CN114522143A - 用于吸入气雾剂的低制冷效应复合抛射剂及其制备方法和应用 - Google Patents

用于吸入气雾剂的低制冷效应复合抛射剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于吸入气雾剂的低制冷效应复合抛射剂及其制备方法和应用。该复合抛射剂由单方抛射剂、单糖和短链醇按如下质量比制备而成：单方抛射剂89.8～98.99、单糖0.01～0.2、短链醇1～10；所述单方抛射剂为HFA134a和/或HFA227；所述单糖选自C5‑C6单糖中的至少一种；所述短链醇选自C2‑C4烷基醇中的至少一种。该复合抛射剂制冷效应低，对呼吸道疾病患者的刺激性小，可改善患者顺应性，促进吸入气雾剂的临床应用。

Description

用于吸入气雾剂的低制冷效应复合抛射剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及药物制剂技术领域，特别是涉及一种用于吸入气雾剂的低制冷效应复合抛射剂及其制备方法和应用。
背景技术
吸入气雾剂是一种由药物、抛射剂和耐压容器构成的“药械合一”的肺部吸入给药制剂，临床上通常用于递送哮喘和慢性阻塞性肺病等呼吸道疾病的治疗药物，近年来也有用于递送抗感染、抗纤维化和抗肿瘤药物的吸入气雾剂进入实验室研究或临床前研究阶段。由于制备成本较低，吸入气雾剂具有较高的工业转化潜力。然而，目前吸入气雾剂在肺部吸入制剂市场所占份额仅约36％(2021年数据)。造成吸入气雾剂市场份额低下的重要原因是，抛射剂制冷效应诱导的呼吸道刺激性严重影响了患者顺应性，患者选用吸入气雾剂的倾向较弱。
人体呼吸系统中的气道主要包括鼻咽、气管、支气管和肺泡，这些部位的上皮和黏膜对于寒冷等物理刺激较为敏感。必须注意到，吸入气雾剂临床多用于递药治疗呼吸道疾病，呼吸道疾病患者往往伴随有气道上皮和黏膜的病理变化。因此，这类患者对于寒冷刺激比健康人更为敏感。而吸入气雾剂中的抛射剂(主要为HFA-134a或HFA-227)气化时的制冷效应较强，其在常温常压下为气态，经高压灌装入耐压容器内。给药时，抛射剂的高压解除，驱动形成含药气溶胶，进入气道后迅速气化，引发温度骤降，很可能对呼吸道疾病患者造成强烈的寒冷刺激，降低患者顺应性。只有削弱抛射剂的制冷效应，改善患者顺应性，才能促进吸入气雾剂的临床应用。
针对这一问题，临床、工业和学术领域当前的主要解决方案是将吸入气雾剂与储雾罐(Spacer)复配。储雾罐可在含药气溶胶进入气道前提供缓冲作用，令抛射剂气化制冷发生在气道之外，减少对患者的寒冷刺激。此策略虽可起规避作用，但仍存在数个方面的局限性：(1)须用专用连接口将各品牌的吸入气雾剂耐压容器与储雾罐复配，而专用连接口设计和生产的时间和经济成本高昂；(2)含药气溶胶在储雾罐中可能发生沉降和黏附等不稳定现象，进入患者呼吸系统的药量将减少；(3)培训患者使用储雾罐时需要消耗额外的医疗资源；(4)对于急救等部分临床应用情境，使用储雾罐可能延误治疗时机。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种用于吸入气雾剂的低制冷效应复合抛射剂，该复合抛射剂无需复配储雾罐，可以从源头上降低抛射剂的制冷效应，提高患者顺应性，推动吸入气雾剂的临床转化和应用。
为实现上述发明目的，本发明包括如下技术方案。
一种复合抛射剂，由单方抛射剂、单糖和短链醇按如下质量比制备而成：
单方抛射剂 89.8～98.99
单糖 0.01～0.2
短链醇 1～10；
所述单方抛射剂为HFA134a和/或HFA227；
所述单糖选自C5-C6单糖中的至少一种；
所述短链醇选自C2-C4烷基醇中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述单糖选自C6单糖中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述单糖选自葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述短链醇选自乙醇、异丙醇和叔丁醇中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述复合抛射剂的总质量为5～10g。
在其中一些实施例中，所述复合抛射剂由如下质量比的原料制备而成：
HFA134a 89.8～94.95
葡萄糖 0.05～0.2
乙醇 5～10。
在其中一些实施例中，所述复合抛射剂由如下质量比的原料制备而成：
HFA227 97.96～98.99
甘露糖 0.01～0.04
叔丁醇 1～2。
在其中一些实施例中，所述复合抛射剂由如下质量比的原料制备而成：
HFA134a 97.98～97.99
果糖 0.01～0.02
短链醇 2；
所述短链醇为乙醇和异丙醇的混合物，所述乙醇和异丙醇的质量比为0.5-1.5:1。
在其中一些实施例中，所述复合抛射剂由如下质量比的原料制备而成：
HFA134a 91.94～95.97
单糖 0.03～0.06
乙醇 4～8；
所述单糖为半乳糖和葡萄糖的混合物，所述半乳糖和葡萄糖的质量比为1:1～3。
本发明还提供了上述复合抛射剂的制备方法，包括如下技术方案。
一种上述的复合抛射剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向耐压容器中依次加入所述单糖和所述短链醇，置于气浴搅拌箱中搅拌；
(2)对耐压容器安装定量阀门，用抛射剂灌装机向耐压容器中灌入所述单方抛射剂，置于气浴搅拌箱中搅拌，即得。
在其中一些实施例中，步骤(1)中所述的气浴搅拌箱的温度为20℃～30℃，所述搅拌的速率为25rpm～100rpm。
在其中一些实施例中，步骤(2)中所述的气浴搅拌箱的温度为20℃～30℃，所述搅拌的速率为25rpm～100rpm。
在其中一些实施例中，所述耐压容器为铝制耐压容器，其规格为10mL。
在其中一些实施例中，步骤(2)中所述的定量阀门为50μL定量阀门。
本发明还提供了上述的复合抛射剂的应用，包括如下技术方案。
上述的复合抛射剂在制备低制冷效应的吸入气雾剂中的应用。
本发明还提供了一种吸入气雾剂，包括如下技术方案。
