Ингаляционная и легочная доставка лекарственных средств

Ингаляция доставляет лекарственное средство в виде аэрозоля из мелких частиц или капель, которые пациент вдыхает, осаждая их в дыхательных путях и легких. Она служит как для местного лечения респираторных заболеваний, так и для системной доставки некоторых лекарственных средств, поскольку легкие представляют собой очень большую, тонкую, хорошо перфузируемую абсорбционную поверхность. Место осаждения аэрозоля и, следовательно, механизм действия лекарственного средства в значительной степени зависят от размера частиц и характера дыхания.

Definition

Легочная доставка — это введение лекарственного средства в виде вдыхаемого аэрозоля, который осаждается в дыхательных путях или альвеолах, используемое для местного респираторного эффекта или для системной абсорбции через большую альвеолярную поверхность.

Scope

Эта тема охватывает осаждение аэрозоля в дыхательных путях, роль размера частиц, основные классы ингаляционных устройств (дозированные аэрозольные ингаляторы, порошковые ингаляторы и небулайзеры), а также различие между местной и системной легочной доставкой. Это фармацевтический справочник, который не содержит рекомендаций по технике ингаляции или лечению.

Core questions

• Как размер частиц аэрозоля определяет место осаждения лекарственного средства в дыхательных путях?
• Что отличает местную доставку в дыхательные пути от системной абсорбции через легкие?
• Чем отличаются дозированные аэрозольные ингаляторы, порошковые ингаляторы и небулайзеры как устройства доставки?
• Что делает альвеолярную поверхность привлекательной для системной доставки макромолекул?

Key concepts

• Осаждение аэрозоля
• Аэродинамический размер частиц
• Дозированный аэрозольный ингалятор
• Порошковый ингалятор
• Небулайзер
• Местная и системная легочная доставка
• Альвеолярная абсорбция

Mechanisms

Вдыхаемое лекарственное средство должно быть аэрозолизировано в частицы или капли, достаточно малые, чтобы избежать импакции в верхних дыхательных путях, но достаточно крупные, чтобы осадиться до выдоха; аэродинамический размер, обычно в низком микронном диапазоне, является доминирующим фактором, определяющим, где в дыхательных путях оседает лекарственное средство (Patton & Byron, 2007). Частицы, осаждающиеся в проводящих дыхательных путях, действуют местно, тогда как те, что достигают альвеол, сталкиваются с очень большой, тонкой, сильно перфузируемой поверхностью, которая может быстро абсорбировать лекарственное средство в системный кровоток, что делает легкие путем для системной доставки некоторых молекул, включая макромолекулы. Класс устройства формирует доставляемый аэрозоль: дозированные аэрозольные ингаляторы, порошковые ингаляторы и небулайзеры по-разному генерируют аэрозоли и предъявляют различные требования к составу. Были исследованы системы-носители, такие как частицы на основе липидов, для изменения легочного высвобождения и удержания (Cipolla et al., 2014).

Clinical relevance

Ингаляция доставляет лекарственное средство непосредственно к месту действия в дыхательных путях при заболеваниях дыхательных путей и предлагает неинвазивный системный путь для некоторых лекарственных средств, а понимание осаждения и поведения устройств помогает оценить, почему ингаляционные продукты формулируются и выбираются именно так. Эта статья описывает принципы доставки для справки и не является основой для выбора ингалятора, техники или лечения для любого конкретного человека.

Evidence & guidelines

Обзоры легочной доставки описывают осаждение аэрозоля, классы устройств и легкие как системный путь (Patton & Byron, 2007), а обзоры легочных носителей на основе липидов охватывают подходы к составлению ингаляционных продуктов (Cipolla et al., 2014). Стандартные фармацевтические тексты кодифицируют дизайн аэрозолей и ингаляторов (Aulton & Taylor, 2018).

History

Ингаляционные лекарства прошли путь от простых небулизированных растворов до дозированных аэрозольных ингаляторов в середине двадцатого века и затем до порошковых ингаляторов. Интерес к легким как системному пути, включая макромолекулы, такие как ингалируемый инсулин, возрос с конца двадцатого века, привлекая внимание к альвеолярной поверхности как месту абсорбции и к центральной роли размера частиц аэрозоля (Patton & Byron, 2007).

Key figures

• John Patton
• Peter Byron
• Hak-Kim Chan

Seminal works

• patton-byron-2007
• cipolla-2014

Frequently asked questions

Почему размер частиц так важен для ингаляционных лекарств?

Аэродинамический размер аэрозоля определяет, где оседают частицы: крупные частицы, как правило, оседают в ротовой полости и верхних дыхательных путях, тогда как только достаточно мелкие частицы достигают более глубоких дыхательных путей и альвеол, где лекарственное средство должно действовать или абсорбироваться.

Могут ли лекарства достигать остальной части тела через легкие?

Да; альвеолярная поверхность большая, тонкая и хорошо перфузируемая, поэтому некоторые лекарства, осажденные глубоко в легких, абсорбируются в системный кровоток, что является основой для системной легочной доставки.