תפקיד הנכסים המכניים ב-Pulmonary Drug Delivery

טיפולים בשאיפתיים הם אבן הפינה של הרפואה המודרנית נשימה, מתן טיפול ממוקד לתנאים כגון אסטמה, מחלה ריאות חסימתית כרונית (COPD), סיסטיק פיברוזיס, וזיהומים ריאות.היעילות הקלינית של טיפולים אלה hing על ההתנהגות הסרודינמית של חלקיקים דחוסים, אשר בתורו נשלט על ידי שילוב מורכב של תכונות פיזיות מכניות שונות, הוא מסוגל לייצר באופן נרחב של חומרת, עם יכולת ריפויית, עם זאת, עם השפעה מכנית של תכונות מכנית של תכונות מכניות.

אבקות המיועדות לשאיפה חייבות לעמוד בקריטריונים מחמירים: הן חייבות להיות מסולמות ביעילות מהמכשיר הנשטר, להתנגד להפחתה במהלך האחסון, והפקדה במסלולי האוויר הנמוכים יותר, תכונות מכניות משפיעות על כל שלב במסע זה.לדוגמה, זרימה גרועה יכולה להוביל לתנודות בלתי עקביות מדי ונפיחות גבוהה בין מעשים, בעוד שעקביות מוגזמת עלולה לגרום לאבקה לדלקת ריאות גדולה מדי או לגוון כבד מדי.

תכונות מכניות מפתח וחשיבותן

גודל חלקיקים והיקף ההפצה

גודל חלקיקים הוא ככל הנראה הנכס הקריטי ביותר עבור אבקת שאיפת.הטר האירודינמי - המוגדר כטר של כדור חד-שנתי בעל אותה מהירות טרמינל כמו החלקיק - קובע היכן במערכת הנשימה החלקיקים יש להפקיד. חלקיקים עם קוטר של דחיסה מדויקת בין 1 ל 5 מיקרומטר נחשבים פיראטיות ויכולים להגיע לברמיל ו- alolive תכונות כגון דחיסה יבשה, אך פעולה מכנית נשימה עם סגסוגת קטנה, אך עשויה להתאים את רמת חום נמוכה.

יציבות

זרימתיות מתארת כמה בקלות נע אבקה ועיוותים תחת לחץ יישומי. ב DPIs, האבקה חייבת לזרום מן המאגר לתוך תא dosing ולאחר מכן להיות מאומנים לתוך זרימת האוויר על נשימת המטופל.כדאיות טובה מבטיחה מילוי אחיד של קפסולה או שלפוחית חלקיקים coblister ופיזור עקבי של כוח מגע.

שקיפות ודעה

קוהשנס מתייחס לנטייה של חלקיקים לדבוק אחד לשני, בעוד שמודע מתאר את המשיכה בין חלקיקים לבין משטחים של המכשיר. cohesive cohesive מוביל ל agglomeration, אשר מפחית את החלקיק הדק (FP) ומשנה את המינון הנפלט. Adhesion יכול לגרום שימור סמים בתוך החטיפה, המוביל למתן מינון ותכונות פסולת אלה מושפעות של חומרת, ובכך משפיעות של חומרת של חומרת חום ורקמות מתכת בודדות.

אחריות ודיכוי

אחריות מודדת את הנטייה של אבקה להתפרק תחת לחץ מכני, כגון במהלך טיפול, אריזה, או פעולתו של ה- inhaler. ⁇ גבוהה יכול לייצר אבק עדין לא רצוי או להפחית את ההתפלגות גודל החלקיק מתחת לטווח הנשימה. Compressibility, לעומת זאת, משקף כמה אבקה ירידה בלחץ מוחלש.

טכניקות אנליטיות להנדסת נכסים מכנית

לייזר Diffraction ו- Dynamic Image Analysis

diffraction לייזר הוא תקן התעשייה למדידת גודל חלקיקים של אבקות שאיפת.טכניקה מסתמכת על פיזור זוויתי של אור מונוכרומטי; חלקיקים קטנים יותר מתפזרים אור בזוויות גדולות יותר.כלי מודרני יכולים למדוד במצב פיזור יבש, סימולטור תהליך aerosolization של תמונה דינמי (DIA) משלים דיפרציה על ידי לכידת במהירות גבוהה של חלקיקים בודדים, מתן פרמטרים כגון שיפור איכות, אך הם דורשים ניתוח תמונה קפדנית.

סורק אלקטרון מיקרוסקופיה (SEM)

SEM מספק הדמיה ישירה של טופוגרפיה פני חלקיקים ומורפולוגיה.עבור אבקות טרודות תרסיס, SEM מגלה אם חלקיקים הם spherical, קמטים, או מלוטש - שינויים המשפיעים ישירות על זרימת שתן והתנהגות אווירודינמית.SEM תמונות יכול גם לזהות נפיחות פני השטח, נוכחות של חלקיקים לווייניים, או גבישים מסיסים סביבתיים בשילוב עם אנרגיה- x-Sספקטרום אופטית (ה-Sspeccopy) מאפשר בעיקר על פני תמונות אוטומטיות של תמונות מורכבות של תמונות של SEM).