一种吸入气雾剂，由包括药物和上述抛射剂的组分制备而成。
在其中一些实施例中，所述药物和所述抛射剂的质量比为0.3：5～10。
本发明还提供了上述的吸入气雾剂的制备方法，包括如下技术方案。
一种上述的吸入气雾剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向耐压容器中依次加入所述单糖、短链醇和药物，置于气浴搅拌箱中搅拌；
(2)对耐压容器安装定量阀门，用抛射剂灌装机向耐压容器中灌入所述单方抛射剂，置于气浴搅拌箱中搅拌，即得。
在其中一些实施例中，步骤(1)中所述的气浴搅拌箱的温度为20℃～30℃，所述搅拌的速率为25rpm～100rpm。
在其中一些实施例中，步骤(2)中所述的气浴搅拌箱的温度为20℃～30℃，所述搅拌的速率为25rpm～100rpm。
在其中一些实施例中，所述耐压容器为铝制耐压容器，其规格为10mL。
在其中一些实施例中，步骤(2)中所述的定量阀门为50μL定量阀门。
本发明提供的用于吸入气雾剂的低制冷效应复合抛射剂及其制备方法和应用具有以下优点和有益效果：
本发明的发明人分析发现：现有抛射剂的分子间具有较强的氟氢键，氟氢键在气化过程中断裂吸热是产生制冷效应的关键原因，因此本发明在此分析的基础上通过将现有抛射剂与单糖和短链醇按一定配比组合制备为复合抛射剂，单糖和短链醇分子结构中的羟基可竞争原本氟氢键的结合位点，将氟氢键部分替换成较弱的氧氢键，减少气化过程中的断裂吸热，从而降低制冷效应。在此基础上，将复合抛射剂制备为吸入气雾剂，可降低给药过程中对呼吸道疾病患者的寒冷刺激，改善患者顺应性，推动吸入气雾剂的临床应用。
本发明的复合抛射剂体系中，HFA134a或HFA227占比较大，以保证气溶胶生成效果；单糖分子内含有多个羟基，对氟氢键的竞争效应较大，是抑制体系制冷效应的主要原因；短链醇在抑制体系制冷效应的同时，调控了体系的极性，为各组分提供了适宜的溶解环境，提高抛射剂与单糖的相容性。在各组分按合理配比的复配作用下使所得复合抛射剂具有低制冷效应的同时，质量均一性和重现性好，稳定性高。此外，各组分均为生物安全性较高的物质，临床转化前景较好。
发明人通过系列实验研究发现，复合抛射剂的制冷效应显著降低，最多可降低至单方抛射剂的23％左右；复合抛射剂对肺纤维化疾病模型动物几乎无刺激性(刺激性咳嗽次数远不足1次/10min)，且显著低于单方抛射剂(刺激性咳嗽次数可达5.0次/10min)。因此，本发明所制备的复合抛射剂可有效降低制冷效应，减少对病理状态呼吸道的刺激，改善患者顺应性。
附图说明
图1为HFA134a(左)和HFA227(右)的分子间氢键示意图；
图2为HFA134a与单糖(左上)、HFA134a与短链醇(左下)、HFA227与单糖(右上)和HFA227与短链醇(右下)的分子间氢键示意图；
图3为实施例1中葡萄糖-乙醇-HFA134a复合抛射剂的温度-揿次曲线：体系1(左上)、体系2(右上)、体系3(左下)和体系4(右下)；
图4为实施例2中甘露糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的温度-揿次曲线：体系5(左上)、体系6(右上)、体系7(左下)和体系8(右下)；
图5为实施例3中果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a复合抛射剂的温度-揿次曲线：体系9(上左)、体系10(上右)、体系11(中左)、体系12(中右)、体系13(下左)和体系14(下右)；
图6为实施例4中半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a复合抛射剂的温度-揿次曲线：体系15(上左)、体系16(上右)、体系17(中左)、体系18(中右)、体系19(下左)和体系20(下右)；
图7为对比例3单方抛射剂的温度-揿次曲线：对比体系1(左上)、对比体系2(右上)、对比体系3(左下)和对比体系4(右下)；
图8为对比例4乙醇-HFA134a抛射剂的温度-揿次曲线：对比体系I(左)和对比体系J(右)；
图9为对比例5核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的温度-揿次曲线：对比体系K(左上)、对比体系L(右上)、对比体系M(左下)和对比体系N(右下)；
图10为实施例1～4中体系1、5、9、15的生物安全性研究结果：C57BL/6J小鼠的咳嗽次数(左上)、肺纤维化模型C57BL/6J小鼠的咳嗽次数(右上)、C57BL/6J小鼠的体重变化曲线(左下)和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠的体重变化曲线(右下)；
图11为对比例6中对比体系1～4的生物安全性研究结果：C57BL/6J小鼠的咳嗽次数(左上)、肺纤维化模型C57BL/6J小鼠的咳嗽次数(右上)、C57BL/6J小鼠的体重变化曲线(左下)和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠的体重变化曲线(右下)。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
发明人分析发现抛射剂制冷效应较强的原因主要是HFA134a-HFA134a或HFA227-HFA227分子间形成了氟氢键(如图1所示)。由于氟原子强烈的电负性，对正电性氢原子核的吸附力强，故氟氢键的键能较高，抛射剂在气化过程中氟氢键断裂所需消耗的热能较大，最终产生强烈制冷效应，宏观表现为温度骤降。在此分析基础上，本发明所构建的复合抛射剂体系降低制冷效应的原理如图2所示。发明人发现，向抛射剂(HFA134a或HFA227)体系中添加葡萄糖、果糖、半乳糖或甘露糖等单糖和乙醇、异丙醇或叔丁醇等短链醇后，单糖和短链醇可与抛射剂分子竞争原本氟氢键的结合位点，形成氧氢键。氧原子的电负性远低于氟原子，故氧氢键的键能远低于氟氢键。以氧氢键部分替代氟氢键后，体系在气化过程中氢键断裂所需消耗的热能减少，因而制冷效应降低。并且，在发明的复合抛射剂体系中，HFA134a或HFA227占比较大，可以保证气溶胶的生成效果；单糖分子内含有多个羟基，对氟氢键的竞争效应较大，是抑制体系制冷效应的主要原因；短链醇在抑制体系制冷效应的同时，还可以调控体系的极性，为各组分提供适宜的溶解环境，提高抛射剂与单糖的相容性，在各组分按合理配比的复配作用下使所得复合抛射剂具有低制冷效应的同时，质量均一性和重现性好，稳定性高。
