粉霧劑（DPI）通過患者主動吸入的方式向肺部深處遞送給定劑量的藥物活性成分（API）,。常用輔料為乳糖，與API混合制備得處方后經(jīng)氣流作用從膠囊,、泡罩或裝置中分散進入肺部,，通常API小顆粒沉積于肺泡，乳糖大顆粒截留于喉部隨后吞咽,。在混合,、填充和藥物釋放的過程中，乳糖特性很大程度上影響了DPI的性能,。
確定粉體或混合物的特性,，確保生產(chǎn)出質(zhì)量均勻的膠囊，從而優(yōu)化處方,，在整個生產(chǎn)過程中避免操作涉及的成本和時間問題,，有助于減少含量均勻度較差和重量變化較大的問題。
優(yōu)化加工性能
通過定量器（Lab Dosator, 3P Innovation, Warwick, UK）灌裝五種不同粒徑分布的乳糖粉體,，可以選用四種不同的出口（從定量器1到定量器4出口尺寸依次減?。Ｄz囊灌裝的目標質(zhì)量為50mg,，理論相對標準偏差RSD<2%,。每種乳糖與定量器組合的RSD值如表1中所示。
D50粒徑范圍,，μm | 定量器1 | 定量器2 | 定量器3 | 定量器4 | |
乳糖1 | 180-250 | 2.27 | 2.4 | 2.06 | 0.89 |
乳糖2 | 110-155 | 3.77 | 1.54 | 1 | 1.08 |
乳糖3 | 70-110 | 1.84 | 0.85 | 0.79 | 0.56 |
乳糖4 | 40-70 | 1.34 | 2.02 | 2.13 | 4.41 |
乳糖5 | 4-11 | 3.76 | 7.05 | 7.59 | 8.32 |
表 1：五種乳糖樣品在定量器中的性能表現(xiàn),，表示為%RSD,。
FT4粉體流變儀™
FT4粉體流變儀™，作為通用粉體測試儀,，提供全自動,、可靠、全面的粉體性質(zhì)表征,。該信息可與加工經(jīng)驗關(guān)聯(lián),，提高生產(chǎn)效率并且有助于質(zhì)量控制。專注于測量粉體的動態(tài)流動特性,，除此之外還提供了剪切盒,，以及包含密度、可壓性和透氣性等整體性質(zhì)的測試能力,，從而全面表征與工藝相關(guān)的粉體性能,。
動態(tài)測試采用*的測量技術(shù)來確定粉體的流動阻力。特殊形狀的槳葉沿著既定的路徑穿越準確體積的粉體,。當槳葉軸向移動和旋轉(zhuǎn)時,，作用于其的阻力和扭矩，組合產(chǎn)生總流動能值[1],。
充氣：量化顆粒間粘結(jié)作用
充氣測試評估了遞增的氣流速度對粉體流動性的影響,，可以通過充氣能（AE）來量化——即在給定的氣流速度下，空氣通過粉體時建立流動模式所需的能量,。
圖1：充氣測試曲線說明充氣的敏感性不同,。
充氣能AE2，mJ | |
乳糖1 | 2395 (±7%) |
乳糖2 | 1500 (±1.7%) |
乳糖3 | 725 (±6.1%) |
乳糖4 | 180 (±3.5%) |
乳糖5 | 410 (±5.6%)
|
表2：2mm/s氣流速度下的充氣能（AE2）
圖1和表2所示數(shù)據(jù)表明,，乳糖1對充氣不敏感,，可能是乳糖本身的透氣性較好。乳糖5的曲線說明粉體粘性較強,，在10 mm/s的氣流速度下仍然具有較高的流動能,。然而，乳糖2到乳糖4的粘性都較小,。乳糖1和乳糖5的AE2差異大,，下文將進一步分析。
比流動能：量化顆粒間摩擦和機械互鎖
比流動能（SE）量化了顆粒在無約束狀態(tài)下相對運動的阻力,。形狀不規(guī)則和表面粗糙的顆粒傾向于相互鎖合,，形成暫時的機械橋接。
較高的SE值表明機械互鎖程度較大,，降低了粉體在無約束條件下的流動能力,，從而對于灌裝操作產(chǎn)生影響。
圖2：比流動能表明不同程度的機械互鎖和顆粒間摩擦作用,。
圖2列出了五種乳糖粉體的比流動能結(jié)果,。其中乳糖5的比流動能大,，乳糖2的比流動能小。
工藝性能解釋
針對上述參數(shù)的介紹都為不同定量器中表現(xiàn)的差異提供了清晰的見解,。
定量器1：
