建立更好的吸入器计量吸入器(MDI)是最常用的药物输送装置之一,成千上万的人依靠它们来缓解哮喘症状和治疗其他呼吸系统疾病。但是,该技术仍然充满着医疗设备设计师一直在努力克服的问题。

这篇优秀的文章 Today's Medical Developments(onlinetmd.com)的文章解释了当前MDI技术的一些挑战:

吸入器利用化学,物理和热力学的复杂相互作用将药物输送到患者的肺部。在罐内,药物被悬浮在带有助溶剂和液体推进剂的微小室内。按下滤罐时,腔室向外敞开,推进剂闪蒸,压力将精确控制的混合物量通过喷嘴射出腔室,并进入患者的口腔。随着喷雾的膨胀,助溶剂蒸发,直到只有药物的液滴保持悬浮在空气中才能通过气管进入肺部。

 面临的挑战是使这些液滴的大小正确,分布正确。太小了,液滴悬在空中,在肺中四处滚动,直到被呼出而未沉淀在肺泡(气囊)的表面上并输送药物。太大了,液滴不会在空气中停留足够长的时间,以使其无法进入肺部,而是在无法有效吸收药物的口腔和气管上覆盖。

制药商目前依靠反复试验的过程,该过程使用简化的预测来更改输入变量(例如推进剂或助溶剂的类型和数量)来调整输出液滴的大小。如果不对喷雾剂内部发生的情况有基本的了解,那么制造出更好的吸入器就需要过多的猜测。

在阿贡国家实验室进行的工作可能会提供一种超越MDI技术僵局的方法。阿贡大学的研究人员正在使用“灿烂的X射线”来成像MDI喷嘴内部发生的复杂热力学(灿烂度是对X射线光源质量的度量。灿烂度越大,可以聚集的光子就越多当场–维基百科)。一旦喷雾锥散布到足以变成半透明状态(距喷嘴几英寸),设备开发人员便能够看到其内部。但是直到现在,还没有办法看到MDI喷嘴和喷头的最初几毫米内发生了什么-对于了解如何更好地控制喷头至关重要。

希望在阿贡(Argonne)进行的研究将为医疗设备开发人员提供新见解,从而带来更好的吸入器设计。