鼻腔给药内容探秘!(转)
鼻腔给药的发展概况鼻腔给药系统(nasal drug delivery system,NDDS)是指在鼻腔内使用,经鼻黏膜吸收而发挥局部或全身治疗作用的制剂。
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鼻腔作为全身治疗的给药途径,在祖国医学中已具有悠久历史。
汉代《伤寒杂病论》即开鼻药治疗急症之先河,其治“卒死”系以“韭捣汁,灌鼻中”,开窍回苏;
《本草纲目》中用巴豆油纸拈,燃烟熏鼻,治疗中风痰厥、气厥、中毒等病症。
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现代医学研究鼻粘膜给药治疗全身性疾病也有几十年历史。
1976年,VanDyke等报道了10%盐酸可卡因溶液经鼻腔给药后,药物迅速被吸收,15~60min后血浆峰浓度达到120~474μg/L。
1984年6月在美国召开“全身性用药的鼻腔给药途径”专题研讨会。
1991年12月在巴黎召开了“口颊及鼻腔给药作为静脉给药的替代”的欧洲学术研究会,标志着现代药学治疗中对这一给药途径进行了更深入的研究。
目前鼻腔给药逐渐受到人们的重视,成为制剂领域研究的热点之一。
鼻腔的生理结构
从动力学来看,鼻腔是一个复杂的器官,因为三个不同的过程(药物沉积、药物清除及药物吸收)均在鼻腔内完成,因此,通过鼻腔给药,其解剖结构及相关的生理特点是需要充分考虑的。
鼻腔由鼻中隔分为两个不同的腔室,鼻中隔主要包括软骨和皮肤,因此药物渗透率很小。药物有效吸收部位在鼻腔外侧壁血管丰富部位,即鼻粘膜丰富的鼻甲部。
1鼻腔粘膜
人鼻腔粘膜表面积为150cm2,粘膜表层上皮细胞皆有许多微绒毛,与小肠绒毛相似,可增加药物吸收的有效面积,而且鼻粘膜上皮下层有丰富的毛细血管及淋巴毛细管,能使药物迅速吸收进入循环。
2吸收通道
鼻腔具有吸收通道,水溶性、弱亲脂性药物,可通过水相即水通道(单向从管腔流入血液)而不是通过粘膜的脂相扩散。
鼻粘膜具有较小孔径的水通道,含量丰富,水通道分布数目上是直肠的2倍,空肠的3倍,因此容易吸收水溶性物质。
3鼻粘膜纤毛
鼻粘膜纤毛为呼吸道防御系统的一部分,其纤毛和上方的“粘液毯”(鼻粘膜表面覆盖的一层粘液)可连续不断清除进入鼻腔的微小异物,药物也不例外。鼻甲咽部纤毛清除系统速度快,鼻腔前部非纤毛区清除较慢。
用等剂量药物鼻腔喷雾,生物活性高于滴鼻,原因是喷雾药物分布在整个鼻腔,多数停留在非纤毛区,这都是鼻腔给药应该考虑的问题。
4鼻腔与脑脊液的联系
鼻腔是头盖骨的一部分,上有许多小孔,鼻腔的内皮就象一块筛状的板,神经束通过此小孔,周围充满着脑脊液,因此部分药物滴入鼻腔后能传入脑脊液。
研究表明:
雌二醇、多巴胺、孕酮、神经生长因子等通过鼻腔给药,直接进入脑脊液。头孢氨苄、氟尿嘧啶等鼻腔给药后脑脊液中药物的浓度比注射高。因此鼻腔给药可能是一种向脑输送药物的途径。
鼻腔给药的特点
鼻腔较容易接近,而且富含血管丛,这使得局部施用的药物可以快速地达到发挥效力的血药浓度。鼻腔给药需要将药物溶液做成雾状,而不是容易流失的液滴。
鼻腔给药是一种非常好的直接将药物输入至血液系统的方式,这可以避免静脉埋管的需要,但却实现了快速、有效的药物递送。
通过鼻粘膜给药有以下几个优点:
1对于容易穿过粘膜的药物,鼻腔丰富的血管丛为药物进入血液系统提供了直接途径。
2相比口服这种方式,鼻腔给药直接进入了血液系统,而口服药物的方式会导致药物在胃肠道的破坏和损失,药物在肝脏酶的代谢也会造成损失和破坏。因此鼻腔给药更具有成本效益、快速、较高的生物利用度。
