吸入疗法是慢性气道疾病的一线基础治疗方法，目前通过各种装置吸入药物已经成为治疗慢性气道疾病的常用治疗方法。达到理想吸入治疗的条件是药物能通过吸入装置在肺部效应部位高效沉积，使用方便，有利于患者长期坚持治疗。由此可见药物在肺部高沉积是决定吸入药物疗效的关键因素。

吸入装置药物颗粒空气动力学粒径影响肺沉积

空气动力学主要研究物体在气体中运动时的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。通过空气动力学原理，实现吸入药物外周肺沉积量的最大化，是吸入疗法空气动力学的核心内容。提高吸入药物在肺小气道中沉积率的方法包括：吸入药物的空气动力学粒径为2~5μm，吸气流速为30L/min左右，增加每次吸气容积和延长吸药后屏气的时间[1]。

装置吸入药物颗粒的初始速度有两种：一种是有初速度，如：气雾剂，另一种是没有初速度，如：干粉剂。干粉剂药物颗粒的运动速度、药物颗粒大小和药物输出率与吸气的流速密切相关，且不同装置阻力不同，为了保证装置的药物输出率和外周肺沉积率最大化，患者在使用装置时必须满足相应装置的最佳吸气流速;而对于气雾剂来说，每次输送的药物剂量和药物颗粒大小主要取决于装置的固有性能[1]。

不同吸入装置药物肺沉积率

1、加压定量吸入剂(pMDI)的肺部沉积

新型共悬浮技术pMDI装置释放的气溶胶有61%~69%为微细颗粒(1~5 μm)，而传统pMDI仅为26%~44%。相应的，对于传统pMDI来说，仅约10%-20%标记剂量的药物到达中央和外周气道，其余沉积在 和咽喉[2]，而新型共悬浮技术的药物肺部沉积率最高可达48%[3]。

通过新型共悬浮技术输送的气溶胶各种药物的剂量和比例不受使用前装置振摇的次数、时间和强度以及吸气流速的影响，药物可定比输出。有研究显示[4]，即使流速为15L/Lmin低吸气流速下，共悬浮输送技术仍然可以保证45%的高微细颗粒。

采用新型共悬浮输送技术递送吸入药物可明显改善患者大小气道通气功能。一项研究运用FRI肺成像技术显示[5]，采用新型共悬浮技术输送递送LABA+LAMA，患者中心和外周区域的气道容量明显增加，气道阻力明显降低。

此外，进一步的研究发现，采用新型共悬浮输送技术递送的三联药物(ICS+LABA+LAMA)，相比使用同一装置的LABA+LAMA，气道容积有更大程度的显著改善(1.09 【1.03, 1.16】 **p < 0.01)，反映ICS成分对中重度慢阻肺患者在改善肺功能方面有进一步增强作用[6]。

2、软雾吸入剂(SMI)的肺部沉积

SMI装置中的Uniblock结构发挥了毛细管作用和液流对撞作用，释放出雾滴微细，运行速度慢(0.8 m/s)、持续时间长(近1.5 s)的气溶胶，从而提高药物的可吸入时间和药物在肺部的沉积率(51.62%)[7],[8]。

对于pMDI和SMI这两类主动喷雾的装置，患者的吸气流速不影响气溶胶特性，缓慢且深的吸气有助于吸入更多的药物、提高肺部沉积率、减少口咽部沉积。具体要求是：深呼气后缓慢且深吸气，通常吸气速度在30L/分钟左右，这是使用主动喷雾装置的理想流速，更适合中国的慢阻肺患者。

3、干粉吸入剂(DPI)的肺部沉积

DPI依赖装置内部阻力和患者主动吸气产生的湍流使药粉解聚成细微的药物颗粒。DPI 的药物颗粒大小由装置内部阻力和患者吸气流量大小共同决定，通常为7%~35%。不同类型、不同装置的 DPI形成气溶胶所需克服的吸气阻力不同，药物在小气道的沉积率和不同药物组分的沉积比例有明显差异[1]。

研究显示[9]：BGF-MDI中三种组分的FPFs在30L/min时为47%～51%，在60L/min时为58%～61%。而FF/UM/VI DPI中不同药物组分的体外FPF结果差异较大。在30L/min时，对于ICS FPF为23% ，LAMA/LABA为38-41%，而在76 L/min时，ICS FPF为27%，而LAMA/LABA为49-50%。

在30 L/min和60L/min的平均吸入流速下，20例患者BGF MDI中三种成分的肺沉积范围为40%-48%，而FLU/UMEC/VI DPI的肺部沉积率为14%-27%。与DPI制剂相比，BGF MDI显示出更高的总肺沉积率和更低的药物成分变异性[9]。

患者使用DPI时吸气流速的大小影响吸入药物颗粒在大小气道的沉积率。患者吸气的容积大、速度快，有助于提高DPI的药物输出率和小颗粒的比例，提高疗效。因此，DPI使用时需要快速用力吸气。每种DPI最佳吸气流速不同，多数DPI最佳吸气流速至少需达到60L/min以上[10]。

表1 常见DPI最低及最佳吸气流速要求

总结

药物在肺部高沉积是决定吸入药物疗效的关键因素。当前，不同吸入装置肺沉积率差异较大，科学地掌握不同吸入装置的特性及优缺点才能从整体上优化吸入装置的选择和规范化使用。

参考文献

1-中国医学装备协会呼吸病学专委会吸入治疗与呼吸康复学组, 等. 中华结核和呼吸杂志, 2019, 42(4):241-253. ↑

2-Gardenhire et al (2013) AARC: A Guide to Aerosol Delivery Devices for Respiratory Therapists, 3rd Ed ↑

3-Taylor G, et al. Eur J Pharm Sci. 2018;111:450–457. doi:10.1016/j.ejps.2017.10.026 ↑

4-Doty A, et al. AAPS PharmSciTech. 2018;19(2):837–844. ↑

5-De Backer W,et al.Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2018 Aug 30;13:2673-2684. ↑

6-van den Berge M, et al. Respir Res. 2021 Jul 1;22(1):191. ↑

7-Dalby RN, et al. Med Devices (Auckl). 2011;4:145-55. ↑

8-Pitcairn G, et al. J Aerosol Med. 2005 Fall;18(3):264-72. ↑

9-Wu L,et al. Poster presented at: American Association of Pharmaceutical Scientists Pharmsci 360; 5 November 2019; San Antonio, Texas, USA.. ↑

10-游一中. 中华结核和呼吸杂志, 2019, 42(6):477-480.