全身式吸入暴露设备

2024年7月，中国科学院生态环境中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘倩等在基于机器学习辅助单颗粒质谱追踪大气超细颗粒物的体内暴露途径方面取得进展，研究成果以“In Vivo Exposure Pathways of Ambient Magnetite Nanoparticles Revealed by Machine Learning-Aided Single-Particle Mass Spectrometry”为题，在线发表于Nano Letters(DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01937)。　　自然和人为来源的超细颗粒物是PM2.5的主要组分，被人体吸入后可能引发全身性的健康风险。然而，由于缺乏可靠的技术手段，这些超细颗粒物被吸入体内后的暴露途径和归趋仍不清楚，严重阻碍了对其健康危害机制的认识。本研究报道了一种无标记、机器学习辅助的单颗粒电感耦合等离子体质谱(spICP-MS)方法，并利用小鼠模型揭示了大气磁性纳米颗粒(MNPs)从环境来源到体内转运和代谢的全暴露途径。　　图1. 基于机器学习辅助单颗粒质谱追踪大气磁性纳米颗粒的体内暴露途径　　本研究首次定量了超细颗粒物不同代谢途径的贡献。通常认为肝脏是纳米颗粒的主要代谢器官。然而，研究发现MNPs的代谢途径主要是脾脏(84.4%)，其次是肝脏(11.4%)和肾脏(2.6%)。这表明，脾脏可能是体内一个被低估的超细颗粒物的代谢途径。　　研究发现，吸入的超细颗粒物在不同器官间的转运改变了它们的粒径分布。通过机器学习可以预测不同来源的MNPs在体内暴露过程中关键节点(例如靶器官、生物屏障、循环系统等)的粒径分布，进一步揭示超细颗粒物在外暴露和内暴露之间的关联，阐明环境来源对其体内暴露途径的影响。　　此外，该研究也为纳米毒理学研究和细颗粒健康效应研究提供了一种有力的研究工具。　　该文的通讯作者为刘倩研究员，第一作者为博士生张伟灿。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院稳定支持基础研究领域青年团队、腾讯基金会等支持。　　相关论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c01937

在昨日浦江创新论坛全体大会上，军事科学院研究员、中国科协副主席、中国工程院院士陈薇表示，正在申请雾化吸入式新冠疫苗紧急使用。吸入式新冠疫苗的研发初衷是什么？对于吸入药物的设计，粒度扮演了什么样的角色？一、吸入式新冠疫苗 vs 注射式新冠疫苗据陈院士介绍，吸入式新冠疫苗可以：强化免疫状态注射式新冠疫苗形成的体液免疫、细胞免疫，吸入式新冠疫苗还可形成黏膜免疫，这三重免疫是最理想的状态。减少药物剂量雾化吸入式疫苗只需针剂疫苗的五分之一的剂量。解决包装问题注射式新冠疫苗需要一瓶一瓶装，而雾化吸入式疫苗就可以解决目前疫苗瓶子的瓶颈问题。 二、吸入式新冠疫苗是如何作用的呢？雾化吸入治疗，是应用特制的吸入装置将药物以及溶剂，雾化成液体的微滴，吸入并沉积于各级气管、支气管、肺泡中，从而激发黏膜免疫。这种免疫是通过肌肉注射所不能带来的。通常，通过肌肉注射的新冠疫苗只能诱导体液免疫和细胞免疫。此外，使用雾化吸入方式免疫是无痛的，且拥有更高的可及性。该治疗方法是一种方便的局部给药的方式，与其他全身给药方式相比，药物以微滴的形式输送至呼吸道，具有副作用小，起效迅速等优势。 三、雾化吸入药物的粒度设计要求雾化吸入治疗，药物在肺部沉积的区域主要取决于吸入气雾剂中颗粒（液滴）的空气动力学粒径分布。颗粒的粒径分布须能达到设计要求，从而使药物能有效地沉积在肺部的目标靶位。一般认为粒径 0.5 - 7μm的药物微粒才能到达肺部发挥药效，其中大多数应在 5μm 以下，以确保药物能有效沉积到肺部起效。如下图：目前吸入制剂粒径分布测量方法主要有多级撞击器和激光衍射法两种。因激光衍射法具有测量速度快、粒级分级多，且实验操作简便等优势，是雾化吸入制剂研发和生产过程中进行快速的装置筛选、处方研究和质量控制的理想方法。四、雾化颗粒的粒度表征技术 德国新帕泰克 HELOS & INHALER 激光衍射粒度仪，专门针对干粉吸入剂DPI、定量吸入气雾剂MDI、雾化吸入溶液Nebulizer、柔雾剂Soft mist和喷雾器分析开发的粒径分析仪。能够实现在 0.25 - 1750μm 范围内的粒度测量。 采用新帕泰克专业的人工喉管以及泵系统完美连接，确保吸入测试条件符合要求，并且通过适配器可与各种不同的吸入装置适配，广泛应用于气雾剂装置的开发与评估、处方研究的粒度分析等。HELOS & INHALER 气雾激光粒度仪五、HELOS &INHALER 应用实例示例1：输出特性分析 | Nebulizer吸入药物雾化过程中，雾滴的量比较稳定，雾滴的粒度大小恒定一致示例2：输出特性分析 | DPI吸入过程中粒径的动态变化，0.4 秒后，活性成分API不再释放（红色曲线）示例3：局部作用吸入剂的粒度分析 | 支气管粒径分布结构清楚地将吸入剂的API与载体乳糖区分开。API约占药物体积的25％，平均粒径为 4 µm。示例4：全身作用吸入剂的粒度分析 | 细支气管API成分约占吸入药物体积含量的 15%， API的平均粒径约为 2.5 µm， 这样可以使药物更深地渗透到呼吸道，直至细支气管。德国新帕泰克 HELOS & INHALER，正在助力吸入式新冠疫苗的开发与评估，是加速气雾剂装置的开发与评估、处方研究，医药DPI、MDI以及Nebulizer等产品粒度分析的好帮手！

