雾化器结合使用[5]13。雾化器的雾化方式主要分为超声雾化、气体压缩雾化、智能自调式雾化等方式[6]。雾化液体制剂的体外雾化特性评价方法主要有2种：递送速率和递送总量、空气动力学粒径分布（aerodynamic particle size distribution,APSD)[7]。直径大于5μm的雾滴由于惯性冲击作用主要沉积在口咽部；直径小于0.5μm的雾滴因布朗扩散，大部分在吸入后又被呼出，不能被有效吸入[5]125，所以APSD对描述肺部药物递送具有非常重要的意义。本研究参照《中华人民共和国药典》2015年版四部通则0951项下方法，采用新一代撞击器（next generation impactor,NGI）对吸入用硫酸特布他林溶液的APSD进行研究，为此类制剂的体外吸入特性提供研究思路，为吸入雾化溶液的质量控制及体外一致性评价提供参考和依据。

1、仪器和材料

Waters e2695高效液相色谱仪（配有四元泵、在线脱气机、自动进样器、紫外检测器和Empower 3色谱工作站；Waters公司）；XS-105十万分之一电子天平及SevenEasy pH计[梅特勒托利多仪器（上海）有限公司]；新一代撞击器（NGI)(Copley公司，配有DFM 2 000流量计、HCP5真空泵、冷却装置、计算软件CITDA);FD115干燥箱（宾德公司）；NGI滤膜（玻璃纤维滤膜，直径76 mm，型号8839,Copley公司）；雾化器（市售产品，A、B、C 3个品牌，均为压缩空气型雾化器）。

对照品硫酸特布他林（批号100273-201202，含量99.8%）、硫酸沙丁胺醇（批号100328-200703，含量99.3%），均购自中国食品药品检定研究院；甲醇（Fisher公司，色谱纯）、甲酸铵（国药集团，分析纯）、己烷磺酸钠（Fisher Chemical公司，色谱纯）、磷酸（国药集团，分析纯）；超纯水（实验室自制，电阻率为18.2 mΩ）。

吸入用硫酸特布他林溶液（A企业，批号BBGY;B企业，批号17091116S、17091216S、17091316S；规格均为2 mL∶5 mg）。

2、方法

2.1色谱条件[8]

色谱柱：Phenomenex Luna C18(250 mm×4.6 mm,5μm）；流动相：缓冲液（取己烷磺酸钠4.23 g与甲酸铵3.15 g，加水1 000 mL溶解后，用磷酸调pH至3.0）-甲醇（80∶20）；柱温：35℃；检测波长：276nm；流速：1.0 mL·min-1；进样量：100μL。理论塔板数按特布他林峰计，应不低于3 500。

2.2 APSD测定方法

2.2.1仪器参数

在NGI撞击器的微孔收集器（MOC）中放1张专用滤膜，将NGI撞击器与人工喉置于5℃冷却装置中预冷90 min[9]，并将NGI与真空泵连接。将人工喉与流量计连接，开启真空泵，调节流速为15 L·min-1（±5%)[10]，取下流量计。取样品1支，将内容物倒入雾化杯中，依次连接雾化杯、吸嘴和适配器，再与人工喉连接，保持雾化杯竖直，并保证气密性良好。开启雾化器并计时，120 s后关闭雾化器及真空泵。

2.2.2雾化参数选择

用3种型号的雾化器A、B、C分别雾化1、2和3 min，雾化后目视NGI各级收集板。观察到雾化3 min时，收集板上雾化液滴发生明显变形，且有收集板上液滴连成线，表明出现超载现象；雾化1 min，时间较短，沉积量较小，测定误差较大。因此选择雾化时间为2 min。

2.3溶液的制备

2.3.1对照品溶液

取105℃干燥2 h后的硫酸特布他林对照品约20 mg，精密称定，置于100 mL量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀，精密量取5 mL置50mL量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀，即得对照品溶液。

2.3.2供试品溶液

精密量取流动相各10 mL，分别洗涤NGI的1～7级收集杯与MOC、吸嘴和适配器、人工喉、安瓿瓶，并转移雾化杯中的药液至50mL量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀；分别收集上述12份溶液，用HPLC法测定，计算各层级的含量。

2.4方法学验证

2.4.1系统适用性

取硫酸沙丁胺醇和硫酸特布他林的对照品各2.0 mg，置200 mL量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀，即得系统适用性溶液。按“2.1”项下色谱条件进样，得到的色谱图见图1。特布他林峰与沙丁胺醇峰的分离度为2.5>2.0；理论板数按特布他林峰计算不低于3 500[8]。

图1系统适用性溶液（A）、和空白溶剂（B）色谱图

2.4.2线性

精密量取“2.3”项下对照品溶液适量，用流动相稀释成质量浓度分别为1.0、2.1、5.1、10.3、20.6、51.4、102.8μg·mL-1的对照品溶液系列，按“2.1”项下色谱条件进样测定。以质量浓度（X，μg·mL-1）为横坐标，峰面积（Y）为纵坐标，进行线性回归，得回归方程：

Y=-2 965.48+39 735.49 X r=0.999 9-2 965.48

截距的检验：截距的估计值为-2 965.48，截距的标准误差为1 213.31,t比为-0.409，概率>|t|值为2.4>0.05，统计上显示截距与零点无显著性差异，因此确定可以通过外标法计算含量。

2.3.3检测下限及定量下限

精密量取“2.3.1”项下对照品溶液，倍比稀释，按“2.1”项下色谱条件进样测定，分别以信噪比10∶1、3∶1计算定量下限和检测下限。结果特布他林峰的定量下限为0.3μg·mL-1，检测下限为0.1μg·m L-1。

