沒有什么比在山上徒步旅行和呼吸新鮮空氣更讓我喜歡的了。事實上，我們呼吸的空氣會超過一整個肺，因為普通人每分鐘吸入 7 到 8 升空氣，相當于每天吸入大約 11000 升。這種無意識的吸入和呼出過程對我們的健康至關重要，并確保身體細胞獲得所需的氧氣來發揮作用。肺通過氣體交換過程吸收氧氣，氣體交換發生在肺中數以百萬計的小氣囊(稱為肺泡)中。肺泡如此之多，如果你把它們平攤開來，它們會覆蓋一個網球場那么大的區域。當我們吸氣時，空氣沿著我們的氣管進入我們的肺部，通過兩條被稱為支氣管的管道，這些管道分支成更小的細支氣管，并在微小的肺泡群中結束。每個肺泡都被稱為毛細血管的小血管網絡所包圍。肺泡壁的厚度約為人類頭發的 1/50，允許氣體通過肺泡壁進入毛細血管中的血液。進入血液的氧氣與血紅蛋白結合，通過心臟輸送到身體的所有細胞。藥物制造商利用這種高效的運輸系統，制造出可吸入的干粉藥物(通常直徑小于 5 微米)，小到足以通過上呼吸道和支氣管。當顆粒沉積在肺部后，它們需要溶解在肺泡內襯的薄層中，然后它們才能被吸收到血液中。一旦進入血液，它就可以被運送到目標部位，最終，藥物被代謝并從體內排出，通常是通過肝臟和腎臟。

我相信你可以想象，制造足夠小的粒子來穿過這個管道網絡不是一件簡單的任務；然而，這種傳輸系統的幾個優點使這些工作都是值得的。對于需要立即治療的問題，如哮喘發作，肺部是理想的遞送系統。口服的藥物必須經過消化系統才能生效；在這個過程中也有活性成分的損失。有些遞送系統更容易設計和制造，但它們也有缺點。病毒傳遞系統簡單，最大的優點是在人體組織中轉染效率高；然而，病毒的毒性可以引發免疫反應，并且預先存在的抗體可以中和傳遞系統及其攜帶的分子，從而降低治療效率。非病毒輸送系統已被用于規避這些問題。脂質、聚合物和肽基系統可以被修改，用以提高生物相容性，增加內化，并定制藥物輸送的確切要求。這些類型的材料用于藥物顆粒的配方，并用于包封或攜帶藥物，保護其免受降解，并增強其在肺部的吸收，在病毒傳遞系統中發揮病毒的作用。干粉肺輸送最常見的輔料之一是乳糖。

乳糖具有幾種有利的材料特性，使其成為可吸入藥物的理想材料。它是美國食品藥品監督管理局（FDA）批準的載體，因為它在給藥后具有的無毒和易于降解的性質。其他美國食品藥品監督管理局（FDA）批準的載體包括亮氨酸、甘露醇、葡萄糖、海藻糖和蔗糖。乳糖是理想的，因為它粘性比其他糖更低，并且具有更高的玻璃態化轉變溫度，在噴霧干燥時易于流動成粉末。霧化用于制造一系列可吸入粉末，包括多肽、抗生素、疫苗和生物可降解的載體顆粒。這些藥物可以針對全身的疾病，但它們對治療囊性纖維化、哮喘、慢性肺部感染、肺癌和結核病的肺部特異性應用尤其有益。使用噴霧干燥技術制造可吸入藥物涉及到通過在不同固體濃度的水中溶解活性成分(藥物、納米顆粒)和賦形劑(乳糖或其他)來制備水溶液。偶爾在溶液中加入乙醇來促進蒸發。所得的噴霧干燥粉末由旋風分離器分離并收集在容器中。有幾種常用的分析方法用于表征噴霧干粉，例如：

還有其他方法可以制造用于肺部的可吸入藥物，例如冷凍干燥和氣流粉碎；然而，噴霧干燥與這些方法相比有許多優點。噴霧干燥能產生高度分散的粉末，而不需要冷凍干燥時所需的載體顆粒。射流銑削過程產生流動性能差的扁平顆粒。氣流粉碎的乳糖具有結晶結構，而噴霧干燥的乳糖則是無定形的。無定形態復合物形成的原因是干燥過程迅速，蒸發和形成固相的時間很少。噴霧干燥制成的球形顆粒具有較低的接觸面積和均勻的粒度分布，從而增加了可吸入的顆粒組分。噴霧干燥也是一種成本效益高的一步工藝，直接從液體到干燥配方，具有較高的工藝放大能力。

噴霧干燥制成的球形顆粒具有較低的接觸面積和均勻的粒度分布，從而增加了可吸入的顆粒組分。有四種策略可用于制造干粉配方。第一種是小的無載體藥物顆粒，它是 1 到 5μm 的氣溶膠粉末，是在日益狹窄的氣道之外沉積的最佳尺寸。然而，這種小顆粒經常粘在一起，并且具有很強的凝聚力，流動性差。這可以通過使用小藥物和更大的載體顆粒，從而改善藥物經吸入器的流動。如前所述，乳糖是最常用的載體，通常設計為 50μm 至 80μm 的尺寸。在吸入過程中，較小的顆粒與載體顆粒分離并沉積在肺泡中。第三個策略是在吸入干粉氣溶膠研究方面取得突破，涉及低質量密度(<0.4g/cm)的大孔藥物顆粒(>5μm)。作為第一種策略的替代方案，這些較大的顆粒更容易聚集和分解，具有更好的流動性，并且可以逃避肺部的吞噬清除機制。最后一種策略是在藥物的載體顆粒中使用膠囊化的納米顆粒，并已成為大量研究的課題。納米醫學是生物醫學領域的一個新興領域，由于上述肺給藥的好處，已經提出了諸多肺給藥的建議。然而，細小的顆粒大小限制了肺沉積，使它們在吸入后從肺部呼出。通過噴霧干燥將納米顆粒結合到載體顆粒中，使其用于肺部藥物遞送成為可能。噴霧干燥的多功能性和對方法的高度控制使每種策略都成為可能，并且考慮到可吸入藥物相對于其他更具侵入性的輸送方式的優勢，我期待著未來。