肺部吸入制剂的研究进展
摘要
关键词
肺部给药;新技术;吸入制剂
正文
引言
肺部给药指通过主动或被动吸入将特定药物递送至肺部或借助肺部为媒介,以实现局部或全身疾病治疗的给药方式。由于肺部具有吸收面积大、降解酶水平低、肺泡通透性高及物质交换距离短的生理特性,相较口服给药的胃肠道降解、首关效应等生物利用度降低问题,以及注射给药疼痛、患者顺应性差的不足,肺部给药可以有效规避上述缺陷,具有显著的临床应用价值[1]。
一、肺部吸入制剂的类型
吸入制剂需要借助吸入给药装置实现药物递送,大多属于药械组合的复杂制剂,目前上市产品主要有吸入气雾剂、吸入粉雾剂、吸入用液体制剂及吸入喷雾制剂4类。
(一)吸入气雾剂
含药制剂与抛射剂共装耐压容器,配定量阀门,借抛射剂压力雾状喷出。其具有稳定、速效、便携、定量控释、价格低廉的优势;但需协调吸入与装置启动,药物传递效率低,抛射剂易引发环境问题及药物晶体聚集[2]。
气哮喘急性发作时常用沙丁胺醇定量气雾剂,患者气道痉挛,此药能快速舒张支气管,1-5 分钟内缓解喘息、胸闷等症状,是患者居家急救和医院急诊的常用药[3]。
布地奈德福莫特罗气雾剂常用于哮喘长期维持治疗和慢性阻塞性肺疾病患者,福莫特罗能舒张支气管,二者协同作用,可减少哮喘发作次数,改善患者的肺功能[4]。
(二)干粉吸入剂
固体微粉化药物(含载体)以胶囊贮库形式,通过特制装置吸入。该制剂生物利用度高、无抛射剂、便携、依从性高、定量重现性好等优势,药物易吸潮,效能与处方、药物性质及给药装置密切相关[5]。
沙美特罗替卡松粉雾剂用于哮喘长期控制和慢性阻塞稳定期治疗。沙美特罗能长效舒张支气管,替卡松可抗炎,长期使用能减轻气道炎症,降低哮喘急性发作风险,改善慢性阻塞患者的活动耐力[6]。
噻托溴铵粉雾剂主要用于慢性阻塞稳定期维持治疗。它能长效阻断气道平滑肌上的胆碱能受体,舒张支气管,减少气道分泌物,缓解患者气短、呼吸困难等症状,提高生活质量[7]。
(三)吸入液体制剂
适配超声雾化器的液体制剂,可产生连续气溶胶。该制剂无抛射剂、可大剂量给药、使用简便、适用范围广、低刺激、不良反应少,但雾化时间长、噪声大、药物利用率低、效果波动,装置易污染水雾[8]。
吸入用异丙托溴铵溶液用于慢性阻塞患者急性加重期,常与短效 β₂ 受体激动剂联用,形成抗胆碱能 与β₂ 受体激动的协同舒张效应,可快速缓解患者胸闷、喘息、呼吸困难等症状。对于胸腹部手术术后存在气道痉挛风险的患者,术前预防性雾化该制剂,可降低术后肺部并发症发生率,且无需注射给药,减少了患者的创伤性痛苦[9]。
吸入用乙酰半胱氨酸溶液对于重症监护室内重症肺炎合并痰多黏稠、排痰困难的患者,雾化该制剂可软化痰液,配合体位引流和吸痰操作,能有效清除气道分泌物,降低气道阻塞和继发感染的风险,缩短患者机械通气时间。支气管扩张患者常存在慢性脓痰症状,长期规律雾化该制剂可改善痰液性状,减少急性感染发作次数,提升患者日常活动能力[10]。
(四)吸入喷雾制剂
指通过定量雾化器,借手动泵压力等将药物雾状喷出。该制剂可递送大剂量药物至肺深部、无抛射剂、成本较低、速效安全,但雾滴较大时导致药液需求大,携带不便、费用较高[11]。
吸入用利巴韦林喷雾剂可用于婴幼儿毛细支气管炎治疗,呼吸道合胞病毒感染引发的毛细支气管炎是婴幼儿常见急症,传统静脉给药全身副作用明显,该制剂通过雾化喷雾方式给药,雾滴粒径可调节至 2-4 μm ,能直达细支气管靶部位,局部药物浓度为静脉给药的 15 倍[12]。
二、吸入制剂的新技术
(一) 纳米脂质体型吸入制剂
赵威彧等采用可生物降解的大豆卵磷脂制备纳米脂质体,将黄芩苷包封于脂质双分子层中,制成纳米脂质体吸入制剂。该制剂能穿透至肺部细支气管及肺泡,且脂质体载体可在气道黏膜缓慢释放药物,使药物作用时长延长。黄芩苷脂质体雾化吸入对脂多糖诱导的肺损伤具有保护作用,机制与减轻细胞因子分泌过量引起的氧化损伤、线粒体功能障碍和肺部菌群失衡有关,脂质体包裹可提高黄芩苷药效[13]。
(二) 纳米聚合物型吸入制剂