实施例1：葡萄糖-乙醇-HFA134a复合抛射剂的制备
向10mL规格铝制耐压容器中依次加入葡萄糖和乙醇，置于25℃气浴搅拌箱中以50rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA134a，再于25℃气浴搅拌箱中以50rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备体系1～4和甲～丙。其中体系1中葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.05:5:94.95；体系2中葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.1:5:94.9；体系3中葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.1:10:89.9；体系4中葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.2:10:89.8；体系甲中葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.8:5:94.2；体系乙中葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.1:1:98.9；体系丙中葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.1:25:74.9。各体系葡萄糖、乙醇、HFA134a的总质量为10g。
将本实施例制备的体系1～4和甲～丙进行总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价。总揿次测试方法为：取供试品，揿压阀门，释放内容物到超纯水(接收液)中，每次揿压间隔不少于5s，记录总揿次。每揿递送剂量测试方法为：取供试品，振摇并弃去5揿。精密称定，喷射1揿，再精密称定，两次重量之差为递送剂量。连续测定3揿；弃去若干揿，至n/2揿(n为总揿次)，再连续测定4揿；继续弃去若干揿，测定最后3揿。计算10个每揿递送剂量的平均值。贮存泄露率测试方法为：将供试品精密称定，后贮存于25±2℃，相对湿度55±10％的避光环境中3个月，取出，再次精密称定，计算重量减少值，除以供试品原重量，即为贮存泄露率。
结果表明，体系1～4的总揿次均超过180揿，表明适用于每日给药一次的制剂的长期应用(可使用3个月以上)；每揿递送剂量均在54mg左右，重现性好，体现了质量均一性；贮存泄露率几乎为0，证明稳定性高。葡萄糖-乙醇-HFA134a复合抛射剂可用于吸入气雾剂的制备。
然而，相较于体系1～4，体系甲和乙的总揿次和每揿递送剂量的变异较大，其原因是葡萄糖含量过高(体系甲)或乙醇含量过低(体系乙)，导致复合抛射剂中葡萄糖容易析出，降低质量均一性。体系丙的总揿次和每揿递送剂量虽然与体系1～4较为接近，但贮存泄露率显著提高，约为体系1～4的6倍，表明体系稳定性较差，其原因是体系丙中乙醇含量较高，提高了液态处方的挥发性。由此可见，复合抛射剂中的单糖含量不能过高，短链醇的含量也不能过低或过高。
表1体系1～4和甲～丙的总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价结果
Figure BDA0003515565270000071
Figure BDA0003515565270000081
对比例1：葡萄糖-HFA134a抛射剂的制备
向10mL规格铝制耐压容器中加入葡萄糖，置于25℃气浴搅拌箱中以50rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA134a，再于25℃气浴搅拌箱中以50rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备对比体系A～D。其中对比体系A中葡萄糖-HFA134a质量比为0.05:99.95；对比体系B中葡萄糖-HFA134a质量比为0.1:99.9；对比体系C中葡萄糖-HFA134a质量比为0.15:99.85；对比体系D中葡萄糖-HFA134a质量比为0.2:99.8。各体系葡萄糖和HFA134a的总质量为10g。
将本对比例制备的对比体系A～D进行总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价，测试方法同实施例1项下。
结果表明，对比体系A～D虽然贮存泄露率几乎为0，但总揿次变异非常大；每揿递送剂量在31～50mg左右，波动范围非常大，说明其重现性非常差，葡萄糖-HFA134a抛射剂的质量均一性非常差，无法用于吸入气雾剂的制备。
表2对比体系A～D的总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价结果
组别 总揿次 每揿递送剂量(mg) 贮存泄露率(％)
对比体系A 148±25 50.3±9.2 0.03±0.01
对比体系B 152±37 31.5±10.4 0.03±0.00
对比体系C 151±32 47.1±11.5 0.03±0.01
对比体系D 150±26 50.7±9.7 0.05±0.02
本对比例中制备的抛射剂的质量均一性非常差，究其原因，与实施例1中复合抛射剂相比，本对比例的处方组成缺少了乙醇。乙醇与HFA134a具有潜溶作用，可通过调控极性而提高葡萄糖在体系中的溶解度，避免在给药或贮存过程中葡萄糖的析出。若体系中无乙醇存在，葡萄糖可能在给药或贮存过程中析出，影响质量均一性。因此，实施例1中的复合抛射剂在总揿次和每揿递送剂量方面的表现要显著优于对比例1。
对比例2：葡萄糖-正戊醇-HFA134a复合抛射剂的制备
