定量吸入器

定量噴霧式吸入器( MDI ) は、通常、患者が吸入して自己投与するエアロゾル状の薬剤を短時間噴射して、一定量の薬剤を肺に送達する装置です。これは、喘息、慢性閉塞性肺疾患( COPD )、およびその他の呼吸器疾患の治療に最も一般的に使用される送達システムです。定量噴霧式吸入器内の薬剤は、喘息および COPD の治療に最も一般的に使用される気管支拡張薬、コルチコステロイド、または両方の組み合わせです。あまり一般的ではありませんが、 MDI によって投与される他の薬剤には、クロモグリク酸またはネドクロミルなどの肥満細胞安定薬があります。

定量噴霧式吸入器は、3つの主要部品で構成されています。1つは、アルミニウムまたはステンレス鋼で深絞り加工によって製造され、その中に薬剤が入っているキャニスター、もう1つは、作動するたびに定量の薬剤を吐出できる計量バルブ、もう1つは、患者が装置を操作してエアロゾルを患者の肺に導くアクチュエーター（またはマウスピース）です。^{[1] [2]}薬剤は、薬剤、液化ガス推進剤、そして多くの場合、安定化賦形剤で構成されています。アクチュエーターには、対応する排出ノズルが含まれ、通常は汚染を防ぐためにダストキャップが付いています。

吸入器を使用するには、患者は親指でアクチュエーターの下部を支えながら、キャニスターの上部を押し下げます。デバイスを作動させると、噴射剤に溶解または懸濁した薬剤を含む定量の製剤が1回分放出されます。揮発性噴射剤が液滴に分解され、その後これらの液滴が急速に蒸発し、マイクロメートルサイズの薬剤粒子からなるエアロゾルが生成され、それが吸入されます。^[3]

定量噴霧式吸入器は吸入器の一種に過ぎないが、最も一般的に使用されているタイプである。クロロフルオロカーボン推進剤がハイドロフルオロアルカン（HFA）に置き換えられたことで、1990年代に定量噴霧式吸入器のデザインが一新された。ベクロメタゾン吸入器の一種では、このデザイン変更により生成されるエアロゾル粒子がかなり小さくなり、効力が2.6倍に増加した。^[4]

• 喘息吸入器には喘息の症状を治療する薬が含まれています。
• ニコチン吸入器は、ニコチンガムやニコチンパッチと同様に、タバコを使わずにタバコ喫煙者にニコチンを摂取することを可能にする。米国食品医薬品局（FDA）は、禁煙用にいくつかのニコチン吸入器製品を承認している。^[5]ニコチン置換療法として販売されているニコチン吸入器は、加熱コイルを使用して通常タバコ抽出物からエアロゾルを生成する電子タバコと混同してはならないが、ニコチン吸入器は非燃焼ニコチンエアロゾルを生成する。 ^[5]ある研究では、「電子タバコの発がん性物質と毒素のレベルは、FDA承認のニコチン吸入器で測定されたレベルを上回っていることがわかった。」^[5]ニコチン吸入器は「パファー」というニックネームでも知られている。これらのデバイスは薄いプラスチックでできており、タバコや円筒形に似ていることもある。製品の底部には、ニコチンが充填された多孔質のプラグが含まれている。吸入器を吸うと、ニコチンのエアロゾルが吸い込まれ、口の粘膜に吸収されます。吸入器 1 つにつき、このニコチン蒸気が約 400 回吸入されます。ニコチン吸入器は温度にも敏感です。気温が低いと、ニコチンの放出量が少なくなります。ニコチン吸入器は通常使い捨てで、電子タバコよりも部品が少ないため、電子タバコよりも使いやすいと考えられています。
  • ニコチン吸入器には非 MDI 形式もあります。たとえば、ニコレット吸入器の形式は「吸入蒸気溶液」です。
• ドライパウダー吸入器には微粉化された粉末が含まれており、多くの場合、使用者の呼吸によって肺に吸い込まれる粉末薬剤を含むブリスターまたはゲルカプセル に 1 回分ずつ包装されています。これらのシステムは MDI よりも高価になる傾向があり、喘息発作中などに肺機能が著しく低下している患者は、十分な気流を発生させて機能を十分に発揮することが難しい場合があります。
• 定量噴霧式吸入器は、COPDの安定状態および肺発作時の両方での治療に使用できます。^[6]

MDIが発明される前は、ぜんそく薬は壊れやすく信頼性の低いスクイーズバルブ式ネブライザーを使って投与されていました。^[7] これらの装置は比較的粗雑なため、生成される粒子も比較的大きく、肺に効果的に薬を送達するには大きすぎました。^[2] それでも、これらのネブライザーは吸入による薬の送達への道を開き、MDIの誕生につながりました。

MDIは、1955年にライカー研究所（現在は3Mヘルスケアの子会社）によって初めて開発されました。^[7] 当時、MDIは、もともと香水を噴射するために設計されたCFC噴射剤とメッシュバーグ計量バルブという2つの比較的新しい技術の融合を表していました。^[8]ライカーによる最初の設計では、耐久性を向上させるためにビニールプラスチックでコーティングされたガラス容器が使用されていました。^{[7] 1956年までに、ライカーは}エピネフリンを含むメディハラー-エプトとイソプレナリンを含むメディハラー-イソという 2つのMDIベースの製品を開発しました。^[2] どちらの製品も喘息の症状を短期的に緩和する作動薬であり、現在では喘息治療ではより選択的なサルブタモールに大部分置き換えられています。