Perera等构建了一种多功能纳米粒递送系统,该系统以聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物为核心基质,并包覆柑橘果胶,可实现对半乳糖凝集素 - 3 的靶向结合及抗纤维化治疗的双重功效。柑橘果胶在多种纤维化组织中均具有抗纤维化活性,能够下调纤维化关键上调标志物半乳糖凝集素 - 3 的表达水平与生物活性,该纳米粒可呈剂量依赖性方式靶向经转化生长因子 β诱导的纤维化 MRC-5 细胞,通过减少脱靶效应进一步提升整体治疗效果与患者用药依从性,从而对纤维化肺组织发挥双重治疗功效[14]。
(三) pH响应型吸入制剂
Li 等通过偶联反应,将酸响应性功能分子(PEBA)与氨基 - 聚乙二醇 - 巯基(NH₂-PEG-SH)连接至人血清白蛋白(HSA)表面,随后借助静电作用负载多黏菌素 B,成功制备得到 PEG-pHSA@PMB 纳米粒。该纳米粒表面的巯基可与气道黏液中的黏蛋白发生相互作用,助力其在吸入后穿透黏液屏障;在酸性感染微环境中,PEG-pHSA@PMB 纳米粒中的叔胺基团发生质子化,引发电荷改变,进而实现多黏菌素 B 的靶向释放。吸入给药后,肺部细菌载量显著降低,炎症反应得到有效缓解;同时该纳米粒还展现出良好的细胞相容性与生物安全性。这种新型吸入给药系统策略,为耐药菌所致肺炎的治疗提供了极具前景的解决方案[15]。
(四) 活性氧响应型吸入制剂
Liu等制备了负载富马酸二甲酯的活性氧响应型二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺 - 酮缩硫醇 - 聚乙二醇脂质体。纳米粒可通过上调巨噬细胞中核因子 E2 相关因子 2信号通路,减少巨噬细胞介导的成纤维细胞 - 肌成纤维细胞转化及细胞外基质沉积,从而缓解肺纤维化。纳米粒给药的抗纤维化效果显著增强,且该纳米粒在肺部的滞留时间更长,同时具备良好的生物相容性[16]。这种活性氧响应型脂质体具备良好的临床应用前景,可作为吸入给药的理想递送系统。
(五) 多孔乳糖微球载体型吸入制剂
Siddheshwar等通过离子凝胶法制备并优化负载杨梅素的可吸入微球,制剂具备优异的气动学性能(细粒分数达 31.71%),可实现 12 小时的药物缓释,同时在加速与实时储存条件下,6 个月内均展现出良好的稳定性,制剂在 25 μg/mL 浓度下可使气管链舒张率达 63.47%,支气管舒张活性显著。负载杨梅素可吸入微球是一种极具潜力的慢性阻塞性肺疾病肺部递送系统,兼具药物缓释、肺部沉积率提升及显著支气管舒张的优势[17]。制剂有望降低给药频次、提高患者用药依从性并改善慢性阻塞患者的治疗效果。
(六) 多孔介孔硅微球载体型吸入制剂
Liu 等开发了一种可吸入的活菌制剂, 负载蛭弧菌的聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物大孔微球(BPMs),用于清除肺部的耐抗菌药物铜绿假单胞菌。BPMs 可作为蛭弧菌的安全庇护所,其较大的粒径能避免蛭弧菌被巨噬细胞吞噬,同时还能实现蛭弧菌在感染部位的持续释放。BPMs 具备良好的生物安全性、肺部吸入特性及抗菌效果。BPMs 作为干粉吸入剂,在细菌性肺炎治疗领域具有巨大潜力[18]。这种可吸入 BPMs 是治疗耐药菌性肺炎的有效方案,且这类活菌制剂有望成为抗生素的替代疗法。
三、未来前景
尽管吸入制剂在呼吸系统疾病治疗中展现出巨大潜力,并随着呼吸道生理学、药物作用机制及递送技术的进步而不断发展,但目前仍存在若干关键挑战亟待突破。这些挑战主要包括药物的毒性、长期安全性、肺部靶向沉积效率以及标准化体外评价体系和等效性验证等。未来研究需着力解决上述问题,以推动更多高效、安全的吸入制剂成功进入临床,最终改善患者治疗结局。
参考文献
[1]罗尹佳,岳霄,赵紫玉,等.纳米药物吸入制剂的研究进展[J].浙江大学学报(医学版),2025,54(04):511-521.