向10mL规格铝制耐压容器中依次加入葡萄糖和正戊醇，置于25℃气浴搅拌箱中以50rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA134a，再于25℃气浴搅拌箱中以50rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备对比体系E～H。其中对比体系E中葡萄糖-正戊醇-HFA134a质量比为0.05:5:94.95；对比体系F中葡萄糖-正戊醇-HFA134a质量比为0.1:5:94.9；对比体系G中葡萄糖-正戊醇-HFA134a质量比为0.1:10:89.9；对比体系H中葡萄糖-正戊醇-HFA134a质量比为0.2:10:89.8。各体系葡萄糖、正戊醇、HFA134a的总质量为10g。
将本对比例制备的对比体系E～H进行总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价，测试方法同实施例1项下。
结果表明，对比体系E～H虽然贮存泄露率几乎为0，但总揿次变异较大；每揿递送剂量在41～52mg左右，波动范围较大，说明其重现性较差，葡萄糖-正戊醇-HFA134a复合抛射剂的质量均一性较差，无法用于吸入气雾剂的制备。
表3对比体系E～H的总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价结果
组别 总揿次 每揿递送剂量(mg) 贮存泄露率(％)
对比体系E 153±15 41.4±10.0 0.05±0.02
对比体系F 150±17 45.8±7.9 0.04±0.01
对比体系G 152±13 49.1±10.4 0.02±0.00
对比体系H 155±14 52.3±8.6 0.04±0.02
本对比例中制备的复合抛射剂的质量均一性较差，究其原因，与实施例1中复合抛射剂选取乙醇为短链醇相比，本对比例选取的短链醇为正戊醇，说明短链醇的具体种类对所制备的复合抛射剂的质量有较大影响，以本发明范围内的短链醇与单糖复配才能制备得到质量均一性较好的复合抛射剂。随着碳原子骨架的延长，短链醇的极性等物理化学性质发生改变。将正戊醇引入复合抛射剂体系时，其与单糖和抛射剂的相容性与乙醇等相比可能较低。因此，实施例1中的复合抛射剂在总揿次和每揿递送剂量方面的表现要优于对比例2。
实施例2：甘露糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的制备
向10mL规格铝制耐压容器中依次加入甘露糖和叔丁醇，置于30℃气浴搅拌箱中以100rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA227，再于30℃气浴搅拌箱中以100rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备体系5～8。其中体系5中甘露糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.01:1:98.99；体系6中甘露糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.02:1:98.98；体系7中甘露糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.02:2:97.98；体系8中甘露糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.04:2:97.96。各体系甘露糖、叔丁醇、HFA227的总质量为8g。
将本实施例制备的体系5～8进行总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价，测试方法同实施例1项下。
结果表明，体系5～8的总揿次均超过150揿，表明适用于每日给药一次的制剂的长期应用(可使用3个月以上)；每揿递送剂量均在52mg左右，重现性好，体现了质量均一性；贮存泄露率几乎为0，证明稳定性高。甘露糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂可用于吸入气雾剂的制备。
表4体系5～8的总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价结果
组别 总揿次 每揿递送剂量(mg) 贮存泄露率(％)
体系5 150±0 52.3±0.2 0.04±0.02
体系6 154±1 51.5±0.4 0.03±0.00
体系7 152±1 52.1±0.7 0.05±0.01
体系8 152±2 51.7±1.4 0.04±0.01
实施例3：果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a复合抛射剂的制备
向10mL规格铝制耐压容器中依次加入果糖、乙醇和异丙醇，置于20℃气浴搅拌箱中以25rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA134a，再于20℃气浴搅拌箱中以25rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备体系9～14。其中体系9中乙醇-异丙醇质量比为3:2，果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a质量比为0.01:2:97.99；体系10中乙醇-异丙醇质量比为1:1，果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a质量比为0.01:2:97.99；体系11中乙醇-异丙醇质量比为1:2，果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a质量比为0.01:2:97.99；体系12中乙醇-异丙醇质量比为3:2，果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a质量比为0.02:2:97.98；体系13中乙醇-异丙醇质量比为1:1，果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a质量比为0.02:2:97.98；体系14中乙醇-异丙醇质量比为1:2，果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a质量比为0.02:2:97.98。各体系甘露糖、乙醇/异丙醇、HFA134a的总质量为6g。
