[发明专利]用于模拟吸入药物在肺部上的沉积的方法和系统

说明书

公开了一种用于模拟吸入药物在个体的肺部上的沉积的装置(100)、系统(200)和方法(500)。装置(100)包括口喉模型(102)、吸入设备(104)和连接到口喉模型(102)的呼吸模拟器(106)以用于将药物和呼吸流分别分散在口喉模型(102)中。装置(100)还包括与呼吸模拟器(106)和吸入设备(104)通信的控制单元(108)，以检测呼吸流的分散并致动吸入设备(104)以分散药物。呼吸流和药物在通过被形成在口喉模型(102)和呼吸模拟器(106)的下游的混合单元(110)时均匀地混合。然后通过在混合单元(110)的下游形成的肺部铸造模型(112)接收混合物，以容纳药物的沉积。

技术领域

本公开总体上涉及药物代谢动力学，并且更具体地涉及模拟吸入药物在个体的肺部上的沉积。

背景技术

众所周知，通过吸入药物施加已成为呼吸障碍(诸如哮喘和慢性阻塞性肺部疾病)的广泛应用的治疗方法。例如，已将抗生素和其他药物施加为气雾剂，以在临床机构中治疗肺部疾病。然而，诸如气雾剂递送和肺部部沉积等的因素已被证明是在实现吸入药物的期望药效学作用的主要障碍。实际上，已经发现肺部中的沉积部位受个体的肺部的生理和气溶剂特性(例如粒子大小分布)的影响。

因此，一直在努力改进递送技术和个体的呼吸技术，以使实际递送到个体的肺部的吸入药物量最大化。特别是，在过去的几十年中，通过计算机模拟，在药物代谢动力学处理方面已经看到了显着的增长和发展。计算机模拟技术旨在定性和定量地评估药物代谢动力学过程，以例如预测在吸入药物在肺部上的沉积方面的药物的体内性能。但是，为了准确地预测药物吸入的临床结果，实现现实的体外条件，例如基于不同的个体(例如儿童、健康的成年人和患病的成年人)模拟准确的呼吸流速，是重要的。

尽管当前广泛使用计算机技术和体外技术，但是在预测吸入药物在肺部上的沉积方面仍然存在各种缺陷。因此，预测将要被个体吸入的任何药物的每种剂量的数量和药效学作用是一项挑战。当然，这也直接影响药物的开发和演进。

发明内容

提供本发明内容以简化形式介绍概念的选择，这些概念在本公开的详细描述中进一步描述。本发明内容既不旨在识别本公开的关键或必要的发明构思，也不旨在确定本公开的范围。

在本公开的实施例中，公开了一种用于模拟吸入药物在个体的肺部上的沉积的装置。该装置包括：口喉模型；吸入设备，其连接到口喉模型并用于将药物分散在口喉模型中；以及呼吸模拟器，其连接到口喉模型并用于将呼吸流分散在口喉模型中。呼吸流是基于个人的呼吸简档来生成的。进一步，所述装置包括与呼吸模拟器和吸入设备通信的控制单元，该控制单元适于检测呼吸流到口喉模型中的分散并且基于该检测来致动吸入设备以将药物分散在口喉模型中。此外，该装置包括在口喉模型和呼吸模拟器的下游形成的混合入口，使得呼吸流和药物在通过混合入口时被均匀地混合。该设备还包括肺部铸造模型，该肺部铸造模型被形成在混合入口的下游并且适于接收混合物以容纳药物的沉积。

在本公开的另一个实施例中，公开了一种用于模拟吸入药物在个体的肺部上的沉积的系统。该系统包括感测单元120，其与吸入设备通信以检测个体的至少一个呼吸参数，其中，当个体通过吸入设备吸入时，检测至少一个呼吸参数。此外，该系统包括呼吸模拟器，其与感测单元120通信并且适于将呼吸流分散在口喉模型中，其中，基于个体的至少一个呼吸参数来生成呼吸流。该系统还包括控制单元，其与呼吸模拟器和吸入设备通信，并且适于检测呼吸模拟器对呼吸流的分散并且基于该检测而致动该吸入设备以将药物分散在口喉模型中。呼吸流和药物被转向肺部铸造模型以用于药物沉积。

在本公开的又一个实施例中，公开了一种用于模拟吸入药物在个体的肺部上的沉积的方法。该方法包括检测个体的至少一个呼吸参数的步骤，其中，当个体通过吸入设备吸入时，检测至少一个呼吸参数。此外，在检测步骤之后，将呼吸流分散在口喉模型中，其中，基于个体的至少一个呼吸参数来生成呼吸流。此外，该方法包括检测呼吸模拟器对呼吸流的分散，并基于该检测而致动吸入设备以将药物分散在口喉模型中，其中呼吸流和药物被转向肺部铸造模型以用于药物沉积。