了解为何多级撞击器法和激光衍射法会提供不同的粒径数据，以及这对于鼻用药物产品测试的重要意义。
请考虑下表，其中显示了三种用于鼻腔给药的喷雾干燥咖啡因配方的粒径分布数据*。仔细阅读中间列和右列。
正如我们之前所讨论过的，10微米以下组分是鼻用药物产品方面的重要关切点，因为它可用于量化肺部沉积风险。
上述数据清楚地表明用于进行此项测量的技术至关重要。对于10微米以下组分，激光衍射法和多级撞击器法 (使用新一代撞击器 – NGI) 的测量值之间没有明显相关性。激光衍射法给出的数据显示发生肺部沉积的风险很大；而多级撞击器法给出的数据显示风险可以忽略不计。
在本博文中，我们将探究这一或许令人震惊的结果，以及在吸入制剂表征方面存在的相关分歧。
激光衍射法测量什么指标？
激光衍射法测量准直激光束与颗粒物试样相互作用时产生的光散射模式；对于鼻用药物产品而言，颗粒物指的是雾化液滴或颗粒。然后倒推测算某个颗粒物群的粒径分布，从而通过应用Fraunhofer或Lorenz-Mie光学模型得出上述光散射模式。两者均为物理基本定律，描述了光散射与粒径之间的关系。计算过程兼具复杂性和迭代性。其中涉及假设粒径分布、计算相关光散射模式 (使用所选的光学模型)、对比测量数据、调整提议的粒径分布等工作。
在吸入制剂领域，激光衍射法得出的指标通常被称为几何粒径分布 (GPSD)。
其为何被应用于鼻用药物产品？
激光衍射法快速而又高效，并且能够轻松涵盖鼻内药物沉积的感兴趣粒径范围。其允许研究人员实时测量鼻喷事件的演变过程，从而了解雾化过程的稳定速度，以及评估和对比进入最终稳定期后的液滴尺寸/粒径。此类信息对于鼻用药物产品开发极具价值，并且相关技术被监管指南直接引用。
多级撞击器法测量什么指标？
如需多级撞击器法的更详细介绍，请回头查阅相关文章，但总的来说，其测量药物成分的空气动力学粒径分布 (APSD)，具体方法是基于颗粒物惯性对递送剂量进行粒度分级，随后分别测定采集到的组分。
让我们联系激光衍射法剖析这一说法。
其一，多级撞击器测量的指标是按照空气动力学定义的，即颗粒物在空气中的运动方式 (具体来说是颗粒物惯性)。这与激光衍射法有着很大的区别，后者基于对光线的响应测定粒径。
其二，多级撞击器法能够实现特异性测量。其测量所收集样品中的药物成分浓度，而非制剂整体的浓度。这与激光衍射法又一次形成鲜明对比，后者测定制剂整体的粒径数据，不具备区分药物成分的能力。
其为何被应用于鼻用药物产品？
对于鼻用药物产品，多级撞击器法基于空气动力学特性测量最有可能穿越鼻腔进入肺部、继而构成安全风险的药物颗粒数量。由于得出的APSD数据针对的是药物成分，评估结果稳健而又直接，无需假定“药物成分在整个分散剂量中均匀分布”。
差异性和不等同性
有了上述背景信息，便能轻松地理解为何这两项技术会呈现不同的信息。我们可能会将粒径视为类似于颗粒物密度的单变量，但事实上，整个行业通常会报告多种不同的粒径指标，具体取决于感兴趣的特性。
但是，这就提出了一个重要的问题。GPSD和APSD之间是否可以相互转换？
当使用激光衍射法时，我们不必注意生成GPSD的数学过程 (除了选择或输入一些合适的折射率数据外)，但是这有助于理解支撑这一数学过程的假设条件，包括：
- 颗粒物为球形。
- 在检测前，光线只会与单个颗粒物相互作用。
还有一点值得注意，激光衍射法提供的是体积粒径分布数据，换言之，其测定粒径范围内各组成部分的样品体积。
这些要点与指标转换工作高度相关。鼻用药物产品的颗粒物不是绝对球形，并且其偏离球形的程度因产品不同而异。颗粒物形态也会影响空气动力学特性，只是影响的方式不同，而这更能反映出其如何改变药物通过鼻腔的过程。
基于颗粒物密度进行质量和体积粒径分布数据之间的转换是可行的。但是，不同产品之间存在的颗粒物密度差异，或者粒径分布测量数据方面存在的更糟糕情况，使得此类计算只能针对特定产品，并且可能产生问题。
而且肯定的是，从GPSD到APSD的转换不能解决药物成分的特异性问题。
重点
在鼻用药物产品开发中，激光衍射法和多级撞击器法具备高度互补性，但不具备互换性。它们各自发挥着重要且独特的作用。
激光衍射法有助于评估配方和设备参数对鼻腔内药物沉积的影响。
多级撞击器法对于量化给药脱靶风险最有针对性。
我们着手研究的这组数据恰恰显示了颗粒物的空气动力学特性与我们基于GPSD结果做出的推断有多么不同，以及当涉及量化10微米以下粒径范围内的剂量比例时产生的相应影响。这就是使用激光衍射法评估肺部沉积的主要局限性，并且解释了我们为何只依靠多级撞击器法测试鼻用药物产品和经口吸入制剂。如果您有意阅读更多有关鼻用药物产品的信息，可以试着查阅我们的文章。或者，也可关注日后发布的博文，我们将在其中讨论通过自动化提高测试生产力和重复性等议题。
*感谢“Potts et al”授权使用此数据，其源自2023年RDD会议上发表的一篇很有趣的论文。Potts, J.C. et al. “研究鼻用药物装置被促动后，喷雾干燥粉末粒径与模拟鼻和模拟肺中药物沉积之间的关系。”