将本实施例制备的体系9～14进行总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价，测试方法同实施例1项下。
结果表明，体系9～14的总揿次均超过120揿，表明适用于每日给药一次的制剂的长期应用(可使用3个月以上)；每揿递送剂量均在49mg左右，重现性好，体现了质量均一性；贮存泄露率几乎为0，证明稳定性高。果糖-乙醇/异丙醇-HFA134a复合抛射剂可用于吸入气雾剂的制备。
表5体系9～14的总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价结果
组别 总揿次 每揿递送剂量(mg) 贮存泄露率(％)
体系9 123±1 49.0±0.7 0.03±0.01
体系10 122±0 48.5±0.4 0.02±0.00
体系11 121±1 48.7±0.6 0.05±0.02
体系12 124±2 48.5±2.4 0.05±0.01
体系13 123±1 48.9±1.7 0.04±0.01
体系14 123±2 49.2±1.1 0.03±0.01
实施例4：半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a复合抛射剂的制备
向10mL规格铝制耐压容器中依次加入半乳糖、葡萄糖和乙醇，置于25℃气浴搅拌箱中以75rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA134a，再于25℃气浴搅拌箱中以75rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备体系15～20。其中体系15中半乳糖-葡萄糖质量比为1:1，半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.03:4:95.97；体系16中半乳糖-葡萄糖质量比为1:2，半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.03:4:95.97；体系17中半乳糖-葡萄糖质量比为1:3，半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.03:4:95.97；体系18中半乳糖-葡萄糖质量比为1:1，半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.06:8:91.94；体系19中半乳糖-葡萄糖质量比为1:2，半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.06:8:91.94；体系20中半乳糖-葡萄糖质量比为1:3，半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a质量比为0.06:8:91.94。各体系半乳糖/葡萄糖、乙醇、HFA134a的总质量为5g。
将本实施例制备的体系15～20进行总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价，测试方法同实施例1项下。
结果表明，体系15～20的总揿次均超过110揿，表明适用于每日给药一次的制剂的长期应用(可使用3个月以上)；每揿递送剂量均在45mg左右，重现性好，体现了质量均一性；贮存泄露率几乎为0，证明稳定性高。半乳糖/葡萄糖-乙醇-HFA134a复合抛射剂可用于吸入气雾剂的制备。
表6体系15～20的总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率评价结果
组别 总揿次 每揿递送剂量(mg) 贮存泄露率(％)
体系15 111±0 45.8±0.9 0.05±0.02
体系16 115±3 45.5±0.3 0.04±0.01
体系17 112±2 46.1±0.5 0.04±0.02
体系18 113±1 45.2±1.2 0.03±0.01
体系19 111±0 45.1±2.9 0.03±0.02
体系20 114±4 46.3±2.4 0.04±0.00
实施例5：复合抛射剂的制冷效应考察
取实施例1～4中的体系1～20进行制冷效应考察。在定量阀门外分别加装长为5cm、10cm、15cm的塑料管道(直径3cm)，于塑料管道末端中央放置电子温度计。每1s揿压阀门一次，记录不同测温距离处初始以及第1～10揿时的温度，绘制温度-揿次曲线，并计算第1揿、第5揿、第10揿的平均降温量，记为ΔT1、ΔT5、ΔT10，反映制冷效应。
考察结果如图3～6所示，体系1～20呈现出相似趋势。每揿压阀门一次，各测温距离处测得温度均有不同程度的下降。初步判定，5～15cm测温距离处的降温量依次缩小。结合表7平均降温量数值对制冷效应进行定量分析。各体系在5、10、15cm测温距离处的平均降温量分别在1.7～11.1、0.8～7.6、0.4～6.0℃范围内，ΔT1、ΔT5、ΔT10分别在0.4～3.2、1.8～7.6、4.0～11.1℃范围内。因此，复合抛射剂单揿给药、五揿给药和十揿给药分别至多可诱导降温3.2、7.6和11.1℃。
表7体系1～20在5、10、15cm测温距离处的ΔT1、ΔT5、ΔT10(单位：℃)
Figure BDA0003515565270000131
对比例3：单方抛射剂的制冷效应考察
使用封口机对10mL规格铝制耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂向铝制耐压容器灌装机中灌入HFA134a或HFA227，即得。
通过上述步骤制备对比体系1～4。其中对比体系1为10g HFA134a；对比体系2为8gHFA227；对比体系3为6g HFA134a；对比体系4为5g HFA134a。