Rheometry and Flowability Tests

תאי Shear (למשל, Jenike, Freeman FT4) מודדים את תשואות של אבקה תחת לחץ קונסוליה מבוקר, מניב פרמטרים כגון כפייה, זווית של חיכוך פנימי, ותפקוד זרימה. הפונקציה זרימה פונקציה יעילה (pc) מסווגת אבקות מ"לא זרימה" (ffc < 1) ל"זרימה"משחרר" (pcreicflow) הם לעתים קרובות יותר מדידות לחץ דם, אשר יכול להיות מנפחים, כלומר, כלומר, כמו גם שינויים מכנית חומרים מכנית חומרים מכנית, כלומר, כלומר, כלומר, הם גם חומרים מכניים, 000, 000).

אפשרויות לFreability and Hardness Tests

אחריות היא בדרך כלל מוערכת על ידי הנפקת דגימת אבקה כדי לשלוט בסוע מכני (למשל, באמצעות מתחרה או מערבולטור טורטקס) ומדידה את השינוי בהתפלגות גודל חלקיקים או הדור של חלקיקים בסדר.עבור agglomerates גדול יותר או pellets, סטנדרטי USP friabilator יכול לשמש.

השפעה על תהליך פשטות Spray Drying Parameters

טמפרטורה וקצב יבש

הטמפרטורה של אינלט שולטת בקצב של לחות evaporation ואת טמפרטורת חלקיקים הסופית. טמפרטורות אינלט גבוה להוביל לייבוש מהיר יותר, אשר יכול לייצר חלקיקים עם פנים ריק או ריק בשל היווצרות של קליפה יבשה ואחריו ניקוי לחץ פנימי 180 זה משנה את צפיפות החלקיקים ואת הקפאה של אנרגיה מוגברת.

להאכיל ריכוז וקומפוזיציה

ריכוז מוצק בפתרון להאכיל או השעיה משפיע ישירות על גודל החלקיקים והמורפולוגיה. ריכוז גבוה מניב טיפות גדולות ולכן חלקיקים גדולים יותר, אבל גם מגביר את התוכן המוצקים שיש מיובשים.זה יכול להוביל חלקיקים צפופים עם פחות פורוזיות.בנוסף, נוכחות של היפרדות (למשל, חידוד, מניפול, טואלט, leucine, phosphospholipslips) חומצות חומצה מכנית, כדי לשמור על מנת לשלוט על משטח מכניקה, כמו גם לחץ דם חזק, כמו גם לחץ דם חזק, כמו גם על מנת לשפר את החומצה מכנית, כמו גם את החומצה מכנית, כמו גם את החומצה ליקוגנית, כמו גם את החומצה מכנית, כדי לשפר את החומצה מכנית, כדי להעשירית, כדי לשפר את התכונות מכנית, כמו גם את החומצה מכנית, כדי להפחית את החומצה מכנית, כמו גם את הפחתת כוח.

המונחים:

הסוג של Atomizer (rotary, לחץ nozzle, שני-fluid nozzle) ותנאי תפעול (לחץ אוויר, קצב זרימה נוזלי) לקבוע את גודל הטיפה והפצה. שני מטושטשים הם נפוצים במייבשי תרסיס מעבדה; הגדלת לחץ האוויר המרתיעה מפחיתה את גודל הניחתת, המוביל חלקיקים קטנים יותר, במהירות רבה מדי, ויצרו חלקיקים ריקים או קטסטרויים, עלולים להיות גם כן, ירידה של חלקיקים של ירידה חדה יותר, עלולים, עלולים לגרום להפחתה של חלקיקים יבשים להיות, אם כי הם עלולים לגרום לנפחים לגרום לנפחים להיות יותר, בעוד שגודל הפחתת גודל טיפות חום של חלקיקים יבש יותר, בעוד שגודל של חלקיקים יבש יותר, עלולים לגרום לנפח של חלקיקים.

איסוף ופוסט-Processing

לאחר הייבוש, האבקה נאספת באמצעות תיק מחזור או מסנן.יעילות האיסוף והלחצים המכניים שנקלעו במהלך ההשפעה וההפרדה יכולים לשנות את התכונות של האבקה.עיצוב קיקלון משפיע על הקוטר החיתוך ואת מידת השבר של חלקיקים. Post-תהליכים עיבוד כגון micronization, ערבוב עם חלקיקים מובילים, או מיזוג (למשל, לחות מבוקרת) לשנות תכונות מכניות נוספות.