3对于很多鼻腔施用的药物,药物吸收速度、血药浓度与静脉内给药相当,通常优于皮下或肌肉注射给药。
4鼻腔给药比较简单易用、安全和方便。给药方式基本上没有痛苦,不需要无菌技术、静脉导管或其他侵入式装置。
由于鼻粘膜靠近脑部,脑脊液的药物浓度能超过血浆药物浓度,鼻腔给药可以快速地达到治疗脑和脊髓的药物浓度。
图:鼻腔给药的便捷性显而易见
用于鼻腔给药的适应症
鼻腔给药是一种将药物传递至患者血液系统的方法,其目的与口服给药、舌下给药、肌内注射和静脉注射类似。通过药物快速、便捷地传输以达到治疗的目的。下面是几种药物适用方式的比较。
图:不同的药物适用方式及优缺点
我们可以看出有很多种药物适用方式,但是究竟哪一种是最好的,要根据患者的身体状况、药物的性质、以及患者对药物接纳的方式来确定。
这里有个生物利用度的概念,这是指药物有多少在血液里发挥效果,如静脉给药是直接进入血流,几乎全部是“生物可利用的”。如果药物是口服的,则由于胃肠道消化的破坏、吸收度不完全、肝脏的首关代谢等,使得最终发挥效果的药物浓度较低。这也是为何静脉给药的计量远远低于口服给药的原因。
一般来说,分子量较小、结构简单、亲脂性药物容易穿透膜,药物溶液浓度接近人体的生理PH值也提高生物利用度。如果药物浓缩到一个合理的体积,则鼻腔给药可以达到较好的吸收和高的生物利用度,而不会从鼻孔中流出来。一个鼻孔施加的药物理想体积是0.25毫升到0.3毫升,临床应用时,医生会每个鼻孔使用1ml的体积,尽管这导致一定的药物流失。因此癌度提醒病友,这个鼻腔给药的药物体积是很小的,因此一定要注意。
药物鼻腔给药的影响因素
1物理因素
药物沉积的位置和表面积、适用方法和随后的颗粒大小和分布、施药前后的药物丢失。这些因素也影响了鼻腔给药的效率,覆盖的鼻粘膜表面积越大,鼻滴、塑料瓶雾化器、雾化泵、加压气溶胶等不同的工具则影响着药物的分布。
可吸收的药物就越多。理想情况下,药物需要分为两份,每一个鼻孔接受药物剂量的一半,这样可以将鼻腔吸收药物的表面积增加一倍。
多项研究表明,雾化泵是最好的鼻输送系统,这种方式使得药物计量和药物在鼻粘膜的分布较为恒定。
另外研究也表明喷雾比滴液的保留时间较长,因为鼻腔滴液主要分布在纤毛表面上,很容易流出来。
药物的粒度也影响分布,鼻呼吸时,几乎所有大小为10-20微米的颗粒都沉积在鼻粘膜上,粒径5-10微米时,药物能够进入上呼吸道,而小于2微米的颗粒会通过粘膜直接进入肺部。
根据文献研究结果,经鼻给药脑部治疗的最优粒径是15微米,有利于药物微粒达到最优的磁导效应,同时不会因为太小而被呼吸道内壁黏附。如果药物是作为可溶性颗粒施用,则它们可以很容易地进入鼻腔分泌物,然后被吸收入血液。
如果患者鼻粘膜的血液流动情况较差,则鼻腔给药的吸收就差。比如之前的创伤、手术、可卡因等都可能导致鼻粘膜受损。血管收缩剂如可卡因等将会极大地降低药物吸收。如果患者经常流鼻血、或生成较多的鼻粘液,则施用的药物很容易被洗掉,即便是不被洗掉,也很难接触鼻粘膜影响了吸收效率。
图:泰利福公司的鼻腔给药注射器,非常强调喷头的雾化能力
2治疗阈值、副作用阈值
鼻腔给药的一个常见问题是临床医生不能给到足够剂量的药物,因为他们常常使用的是静脉给药方式的药物,而鼻腔给药的浓度很高,医生习惯以静脉给药的观点来理解,因此很害怕通过鼻腔给予的药物剂量过高。
比如,要使得一个孩子镇静下来,需要0.4mg/kg到0.5mg/kg的咪达唑仑。对于一个20kg的孩子使用10mg的药物,这是一个看起来不可思议的巨大计量。因此这种理解使得临床给药不能达到足够的药物浓度,达不到药物阈值也就不能实现患者的获益。