取对比体系1～4进行制冷效应考察，方法同实施例5项下。
考察结果如图7所示，对比体系1～4呈现出相似趋势。每揿压阀门一次，各测温距离处测得温度均有不同程度的下降。初步判定，5～15cm测温距离处的降温量依次缩小。结合表8平均降温量数值对制冷效应进行定量分析。各对比体系在5、10、15cm测温距离处的平均降温量分别在10.5～21.7、5.4～19.5、1.1～14.7℃范围内，ΔT1、ΔT5、ΔT10分别在1.1～10.7、7.7～14.6、14.1～21.7℃范围内。因此，单方抛射剂单揿给药、五揿给药和十揿给药分别至多可诱导降温10.7、14.6和21.7℃。
表8对比体系1～4在5、10、15cm测温距离处的ΔT1、ΔT5、ΔT10(单位：℃)
Figure BDA0003515565270000141
将实施例5与对比例1数据比较如下：ΔT1：最低值，复合抛射剂为单方抛射剂的36.36％；最高值，复合抛射剂为单方抛射剂的29.91％。ΔT5：最低值，复合抛射剂为单方抛射剂的23.38％；最高值，复合抛射剂为单方抛射剂的52.05％。ΔT10：最低值，复合抛射剂为单方抛射剂的28.37％；最高值，复合抛射剂为单方抛射剂的51.15％。可见，实施例5中复合抛射剂的平均降温量显著低于对比例1中单方抛射剂。以平均降温量表征制冷效应，则在单揿给药、五揿给药和十揿给药，复合抛射剂的制冷效应分别降低至单方抛射剂的29.91～36.36、23.38～52.05％和28.37～51.15％。因此，复合抛射剂体系可有效降低制冷效应，尤其在单揿给药时对制冷效应的抑制最为显著。
对比例4：乙醇-HFA134a抛射剂的制冷效应考察
向10mL规格铝制耐压容器中加入乙醇，置于25℃气浴搅拌箱中以75rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA134a，再于25℃气浴搅拌箱中以75rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备对比体系I和J。对比体系I中乙醇-HFA134a质量比为5:94.95；对比体系J中乙醇-HFA134a质量比为10:89.8。各体系乙醇和HFA134a的总质量为10g。
取对比体系I和J进行制冷效应考察，方法同实施例5项下。
考察结果如图8所示，对比体系I和J呈现出相似趋势。每揿压阀门一次，各测温距离处测得温度均有不同程度的下降。初步判定，5～15cm测温距离处的降温量依次缩小。结合表9平均降温量数值对制冷效应进行定量分析。各对比体系在5、10、15cm测温距离处的平均降温量分别在8.4～16.9、3.9～13.5、0.8～9.8℃范围内，ΔT1、ΔT5、ΔT10分别在0.8～8.6、5.1～10.7、9.7～16.9℃范围内。因此，乙醇-HFA134a抛射剂单揿给药、五揿给药和十揿给药分别至多可诱导降温8.6、10.7和16.9℃。
表9对比体系I和J在5、10、15cm测温距离处的ΔT1、ΔT5、ΔT10(单位：℃)
Figure BDA0003515565270000151
将实施例5与对比例4数据比较如下：ΔT1：最低值，复合抛射剂为乙醇-HFA134a抛射剂的50.00％；最高值，复合抛射剂为乙醇-HFA134a抛射剂的37.21％。ΔT5：最低值，复合抛射剂为乙醇-HFA134a抛射剂的35.29％；最高值，复合抛射剂为乙醇-HFA134a抛射剂的71.03％。ΔT10：最低值，复合抛射剂为乙醇-HFA134a抛射剂的41.24％；最高值，复合抛射剂为乙醇-HFA134a抛射剂的65.68％。可见，实施例5中复合抛射剂的平均降温量显著低于对比例3中乙醇-HFA134a抛射剂。以平均降温量表征制冷效应，则在单揿给药、五揿给药和十揿给药，复合抛射剂的制冷效应分别降低至乙醇-HFA134a抛射剂的32.29～50.00、35.29～71.03％和41.24～65.68％。因此，复合抛射剂体系对制冷效应的降低作用优于乙醇-HFA134a抛射剂体系。
对比例5：核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的制冷效应考察
向10mL规格铝制耐压容器中依次加入核糖和叔丁醇，置于30℃气浴搅拌箱中以100rpm的速率搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，用抛射剂灌装机向铝制耐压容器中灌入HFA227，再于30℃气浴搅拌箱中以100rpm的速率搅拌，即得。
通过上述步骤制备对比体系K～N。其中对比体系K中核糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.01:1:98.99；对比体系L中核糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.02:1:98.98；对比体系M中核糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.02:2:97.98；对比体系N中核糖-叔丁醇-HFA227质量比为0.04:2:97.96。各体系核糖、叔丁醇、HFA227的总质量为8g。
取对比体系K～N进行制冷效应考察，方法同实施例5项下。
考察结果如图9所示，对比体系K～N现出相似趋势。每揿压阀门一次，各测温距离处测得温度均有不同程度的下降。初步判定，5～15cm测温距离处的降温量依次缩小。结合表10平均降温量数值对制冷效应进行定量分析。各对比体系在5、10、15cm测温距离处的平均降温量分别在4.4～14.2、1.4～9.2、0.6～6.6℃范围内，ΔT1、ΔT5、ΔT10分别在0.6～4.7、3.1～8.5、6.2～14.2℃范围内。因此，核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂单揿给药、五揿给药和十揿给药分别至多可诱导降温4.7、8.5和14.2℃。
表10对比体系G～J在5、10、15cm测温距离处的ΔT1、ΔT5、ΔT10(单位：℃)
Figure BDA0003515565270000161