אתגרים ב-Fireative Assetation

סחר בין נכסים

שיפור נכס מכני אחד לעתים קרובות מחמיר את השני.לדוגמה, צמצום גודל החלקיקים כדי להגדיל את שבריר הנשימה מגביר את הלכידות ולהפחית את זרימתם של ספקים coarse משפר את זרימת הדם אבל מלוטש את התרופה הפעילה ועלול לגרום בעיות של נית-תרופות-נושאית-סמים-סמים. Hol או ⁇ חלקיקים להפגין תכונות אווירודינמיקה מעולה אבל הם לעתים קרובות יותר קשים ועשויים לקריסה תחת קומפקטיות.

דרוג ו-Reproducibility

תכונות מכניות של אבקות טרודות תרסיס רגישים מאוד לוויריאציות קלות בפרמטרים תהליכים. במהלך הגדלה ממעבדה (למשל, Büchi B-290) לטייס או לייבשים בקנה מידה הייצור (למשל, Niro PSD), שינויים בגיאומטריה של זמן ההצתה, דפוסי זרימת גז יבשה עקביים, ויעילות איסוף יכולה לשנות תכונות חלקיקים.

שיקולים רגולטוריים

סוכנויות התפטרות כגון ה- FDA ו- EMA דורשות התאמה יסודית של התכונות המכאניות של אבקות ההשתלה כחלק מהמוצר dosier.TheFLT:0 FDA הדרכה על MDI ו- DPI תרופות ®FLT:1 מדגיש את הצורך לקבוע קשר בין הפרמטרים הקריטיים של תהליכים ותכונות איכות קריטיות, כולל התפלגות גודל חלקיק דינמי, מתן מינון אחידות וזרימה של תכונות אנליטיות.

כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות

טכניקות להתאמה

שיטות אנליטיות הדור הבא מאפשרות הערכה מדויקת וממקיפה יותר של תכונות מכניות.microscopy כוח אטומי (AFM) יכול למדוד כוחות חלקיקים ישירות nanoscale תחת לחות מבוקרת. nanoindentation חוקר את הנוקשות המכנית ואת הקשיות של חלקיקים בודדים. X-ray מיקרו-קומוגרפיה (מיקרו-CT) מספק 3D מפות של פורוזיות ומבנה פנימי, עוזר להבין את התכונות הגורמות להפחתה משמעותית של מודלים של הפחתת סימולציה (DPI) כגון סימולציה.

חלקיקים מהנדס ושות'-Spray מייבש

גישות הנדסת חלקיקים חדשניות הן מעל למגבלות המסורתיות. Co-spray יבש עם קטעים כמו FLT:0L-leucine כסוכן בקרת כוח 1FLT:1 הוכח להפחית באופן דרמטי את הלכידות ולשפר את ה- FPF ללא דחיסות משולבת של חלקיקים קטנים (למשל, שיפור סגסוגת amactation) עם סגסוגת נוספת של דלקת ריאות (retranary formulasphosphoslipids).

ייצור רציף ו-PAT

אימוץ של ייצור מתמשך עבור אבקת השאיפה צובר תאוצה. בתהליך ייבוש תרסיס מתמשך, ניטור בזמן אמת של תוכן לחות, גודל חלקיקים, וזרימה באמצעות ספקטרוסקופ (NIR, Raman) או חיישני הדמיה מאפשר בקרה מיידית. גישה זו מפחיתה את יכולת ה-Avas-to-batch ו מאיצה זמני פיתוח.

אינהחלציה אישית Therapies

ככל שרפואת דיוק מתקדמת, יש עניין גובר בתכונות אבקה להתאים לאוכלוסיות המטופלות הבודדות.לדוגמה, לילדים ולמטופלים מבוגרים יש שיעורי זרימה שונים והתנגדות למכשירים.אבקים עם תכונות קוהשטיביות מותאמות או גודל חלקיקים של ספקים יכולים להיות נועדו להתאים את המשלוח לקבוצות גיל ספציפיות או למצבי מחלה.אפיון מכני יהיה לשחק תפקיד מרכזי בעיצוב ניסוחים מותאמים אישית אלה, להבטיח כי תכונות מכניות נועדו לשימוש.

מסקנה

(המאפיינים המכניים של אבקות רסס-דידי הם מכריעים של הביצועים והאמינות של טיפולים בהחלפה: מגודל חלקיקים ומורפיולוגיה ועד לזרימה, כפייה, ופריטיליות, כל תכונה חייבת להיות נמדדת בקפידה ואופטימיזציה כדי להשיג טיפולי ריאה יעילים ומינוי טווח (Ricial Center) לפשטות את מערכת היחסים הבין-תרגול של דחיסה (S) של דחיסה) ל-F) היא תוספת של דחיסה של מערכת יחסים יעילה יותר ויותר.