所以,要理解这种高计量的原因,必须理解生物利用度,如口服药物需要给药10到100倍计量的药物,因为有很多环节的破坏和吸收不充分等。鼻腔给药不需要口服药物那么高,但是相比静脉给药的药物计量,鼻腔给药还是需要一个很高的药物计量以达到药物阈值。见下图所示。
图:静脉给药和鼻腔给药的区别,鼻腔给药不易引发呼吸抑制
第二个需要注意的问题是,与静脉给药不同,鼻腔药物并不是药物立即就在血液里了,鼻腔给药需要几分钟来进行吸收,一般在3-5分钟达到治疗效果,在10-15分钟达到峰值。由于这种延迟的上升,当使用合适的计量进行鼻腔给药时,不容易引起临床上的那种呼吸抑制。一个例外是芬太尼,芬太尼起效时间太快,常发生意外过量导致的呼吸抑制,因此这需要格外注意并且密切监控。
3首关代谢
所有通过胃肠道吸收的药物分子都通过“门静脉”循环,然后经肝脏代谢后经第二肝门入下腔静脉,再进入心脏循环到身体各处。
肝脏的一个很重要的功能是解毒,里面充满了分解药物分子的蛋白酶,因此大多数口服的药物在肝脏内被分解掉了,这些药物并不会进入血液循环,肝脏的这一破坏作用叫做“肝的首过代谢”,鼻腔给药、静脉给药等通过其他方式施用的药物不经过门静脉循环,因此没有首关代谢这么一层损失(见下图5)。
图:首关代谢示意图,口服药物在肝脏被代谢和损失了90%多,鼻腔给药没有这个损失
4鼻脑通路
如果鼻腔给药方式施用的药物可以接触嗅粘膜,则有很好的证据表明嗅粘膜的分子转运可以将药物转运至脑脊液中。
嗅粘膜位于上鼻腔中,颅骨筛型板的下面,含有嗅觉细胞,这些嗅觉细胞穿过筛型板延伸到颅腔内。当药物分子与这种特别的粘膜接触时,它们被快速地直接输送到大脑中,绕过了血脑屏障,在脑脊液的药物水平可以很快地达到一个高浓度(通常比静脉内给药更快)。将分子从鼻子转移到大脑的这个过程称之为鼻脑通路。
具有很重要的应用,如作用于中枢系统的药物,如镇静剂、抗癫痫药物、阿片剂等使用鼻腔给药还是很给力。多个研究表明,鼻脑通路可以迅速地将一些药物从鼻运输至脑脊液,绕过了血脑屏障。
图:鼻脑通路,药物分子经过嗅粘膜可以绕过血脑屏障
据《柳叶刀》报道,德国研究人员使用鼻内喷雾将三种肽(包括后叶加压素、及胰岛素)输送给健康志愿者,给药后几分钟,脑脊液中肽的浓度增加。然而在血中没有后叶加压素的浓度增加,提示其可直接送到大脑,绕过了血脑屏障,证明鼻内输药能显著地减少进入血中的药物数量而解决这个问题。
5亲脂性
亲脂性意思是指药物分子容易吸收、易穿过脂质膜,细胞膜多数是由脂质组成的。因此如果药物分子是亲脂性的则容易通过细胞膜,进入血液循环和脑脊液。脂溶性的药物容易被鼻腔吸收。
关于鼻腔给药的原理、优缺点本文算是做了一个梳理,我们现在应该可以了解为何通过鼻孔给药药物,甚至可以达到绕过血脑屏障的能力。关于文中的鼻腔给药注射器这种设备是我们搜索资料时查询到的,比较惊奇竟然有这种设备,但我们无意表明这种设备就是可以适用您的治疗,这一点请一定注意。
相比静脉给药,鼻腔给药很少会引起呼吸抑制。相比口服给药,鼻腔给药的生物利用度更高(90%的口服药物被降解)。当然我们广大病友更希望的是用这种方式解决脑部病灶的问题。但除了2992是溶于水的,其他的常见靶向药物多数是很难溶于水。
需要注意的是鼻腔给药需要将药物极高的浓缩,每个鼻孔的药物体积以0.25-0.3毫升,如果太多的药物体积就会导致留出,这个是一定要注意的。关于怎么把那些常见的多数的靶向药物弄成高浓缩的液体,这个是很重要的问题。
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