将实施例5与对比例5数据比较如下：ΔT1：最低值，复合抛射剂体系1～20为核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的66.67％；最高值，复合抛射剂体系1～20为核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的68.09％。ΔT5：最低值，复合抛射剂体系1～20为核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的58.06％；最高值，复合抛射剂体系1～20为核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的89.41％。ΔT10：最低值，复合抛射剂体系1～20为核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的64.52％；最高值，复合抛射剂体系1～20为核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的78.17％。可见，实施例5中复合抛射剂体系1～20的平均降温量显著低于对比例5中核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂。以平均降温量表征制冷效应，则在单揿给药、五揿给药和十揿给药，复合抛射剂体系1～20的制冷效应分别降低至核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂的66.67～68.09、58.06～89.41％和64.52～78.17％。因此，复合抛射剂体系1～20对制冷效应的降低作用优于核糖-叔丁醇-HFA227复合抛射剂体系。复合抛射剂体系1～20所选单糖(葡萄糖、半乳糖、果糖和甘露糖)为己糖(骨架为6个碳原子)，而本对比例所选单糖(核糖)为戊糖(骨架为5个碳原子)。己糖和戊糖与抛射剂分子的微观相互作用力存在差异，导致己糖对抛射剂分子的氟氢键结合位点的竞争力较强，最终令复合抛射剂体系1～20的制冷效应更低。
实施例6：复合抛射剂的生物安全性研究
取实施例1～4中的体系1、5、9、15进行生物安全性研究，具体包括刺激性咳嗽计数和体重监测。所用动物模型为C57BL/6J小鼠和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠，雄性(♂)，体重约为18g，实验动物在正式实验前均有7天适应期。抓取小鼠，以1％(w/v)戊巴比妥钠(剂量80mg/kg)腹腔注射麻醉后，仰卧位固定。暴露小鼠口腔，将气雾剂瓶定量阀门的排气口小心插入，揿压阀门给药。
刺激性咳嗽计数方法：将C57BL/6J小鼠和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠各分为三组，每组分别揿压阀门给药1～3次(每隔1s揿压一次)。给药后立即计时，观察记录10min内小鼠咳嗽次数。
体重监测方法：在14天的实验周期内，于第2、4、6天的9时分别对C57BL/6J小鼠和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠各给药一次，每隔一天(即第0、2、4、6、8、10、12天)的21时称量小鼠体重。
研究结果如图10所示。
未给药时，C57BL/6J小鼠和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠均无咳嗽现象。各体系给药1次也未诱发咳嗽。体系5给药3次后，C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生0.2次咳嗽。体系9给药2次后，肺纤维化模型C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生0.2次咳嗽；体系5、9、15给药3次后，肺纤维化模型C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生0.2～0.4次咳嗽。可见复合抛射剂对健康小鼠和肺纤维化小鼠刺激性咳嗽的诱导性均较弱，虽然肺纤维化小鼠刺激性咳嗽的次数略高于健康小鼠，但仍处于极低水平(<0.4次/10min)。因此，复合抛射剂对疾病状态下呼吸道的刺激较弱。
14天实验周期内，C57BL/6J小鼠和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠的体重均稳定增长，且C57BL/6J小鼠的平均增重(约2g)略高于肺纤维化模型C57BL/6J小鼠(约1g)。据此可得出结论，复合抛射剂对模型动物的整体毒性较低，不影响其体重增长。
对比例6：单方抛射剂的生物安全性研究
取对比例3中的对比体系1～4进行生物安全性研究，方法同实施例6项下。
研究结果如图11所示。
未给药时，C57BL/6J小鼠和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠均无咳嗽现象。对比体系2给药2次后，C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生0.2次咳嗽；对比体系2、3、4给药3次后，C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生0.2～0.4次咳嗽。对比体系1、2、3、4给药1次后，肺纤维化模型C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生0.8次咳嗽；给药2次后，肺纤维化模型C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生1.4～2.4次咳嗽；给药3次后，肺纤维化模型C57BL/6J小鼠在10min观察期内平均产生3.4～5.0次咳嗽。单方抛射剂对健康小鼠刺激性咳嗽的诱导性均较弱，但对肺纤维化小鼠刺激性咳嗽的诱导性均较强，10min内最高可诱导5次咳嗽。因此，单方抛射剂对疾病状态下的呼吸道具有一定的刺激性。
