干粉吸入劑（DPI）通過患者吸入的方式向肺部深處遞送控制劑量的藥物活性成分（API）。乳糖作為常用的賦形劑，加載API細顆粒，從膠囊中吸出后API持續(xù)進入肺部。粗乳糖通常截留于喉部隨后吞咽。在填充、加藥和藥物釋放等過程中，乳糖的特性將影響DPI的性能。
確定粉體或混合物的特性，從而生產(chǎn)出質(zhì)量均勻的膠囊，優(yōu)化新處方，在整個過程中避免操作樣品所涉及的重大財務(wù)和時間問題，并且有助于減少含量均勻度差和重量變化大的情況發(fā)生。
優(yōu)化加工性能
通過定量器（Lab Dosator, 3P Innovation, Warwick, UK）對五種不同粒徑分布的乳糖粉體分配劑量，其中定量器選用四種不同尺寸的出口（從定量器1到定量器4，依次減小）。定量的目標質(zhì)量為50mg，理論相對標準偏差RSD<2%。每種乳糖與定量器的組合RSD值如表1中所示。
表1：五種乳糖樣品于定量器中的性能表現(xiàn)，表示為 %RSD。
FT4粉體流變儀™
FT4粉體流變儀™，作為通用粉體測試儀，提供全自動、可靠、全面的粉體性質(zhì)表征。該信息可與加工經(jīng)驗關(guān)聯(lián)，提高生產(chǎn)效率并且有助于質(zhì)量控制。專注于測量粉體的動態(tài)流動特性，除此之外還提供了剪切盒，以及包含密度、可壓性和透氣性等整體性質(zhì)的測試能力，從而全面表征與工藝相關(guān)的粉體性能。
動態(tài)測試采用獨特的測量技術(shù)來確定粉體的流動阻力。特殊形狀的槳葉沿著既定的路徑穿越精確體積的粉體。當槳葉軸向移動和旋轉(zhuǎn)時，作用于其的阻力和扭矩，組合產(chǎn)生總流動能值[1]。
充氣：量化顆粒間粘結(jié)作用
充氣測試評估了遞增的氣流速度對粉體流動性的影響，可以通過充氣能（AE）來量化——即在給定的氣流速度下，空氣通過粉體時建立流動模式所需的能量。
圖1和表2所示數(shù)據(jù)表明，乳糖1對充氣最不敏感，可能是乳糖本身透氣性較好。乳糖5的曲線說明粉體的粘性較強，在10 mm/s的氣流速度下仍具有較高的流動能。然而，乳糖2到乳糖4的粘結(jié)程度都低得多。乳糖1和乳糖5的AE2差異最大，下文將進一步分析。
表2：2mm/s氣流速度下的充氣能（AE2） 圖1：充氣測試曲線說明充氣的敏感性不同。
比流動能：量化顆粒間摩擦和機械互鎖
槳葉運動
比流動能（SE）量化了顆粒在無約束狀態(tài)下相對運動的阻力。形狀不規(guī)則和表面粗糙的顆粒傾向于相互鎖合，形成暫時的機械橋接。
較高的SE值表明機械互鎖的程度較大，降低了粉體在無約束條件下流動的能力，從而對于加藥操作產(chǎn)生影響。
圖2列出了五種乳糖粉體的比流動能結(jié)果。其中乳糖5的比流動能最大，乳糖2的比流動能最小。
圖2：比流動能表明不同程度的機械互鎖和顆粒間摩擦作用。
工藝性能合理化
針對上述參數(shù)的介紹都為不同定量器中表現(xiàn)的差異提供了清晰的見解。
定量器 1:
定量器 2 和定量器 3:
? 在這兩種定量器中，乳糖2和乳糖3的性能最佳。
? 兩種粉體的SE值最低，表明顆粒間摩擦和機械互鎖程度最低。
? 乳糖1和乳糖4都表現(xiàn)出近似可接受的性能，但前者具有較高的AE2，后者具有較大的SE，也可能抑制其表現(xiàn)。這說明需要多元方法，單一性能難以決定加工行為。
? 與定量器1類似，具有較低SE和AE2的粉體性能也最佳，其中較低的SE是必需條件，定量器能夠容忍較高的AE2。
定量器 4:
? 乳糖1、2、3在最小的定量器中都表現(xiàn)出可接受的性能。
? 三種粉體均產(chǎn)生較低的SE值。
? 充氣敏感性對該定量器性能的影響較小。
結(jié)論
為了確保最佳的加藥性能，必須根據(jù)所用粉體的特性選擇適合的定量器。研究表明，不同乳糖粉體的定量性能隨出口尺寸變化。通常情況下，SE和AE2值較低的粉體在過程中表現(xiàn)較好，但隨著定量器的尺寸減?。◤亩科?到4），AE2的影響減小，同時SE的影響增大。出口較大的定量器有助于出口處與空氣最大程度地相互作用，減少物理作用的影響，并使得充氣敏感性的影響加大。相比之下，出口最小的定量器與空氣相互作用的機會較少，增加了物理相互作用，在這些情況下SE更具有影響力。
FT4的多元測試方法適用于表征工藝相關(guān)的粉體性能，這些性能將影響不同定量器中粉體的分劑量，通過測量與加工表現(xiàn)相關(guān)的性能得以實現(xiàn)。這一相關(guān)性可用于構(gòu)建粉體性能的設(shè)計空間，并與加工工藝相關(guān)聯(lián)，可用于預(yù)測加工行為，從而評估新配方以及輸入和輸出批次。
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