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沒有什么比在山上徒步旅行和呼吸新鮮空氣更讓我喜歡的了。事實上，我們呼吸的空氣會超過一整個肺，因為普通人每分鐘吸入 7 到 8 升空氣，相當(dāng)于每天吸入大約 11000 升。這種無意識的吸入和呼出過程對我們的健康至關(guān)重要，并確保身體細(xì)胞獲得所需的氧氣來發(fā)揮作用。肺通過氣體交換過程吸收氧氣，氣體交換發(fā)生在肺中數(shù)以百萬計的小氣囊(稱為肺泡)中。肺泡如此之多，如果你把它們平攤開來，它們會覆蓋一個網(wǎng)球場那么大的區(qū)域。當(dāng)我們吸氣時，空氣沿著我們的氣管進入我們的肺部，通過兩條被稱為支氣管的管道，這些管道分支成更小的細(xì)支氣管，并在微小的肺泡群中結(jié)束。每個肺泡都被稱為毛細(xì)血管的小血管網(wǎng)絡(luò)所包圍。肺泡壁的厚度約為人類頭發(fā)的 1/50，允許氣體通過肺泡壁進入毛細(xì)血管中的血液。進入血液的氧氣與血紅蛋白結(jié)合，通過心臟輸送到身體的所有細(xì)胞。藥物制造商利用這種高效的運輸系統(tǒng)，制造出可吸入的干粉藥物(通常直徑小于 5 微米)，小到足以通過上呼吸道和支氣管。當(dāng)顆粒沉積在肺部后，它們需要溶解在肺泡內(nèi)襯的薄層中，然后它們才能被吸收到血液中。一旦進入血液，它就可以被運送到目標(biāo)部位，最終，藥物被代謝并從體內(nèi)排出，通常是通過肝臟和腎臟。

我相信你可以想象，制造足夠小的粒子來穿過這個管道網(wǎng)絡(luò)不是一件簡單的任務(wù)；然而，這種傳輸系統(tǒng)的幾個優(yōu)點使這些工作都是值得的。對于需要立即治療的問題，如哮喘發(fā)作，肺部是理想的遞送系統(tǒng)?？诜乃幬锉仨毥?jīng)過消化系統(tǒng)才能生效；在這個過程中也有活性成分的損失。有些遞送系統(tǒng)更容易設(shè)計和制造，但它們也有缺點。病毒傳遞系統(tǒng)簡單，最大的優(yōu)點是在人體組織中轉(zhuǎn)染效率高；然而，病毒的毒性可以引發(fā)免疫反應(yīng)，并且預(yù)先存在的抗體可以中和傳遞系統(tǒng)及其攜帶的分子，從而降低治療效率。非病毒輸送系統(tǒng)已被用于規(guī)避這些問題。脂質(zhì)、聚合物和肽基系統(tǒng)可以被修改，用以提高生物相容性，增加內(nèi)化，并定制藥物輸送的確切要求。這些類型的材料用于藥物顆粒的配方，并用于包封或攜帶藥物，保護其免受降解，并增強其在肺部的吸收，在病毒傳遞系統(tǒng)中發(fā)揮病毒的作用。干粉肺輸送最常見的輔料之一是乳糖。

乳糖具有幾種有利的材料特性，使其成為可吸入藥物的理想材料。它是美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的載體，因為它在給藥后具有的無毒和易于降解的性質(zhì)。其他美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的載體包括亮氨酸、甘露醇、葡萄糖、海藻糖和蔗糖。乳糖是理想的，因為它粘性比其他糖更低，并且具有更高的玻璃態(tài)化轉(zhuǎn)變溫度，在噴霧干燥時易于流動成粉末。霧化用于制造一系列可吸入粉末，包括多肽、抗生素、疫苗和生物可降解的載體顆粒。這些藥物可以針對全身的疾病，但它們對治療囊性纖維化、哮喘、慢性肺部感染、肺癌和結(jié)核病的肺部特異性應(yīng)用尤其有益。使用噴霧干燥技術(shù)制造可吸入藥物涉及到通過在不同固體濃度的水中溶解活性成分(藥物、納米顆粒)和賦形劑(乳糖或其他)來制備水溶液。偶爾在溶液中加入乙醇來促進蒸發(fā)。所得的噴霧干燥粉末由旋風(fēng)分離器分離并收集在容器中。有幾種常用的分析方法用于表征噴霧干粉，例如：

還有其他方法可以制造用于肺部的可吸入藥物，例如冷凍干燥和氣流粉碎；然而，噴霧干燥與這些方法相比有許多優(yōu)點。噴霧干燥能產(chǎn)生高度分散的粉末，而不需要冷凍干燥時所需的載體顆粒。射流銑削過程產(chǎn)生流動性能差的扁平顆粒。氣流粉碎的乳糖具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，而噴霧干燥的乳糖則是無定形的。無定形態(tài)復(fù)合物形成的原因是干燥過程迅速，蒸發(fā)和形成固相的時間很少。噴霧干燥制成的球形顆粒具有較低的接觸面積和均勻的粒度分布，從而增加了可吸入的顆粒組分。噴霧干燥也是一種成本效益高的一步工藝，直接從液體到干燥配方，具有較高的工藝放大能力。

噴霧干燥制成的球形顆粒具有較低的接觸面積和均勻的粒度分布，從而增加了可吸入的顆粒組分。有四種策略可用于制造干粉配方。第一種是小的無載體藥物顆粒，它是 1 到 5μm 的氣溶膠粉末，是在日益狹窄的氣道之外沉積的最佳尺寸。然而，這種小顆粒經(jīng)常粘在一起，并且具有很強的凝聚力，流動性差。這可以通過使用小藥物和更大的載體顆粒，從而改善藥物經(jīng)吸入器的流動。如前所述，乳糖是常用的載體，通常設(shè)計為 50μm 至 80μm 的尺寸。在吸入過程中，較小的顆粒與載體顆粒分離并沉積在肺泡中。第三個策略是在吸入干粉氣溶膠研究方面取得突破，涉及低質(zhì)量密度(<0.4g>5μm)。作為第一種策略的替代方案，這些較大的顆粒更容易聚集和分解，具有更好的流動性，并且可以逃避肺部的吞噬清除機制。最后一種策略是在藥物的載體顆粒中使用膠囊化的納米顆粒，并已成為大量研究的課題。納米醫(yī)學(xué)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個新興領(lǐng)域，由于上述肺給藥的好處，已經(jīng)提出了諸多肺給藥的建議。然而，細(xì)小的顆粒大小限制了肺沉積，使它們在吸入后從肺部呼出。通過噴霧干燥將納米顆粒結(jié)合到載體顆粒中，使其用于肺部藥物遞送成為可能。噴霧干燥的多功能性和對方法的高度控制使每種策略都成為可能，并且考慮到可吸入藥物相對于其他更具侵入性的輸送方式的優(yōu)勢，我期待著未來。