由中国医药包装协会主办，中国药学会制药工程专业委员会、呼吸疾病国家重点实验室作为合作方共同举办的2020“姑苏对话”活动于2020年9月9日-11日在苏州独墅湖世尊酒店如期举行。北京慧荣和科技有限公司作为2020“姑苏对话”吸入制剂论坛的赞助商，对于吸入制剂论坛提供大力支持。　　 2020“姑苏对话”吸入制剂论坛是吸入制剂领域专业的研讨盛会，此次论坛主要议题包括主题一：我国呼吸系统疾病临床现状及吸入制剂的发展趋势；主题二：吸入制剂体内外一致性评价的策略与挑战；主题三：吸入制剂的临床研究关键技术级案例分析。 此次论坛，各位专家学者就以上主题进行了广泛的讲解分析与沟通交流。中国药学会制药工程专业委员会名誉主任委员俞雄主持会议 中国药学会制药工程专业委员会主任委员、呼吸疾病国家重点实验室教授、药典委员金方：药政新法下中国吸入制剂行业的机遇与挑战 武汉工程大学教授、湖北省“百人”专家刘波：使用机制化模型进行体内外相关性研究——吸入制剂的生物豁免之路探索 四川普悦特药业有限公司董事长侯曙光：吸入仿制药：路在何方？慧荣和公司总经理郑劲林、研发部主管温占波和研发部工程师王欢参加本次大会，公司展出NGI、ACI与呼吸模拟器等相关产品，引来了相关药企、药物研发中心等多家单位、多位老师的参观与咨询，并就此进行了深入的交流，取得了非常积极有效的成果。公司一直以“打造世界一流吸入毒理设备”为愿景，积极与世界各地的科研机构和客户合作，助力气溶胶科学的发展，致力于人体吸入健康相关产品的研发，并积极倡导相关检测标准的提升。慧荣和致力于生产国际一流吸入领域相关仪器。包括小动物口鼻吸入暴露系统、大动物口鼻吸入暴露系统、全自动AMES实验仪、液体气溶胶发生器、粉尘气溶胶发生器、NGI与呼吸模拟器等多款仪器。我们期待与您携手共进，共同为人类更美好的气溶胶环境而努力！