• 乳糖3和乳糖4在大的定量器中表現(xiàn)性能可接受（RSD<2%）,。
• 兩種粉體都產(chǎn)生了較低的AE2值，表明他們對充氣更敏感,，并且顆粒間粘結(jié)力較小。
• 雖然乳糖5的AE2值也在范圍內(nèi),，但SE值高得多,，表明機械鎖合程度更大。
• 對于該定量器,，性能優(yōu)異的粉體AE2和SE均較低,。
定量器2和定量器3：
• 在這兩種定量器中，乳糖2和乳糖3的性能佳,。
• 兩種粉體的SE值低,，表明顆粒間摩擦和機械互鎖程度低。
• 乳糖1和乳糖4都表現(xiàn)性能可接受,，但前者具有較高的AE2,，后者具有較大的SE，也可能抑制其表現(xiàn),。這說明需要多元方法,，單一性能難以決定加工行為。
• 與定量器1類似,，具有較低SE和AE2的粉體性能佳,，其中較低的SE是必需條件，定量器能夠容忍較高的AE2,。
定量器4：
• 乳糖1,、2、3在小的定量器中都表現(xiàn)性能可接受,。
• 三種粉體均產(chǎn)生較低的SE值,。
• 充氣敏感性對該定量器性能的影響較小。
結(jié)論
為了確保的定量灌裝性能,，必須根據(jù)所用粉體的特性選擇適合的定量器,。研究表明，不同乳糖粉體的定量性能隨出口尺寸變化,。通常情況下,，SE和AE2值較低的粉體在過程中表現(xiàn)較好，但隨著定量器的尺寸減?。◤亩科?到4）,，AE2的影響減小,，同時SE的影響增大。出口較大的定量器有助于出口處與空氣很大程度地相互作用,，減少物理作用的影響,，并使得充氣敏感性的影響加大。相比之下,，出口小的定量器與空氣相互作用的機會較少,，增加了物理相互作用，在這些情況下SE更具影響力,。
FT4的多元測試方法適用于表征工藝相關(guān)的粉體性能,，這些性能將影響不同定量器中粉體的劑量，通過測量與加工表現(xiàn)相關(guān)的性能得以實現(xiàn),。這一相關(guān)性可用于構(gòu)建粉體性能的設(shè)計空間,，并與加工工藝相關(guān)聯(lián)，可用于預(yù)測加工行為,，從而評估新配方以及輸入和輸出批次,。
[1] Freeman R., Measuring the flow properties of consolidated, conditioned and aerated powders – A comparative study using a powder rheometer and a rotational shear cell. Powder Technology, 25-33, 174, 1-2, 2007
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麥克默瑞提克（上海）儀器有限公司
關(guān)于麥克儀器公司
麥克儀器公司是提供材料表征解決方案的,，在密度、比表面積及孔隙度,、粒度及粒形,、粉體表征、催化劑表征及工藝開發(fā)等五個核心領(lǐng)域擁有儀器和應(yīng)用技術(shù),。
麥克儀器公司成立于1962年,，總部位于美國佐治亞州諾克羅斯，在擁有400多名員工,。公司同時具備豐富的科學知識庫和內(nèi)部生產(chǎn)制造,，為石油加工、石化產(chǎn)品和催化劑,、食品和制藥等多個行業(yè),，以及下一代材料例如石墨烯、MOF材料,、納米催化劑和沸石等表征提供高性能產(chǎn)品,。公司設(shè)有Particle Testing Authority（PTA）實驗室,可提供商業(yè)測試服務(wù)。
戰(zhàn)略收購富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech),，也反映公司一直致力于在粉體和催化等工業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域提供優(yōu)化,、集成的解決方案。
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