[2]Sugiura K, Hagiwara Y, Nomura O, et al. Procaterol via nebulizer versus metered-dose inhaler with a spacer for acute asthma exacerbation in children. Pediatr Int. 2025;67(1):e70072.
[3]常洁,魏宁漪,耿颖,等. 硫酸沙丁胺醇吸入气雾剂的喷雾模式和喷雾形态的测定及群体生物等效分析 [J]. 药物分析杂志, 2023, 43 (05): 771-779.
[4]赵敏敏. 布地奈德福莫特罗吸入气雾剂结合茶碱注射液对慢性阻塞性肺疾病稳定期患者肺功能及炎症指标的影响 [J]. 基层医学论坛, 2025, 29 (17): 5-8.
[5]李其德,米翠兰,徐乐圆,等. 乙磺酸尼达尼布雾化吸入制剂的制备及评价 [J]. 江苏大学学报(医学版), 2024, 34 (06): 536-541.
[6]尚燕春,孙丽娜,马静,等. 沙美特罗替卡松吸入粉雾剂的临床应用及仿制药研发现状 [J]. 中国临床药理学杂志, 2020, 36 (22): 3818-3822.
[7]王发辉,石慧芳,林石宁,等.噻托溴铵粉雾剂联合沙美特罗替卡松粉吸入剂治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重期伴呼吸衰竭的临床研究[J].中国临床药理学杂志,2018,34(05):497-500.
[8]Xu J, Zhou L, Chen H, et al. Aerosol inhalation of total ginsenosides repairs acute lung injury and inhibits pulmonary fibrosis through SMAD2 signaling-mediated mechanism. Phymed. 2024;133:155871.
[9]陈福将,吴超雄,何丽丹,等.吸入用复方异丙托溴铵溶液雾化吸入治疗儿童哮喘急性发作的临床研究[J].中国临床药理学杂志,2023,39(11):1523-1527.
[10]朱永飞,王琴琴,徐文征,等.哌拉西林/他唑巴坦联合乙酰半胱氨酸溶液对脑梗死后并发重症肺炎的治疗效果[J].中华医院感染学杂志,2025,35(15):2258-2262.
[11]Alhajj N, O'Reilly NJ, Cathcart H. Leucine as an excipient in spray dried powder for inhalation. Drudis. 2021;26(10):2384-2396.
[12]叶国秀,周宝琴,马健,等.重组人干扰素α2b雾化吸入联合利巴韦林喷雾剂治疗小儿疱疹性咽峡炎的临床效果[J].临床合理用药杂志,2021,14(31):100-102.
[13]赵威彧,王洪新,杨冰,等.黄芩苷脂质体雾化吸入对急性呼吸窘迫综合征小鼠肺损伤的保护作用及机制[J].药物评价研究,2025,48(04):856-865.
[14]Perera K, Ghumman M, Sorkhdini P, et al. Citrus pectin-coated inhalable PLGA nanoparticles for treatment of pulmonary fibrosis. J Mater Chem B. 2025;13(10):3325-3339.
[15]Li Z, Lei H, Hu J, et al. Inhaled pH-Responsive polymyxin B-loaded albumin nanoparticles against pneumonia caused by carbapenem resistant Klebsiella pneumoniae. Mtbio. 2025;31:101590.
[16]Liu J, Wu Z, Liu Y, et al. ROS-responsive liposomes as an inhaled drug delivery nanoplatform for idiopathic pulmonary fibrosis treatment via Nrf 2 signaling. J Nanobiotechnol. 2022;20(1):213.
[17]Siddheshwar SS, Jagtap D, Mankar SD, et al. Development and Optimization of Myricetin Loaded Inhalable Microsphere to Treat COPD. Pharm Res. 2025:41219567
[18]Liu Y, Wang W, Li R, et al. Inhaled predatory bacteria-loaded large porous microspheres to eradicate drug-resistant Pseudomonas aeruginosa from the lung. Mtbio. 2025;31:101562.
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