14天实验周期内，C57BL/6J小鼠和肺纤维化模型C57BL/6J小鼠的体重均稳定增长，且C57BL/6J小鼠的平均增重(约2g)略高于肺纤维化模型C57BL/6J小鼠(约1g)。据此可得出结论，单方抛射剂对模型动物的整体毒性较低，不影响其体重增长。
比较实施例6与对比例6中的结果，可知复合抛射剂和单方抛射剂对健康模型动物的呼吸道刺激性均较弱，且复合抛射剂和单方抛射剂均不影响模型动物的体重增长；但是，复合抛射剂对肺纤维化疾病状态下模型动物的呼吸道刺激性显著低于单方抛射剂，这有利于避免不可预测的毒副反应并改善患者顺应性，故具有低制冷效应的复合抛射剂相较于市售单方抛射剂更适合用于治疗呼吸道疾病的吸入气雾剂的制备。
实施例7：基于复合抛射剂的吸入气雾剂制备
参照实施例1～4中的体系1、5、9、15的处方组成和工艺参数，选取异硫氰酸苯乙酯(PEITC)为模型药物，进行吸入气雾剂的制备。向10mL规格铝制耐压容器中依次加入单糖、PEITC(300mg)和短链醇，置于气浴搅拌箱中搅拌。然后使用封口机对耐压容器安装50μL定量阀门，在抛射剂灌装机中灌入HFA134a或HFA227，再于气浴搅拌箱中搅拌，即得。将所制备的吸入气雾剂命名为制剂1～4。
将本实施例制备的制剂1～4进行总揿次、总药量、每揿递送剂量、每揿药量和贮存泄露率评价，其中总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率测试方法同实施例1项下。总药量测试方法为：取供试品，揿压阀门，释放内容物到既定体积的丙酮(接收液)中，每次揿压间隔不少于5s，以高效液相色谱法(HPLC)测定接收液中PEITC浓度，换算为总药物质量。每揿药量测试方法为：取供试品，振摇并弃去5揿。揿压阀门，连续喷射3揿至丙酮中；弃去若干揿，至n/2揿，再连续喷射4揿；继续弃去若干揿，喷射最后3揿。以HPLC测定测定接收液中PEITC浓度，计算10揿的平均药量。
结果表明，制剂1～4的总揿次分别为180、150、120和110余揿，若每日给药一次则可长期应用(可使用3个月以上)；总药量约为285mg(即包封率达95％)，每揿递送剂量分别在54、52、49和45mg左右，每揿药量在1.51～2.48mg范围，重现性好，体现了质量均一性；贮存泄露率几乎为0，证明稳定性高。其中总揿次、每揿递送剂量和贮存泄露率数值与未载药的复合抛射剂(即原体系1、5、9、15)较为接近。这些结果证明基于复合抛射剂制备的吸入气雾剂的质量均一，稳定性好，预测具有较好的疾病治疗效果，具有应用转化潜力。
表11制剂1～4的总揿次、总药量、每揿递送剂量、每揿药量和贮存泄露率评价结果
Figure BDA0003515565270000191
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种复合抛射剂，其特征在于，由单方抛射剂、单糖和短链醇按如下质量比制备而成：
单方抛射剂 89.8～98.99
单糖 0.01～0.2
短链醇 1～10；
所述单方抛射剂为HFA134a和/或HFA227；
所述单糖选自C5-C6单糖中的至少一种；
所述短链醇选自C2-C4烷基醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的复合抛射剂，其特征在于，所述单糖选自C6单糖中的至少一种；优选地，所述单糖选自葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合抛射剂，其特征在于，所述短链醇选自乙醇、异丙醇和叔丁醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合抛射剂，其特征在于，所述复合抛射剂的总质量为5～10g。
5.根据权利要求1-4任一项所述的复合抛射剂，其特征在于，由如下质量比的原料制备而成：
HFA134a 89.8～94.95
葡萄糖 0.05～0.2
乙醇 5～10；或者，
所述复合抛射剂由如下质量比的原料制备而成：
HFA227 97.96～98.99
甘露糖 0.01～0.04
叔丁醇 1～2；或者，
所述复合抛射剂由如下质量比的原料制备而成：
HFA134a 97.98～97.99
果糖 0.01～0.02
短链醇 2；
所述短链醇为乙醇和异丙醇的混合物，所述乙醇和异丙醇的质量比为0.5-1.5:1；或者，
所述复合抛射剂由如下质量比的原料制备而成：
HFA134a 91.94～95.97
单糖 0.03～0.06
乙醇 4～8；
所述单糖为半乳糖和葡萄糖的混合物，所述半乳糖和葡萄糖的质量比为1:1～3。
6.一种权利要求1-5任一项所述的复合抛射剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向耐压容器中依次加入所述单糖和所述短链醇，置于气浴搅拌箱中搅拌；
(2)对耐压容器安装定量阀门，用抛射剂灌装机向耐压容器中灌入所述单方抛射剂，置于气浴搅拌箱中搅拌，即得。
7.根据权利要求6所述的复合抛射剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的气浴搅拌箱的温度为20℃～30℃，所述搅拌的速率为25rpm～100rpm；和/或，
步骤(2)中所述的气浴搅拌箱的温度为20℃～30℃，所述搅拌的速率为25rpm～100rpm；和/或，
所述耐压容器为铝制耐压容器，其规格为10mL；和/或，
步骤(2)中所述的定量阀门为50μL定量阀门。
8.权利要求1-5任一项所述的复合抛射剂在制备低制冷效应的吸入气雾剂中的应用。
9.一种吸入气雾剂，其特征在于，由包括药物和抛射剂的组分制备而成，所述抛射剂为权利要求1-5任一项所述的复合抛射剂；优选地，所述药物和所述抛射剂的质量比为0.3：5～10。
10.一种权利要求9所述的吸入气雾剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向耐压容器中依次加入所述单糖、短链醇和药物，置于气浴搅拌箱中搅拌；
(2)对耐压容器安装定量阀门，用抛射剂灌装机向耐压容器中灌入所述单方抛射剂，置于气浴搅拌箱中搅拌，即得。
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