定量噴霧式吸入器は、ホールディングチャンバーまたはスペーサーと呼ばれる追加装置と一緒に使用されることがあります。これは吸入器に取り付けられたチューブで、貯蔵庫またはホールディングチャンバーとして機能し、エアロゾルが口に入る速度を低下させます。これらは、吸入器によって噴霧された薬剤を保持する役割を果たします。これにより、吸入器が使いやすくなり、薬剤が口や空気中だけでなく肺に多く入るようにすることができます。スペーサーを適切に使用すると、吸入器による薬剤送達がより効果的になります。^[9]

スペーサーは、通常の定量噴霧式吸入器の使用が難しいと感じている大人や子供にとって特に役立ちます。コルチコステロイド吸入器を使用する人は、口腔カンジダ症や発声障害が起こる可能性がある口の中に薬が入らないようにスペーサーを使用する必要があります。^[10]

薬剤の内容物がキャニスター表面に付着すると、MDI吸入器の保存期間が短くなる可能性があります。部品に適切な表面コーティングを施すと、この保存期間を延ばすことができます。長年にわたり、キャニスターとバルブの両方に適用して内容物の付着や劣化を防ぐことができるさまざまなコーティングプロセスが開発されてきました。ガスプラズマ処理は、MDI吸入器全体をコーティングするために真空中で行われる工業技術です。この処理では、無線周波数（RF）またはマイクロ波場によって一定またはパルス状のガス励起が行われ、エネルギーのあるプラズマが生成されます。このコーティングにより、薬剤がMD吸入器の内壁に付着することがなくなり、患者は処方された量の薬を服用できるようになり、製品の保存期間が延びます。

定量噴霧式吸入器には、キャニスターに印刷されている特定の作動回数 (または「パフ」) に十分な量の薬剤が含まれています。吸入器は使用回数を超えても動作を続ける可能性がありますが、投与される薬剤の量は正確ではない可能性があります。推奨使用回数に達したら交換できるように、吸入器の使用回数を記録することが重要です。このため、いくつかの規制当局は、製造業者にアクチュエーターに用量カウンターまたは用量インジケーターを追加するよう要求しています。現在、いくつかの吸入製品は用量カウンターアクチュエーター付きで販売されています。製造業者と製品に応じて、吸入器は完全なユニットとして、または個々のキャニスターとして補充処方箋として販売されます。

MDI は肺疾患の治療によく使用されますが、これらのデバイスを使用するには、必要な一連の手順を完了するための器用さが必要です。MDI の使用時に 1 つ以上の手順を誤って完了すると、投与された薬剤の送達が大幅に低下し、その結果、その有効性と安全性が低下します。多数の研究により、患者の 50～100% が吸入器デバイスを正しく使用しておらず、患者は吸入薬を誤って使用していることに気付いていないことが実証されています。^{[11] [12]}吸入器の誤った使用方法は、より悪い結果と関連しています。^{[12] [13]}定量噴霧式吸入器の不適切なメンテナンスと洗浄も、多くのユーザーが認識している問題であり、MDI を処方された患者に対する明確なガイダンスの必要性を浮き彫りにしています。^{[14] [15]}

MDI の最も重要な成分の 1 つは、その推進剤です。推進剤はエアロゾル雲を発生させる力を提供するとともに、有効成分を懸濁または溶解させる媒体でもあります。MDI の推進剤は通常、投与量の 99% 以上を占めるため^[16]、推進剤の特性が他のどの要素よりも重要になります。これは文献や業界では見過ごされがちですが、これは推進剤の使用量が極めて少なく、その貢献は当然のことと見なされることが多いためです。適切な推進剤は、厳格な一連の基準を満たす必要があり、次の条件を満たす必要があります。

• 沸点は-100～+30℃の範囲にある^[17]
• 密度は約1.2～1.5 g cm ⁻³（懸濁または溶解される薬物の密度とほぼ同じ）である^[16]
• 蒸気圧は40～80psigである^[18]
• 患者に対して毒性がない^{[16] [18]}
• 不燃性であること^{[16] [18]}
• 一般的な添加物を溶解できること（有効成分は完全に溶解するか完全に不溶性である必要があります）^[16]

MDI の初期の頃、最も一般的に使用されていた推進剤はクロロフルオロカーボン CFC-11、CFC-12、CFC-114でした。

2008年、米国食品医薬品局は、Primatene Mistなどのクロロフルオロカーボンを推進剤として使用する吸入器は、2012年以降製造・販売できないと発表しました。 ^{[19]これは、米国が1987年のオゾン層を破壊する物質に関する}モントリオール議定書に同意することを決定したことを受けてのものです。^[20]

ハイドロフルオロカーボン推進剤はCFC推進剤に取って代わった。^[21]しかし、ハイドロフルオロカーボン推進剤は強力な温室効果ガスであるため、その使用に対する懸念が生じている。吸入器1回の使用中に放出される推進剤は、180マイルの自動車走行中に放出される温室効果ガスと同等の温室効果ガスフットプリントをもたらす。^[22]

リン脂質は重要な天然界面活性脂質です。^[23]浸透性とバイオアベイラビリティを高めるために使用されます。^{[24]リン脂質は}肺胞内の空気と水の界面における高い表面張力を低減し、肺を拡張するために必要な圧力を低減します。したがって、市販のリン脂質製剤は、空気と水の界面に急速に広がるように設計されており、それによって、非常に高い水の表面張力を低減します。

識別を容易にするために、多くのMDIは色分けされています。

• 吸入器
• ドライパウダー吸入器
• 喘息
• スプレーボトル

• UpToDate 患者情報: 成人における定量吸入器の使用法
• スペーサー付き定量吸入器の使用：子供のためのテクニック、図解付き
• スペーサーなしの定量吸入器の使用：子供のためのテクニック、図解付き
• 「定量噴霧式吸入器のエアロゾル特性」。米国食品医薬品局（FDA）。2022年5月23日。