2.3.4质量平衡

按照上述方法测定雾化器中药物加入量，无法测定管路中损失的药物量，按（NGI各层级含量+雾化杯含量+人工喉含量+吸嘴和适配器含量+安瓿瓶残留量）/药物加入量×100%计算质量平衡分数。A型雾化器平均质量平衡分数（n=6）为95.4%,RSD为1.8%;B型雾化器质量平衡分数（n=6）为97.0%,RSD为1.9%;C型雾化器质量平衡分数（n=6）为92.4%,RSD为1.4%。

3、结果

3.1 APSD测定结果

APSD的主要指标是微细粒子剂量（fine particle dose,FPD）、微细粒子分数（fine particle fraction,FPF）、质量中值空气动力学粒径（mass median aerodynamic diameter,MMAD）和几何标准偏差（geometric standard deviation,GSD）。利用计算软件CITDA对NGI各层级药物沉积量进行统计计算得到以上指标，结果见表1。A企业的样品（批号BBGY）使用不同的雾化器进行微细粒子剂量测定，FPD差异显著，A型（0.9 mg)>B型（0.6 mg)>C型（0.4 mg);FPF结果为A型（63%)>C型（59%)>B型（49%);MMAD结果为B型（4.9μm)>A型（3.6μm)>C型（3.5μm),B型（4.9μm)>A型（3.6μm)>C型（3.5μm);GSD结果均为2.0～2.2。A企业与B企业各批次样品使用相同雾化器时，APSD各项指标差异较小。

表1 APSD测定结果

3.2各级沉积量

吸入用硫酸特布他林溶液经3种雾化器雾化后的药物沉积量分布比例见图2。

图2 A型（A）、B型（B）、C型（C）雾化器各级沉积量分布比例图

2家企业的样品使用相同的雾化器时，各层级的药物沉积量比例比较接近；相同的样品使用不同的雾化器时，各层级的药物沉积量比例有显著差异，雾化器A与雾化器C上最大沉积量依次为4级>5级>3级，雾化器B上最大沉积量为4级与3级相当，5级略大于2级。

3.3数学模型

为进一步研究不同样品使用相同雾化器测试结果的一致性，本研究以3～7级的截止粒径（X）（μm）为横坐标，以3～7级的药物沉积量（Y）（μg）为纵坐标进行3次回归，建立空气动力学粒径分布方程为Y=aX3+bX2+cX+K,r2应不小于0.98。见表2。

2家企业的样品在不同雾化器上得到的空气动力学微细粒子分布方程的拟合程度均较好，但不同企业的样品在相同雾化器上的分布方程各系数项差异较大，拟合曲线的一致性较差（见图3）。

表2空气动力学微细粒子分布方程

图3 A型（A）、B型（B）、C型（C）雾化器APSD曲线

4、讨论

4.1空气动力学特性参数

吸入制剂微细粒子空气动力学特性研究有以下几个常用的指标：FPD为空气动力学粒径小于5μm的气溶胶药物粒子的质量，描述了可能进入肺部的药物粒子的质量；FPF为微细粒子剂量在释出剂量中占的比例，即雾化后产生的粒径小于5μm的药液占所有雾化药液的比例，FPF越大，表明雾化器雾化效率越高；MMAD是质量中位直径，指大于或小于该空气动力学直径的粒子质量各占总质量的一半[11]，用于衡量雾化液滴的平均粒径；GSD为累积分布低于84.1%与15.9%粒子的空气动力学直径（μm）比值[12]，理想气溶胶的GSD值为1，但大多数药物的气溶胶是非均相的，GSD值一般在1.5～2.5。以上指标均为将各层级的沉积量综合统计分析的结果，可能存在NGI各层级分布不同但FPD结果一致的情况，本文建立的空气动力学微细粒子分布方程可直观反映不同雾化器之间、不同样品之间NGI各层级药物沉积量的一致性。下一步将采用更多样本与多种体内外研究手段进行联合研究，以验证及优化该数学模型，并建立定量方法判断分布方程拟合曲线的一致性。

4.2雾化杯的影响

2006年，欧洲药品监督管理局（European Medicines Agency,EMA）发布了吸入制剂的指导原则[13]，首次将雾化器与雾化液作为一个整体考虑。不同品牌的雾化器之间的差异会导致肺部沉积量显著不同[14],A、B型雾化器的雾化杯为封闭式，质量平衡分数结果良好，说明雾化器和仪器清洗方法准确可靠，雾化器和仪器无泄漏；C型雾化器的雾化杯为开口式，质量平衡分数较封闭式雾化杯低，因雾化时有大量雾滴从雾化杯的开口处溢出未被吸收。

4.3雾化器的影响

雾化吸入溶液仿制药微细粒子剂量一致性评价实验应选择合适的雾化器。建议选择雾化性能稳定及雾化时间合适的多种雾化器同时研究，考察在不同雾化器上FPD等特性指标的差异以及分布方程曲线的一致性。如出现仿制药与原研药的特性指标接近，在一种雾化器上分布曲线相似但在另外一种雾化器上分布曲线不相似的情况，则需要慎重选择BE实验使用的雾化器型号，避免因不合适的雾化器导致BE实验结果不理想的情况发生。

参考文献：

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黄慧芬,李苗,肖梦琦,余佳凌.吸入用硫酸特布他林溶液的空气动力学粒径分布比较[J].药物分析杂志,2020,40(06):1039-1044.