粉雾剂装置气流阻力与药物分散行为的关系_孟宇遥.pdf

第44卷第7期2021年7月DrugEvaluationResearchVol.44No.7July2021·1441·

粉雾剂装置气流阻力与药物分散行为的关系

11，2*12

孟宇遥，陈岚，汪选，陈东浩

1.上海理工大学，上海200093

2.杭州畅溪制药有限公司，浙江杭州311121

®

摘要：目的研究不同分散机制的粉雾剂装置气流阻力与载体型制剂粉末分散行为间的关系。方法以Lactohale206与马

来酸氯苯那敏（CPM）混合粉末为制剂模型，4款不同阻力的吸入器为吸入装置：RS01L、RS01M、RS01H、

Handihaler®（HD），借助计算流体力学（CFD）、离散相（DPM）、离散元（DEM）方法，探讨在30、60L/min2种体积流

量下，制剂载体颗粒在不同阻力装置内的运动、分散情况；同时，运用新一代撞击器（NGI）研究模型制剂在2种体积流量

下、通过不同装置后的体外沉积表现，并与数值模拟结果进行比较、分析。结果CFD结果表明，装置气流阻力及气流流

量均对装置内流场强度有影响，当装置内体积流量提高时，结构类似的RS01L、RS01H的装置湍流动能变化集中于旋转

腔及格栅处区域，可能会影响胶囊从装置中的递送；而HD装置胶囊仓吸嘴等部件流场紊乱程度均提高。DPM结果表明，

载体颗粒在装置内的运动速度随装置阻力及流量提高而增加，对RS01L、RS01H类结构而言，流量提高主要促进载体在

分散腔内的运动速度，增加颗粒与装置的碰撞次数；HD装置内载体颗粒流量虽提高，但颗粒运动轨迹差异不明显；DEM

结果表明，相同体积流量下，RS01系列的L、H装置气流颗粒相对速度平方值远低于HD装置，HD装置中气流剪切作用强

于同等体积流量下RS01装置，HD装置总碰撞能量损失远低于RS01。体外实验结果表明，RS01系列的L、M、H装置递送

剂量（DD）受体积流量影响较小；HD装置内体积流量越高，装置残留和胶囊残留越低，DD越大；装置残留RS01系列明

显高于HD，且随气流体积流量的升高，L、M装置残留降低显著（P＜0.05、0.001）；HD装置体积流量提高后，预分离器

药物残留显著降低（P＜0.001），但颗粒在惯性作用下在喉管的残留则显著增加（P＜0.001）；RS01系列装置在2种体积流

量下喉部沉积无显著性差异，高流量下H装置预分离器沉积较低流速显著增加（P＜0.001）；2种体积流量下，微细粒子剂

量（FPD）均随RS01系列装置阻力增加而显著提高（P＜0.05、0.01、0.001），质量中值空气动力学粒径（MMAD）均随装

置阻力增加呈下降趋势；RS01系列装置分散药物能力随体积流量增高而显著提高（P＜0.001）；而对HD装置而言，体积流

量增加后，MMAD虽降低，分散能力有所提升，但FPD变化不明显。结论装置气流阻力是调节装置分散性能的一种可行

的方式，体积流量一致时，装置阻力增加（通常由截面积变小造成），气流流速提高，制剂粉末颗粒运动速度升高，颗粒与

装置壁面的碰撞作用增强，粉末分散效果得到提升，从而改善了药物分散、沉积表现。

关键词：气流阻力；颗粒运动；计算机模拟；体外沉积表现；粉雾剂

中图分类号：R944.9文献标志码：A文章编号（2021

DOI：10.7501/j.issn2021.07.011

Investigationeffectofairflowresistanceofinhalationdevicesanddispersion

behaviorsofdrugpowder

11,212

MENGYuyao,CHENLan,WANGXuan,CHENDonghao

1.SchoolofMedi