カスケードインパクターの質量分布の分析

このペーパーの目的は、肺薬産物によって生成されたカスケードインパクター（CI）の質量分布を分析するためのアプローチと、適切な分析手順の選択に必要な考慮事項を確認することです。CIデータを分析するために利用可能ないくつかの方法があり、名目、序数、および連続変数の観点から情報の階層を生成します。段階および補助コンポーネントの名目関数として分析された質量分布は、吸入器によって放出される質量全体を調べるための最も簡単なアプローチです。ただし、質量分布と空力の直径の関係は、そのようなデータでは説明されていません。この関係は、空力径と呼吸管に堆積した粒子の質量との関連による肺薬産物の重要な属性です。したがって、公称質量分布は、CIで収集された離散質量を決定するためにのみ利用できます。空気力学的直径の順序関数として分析された質量分布は、一般に、特定のタイプのCIの段階から別のステージまで大きさが異なり、異なる設計のCI間で異なるステージサイズ範囲を導入することで得られます。さらに、CI内の特定のサイズ範囲によって収集された質量は、気道のさまざまな領域でのin vivo沈着を推定するために誤って使用されることがよくあります。CI生成された質量分布は、各段階に適した空力サイズよりも少ない質量周波数または累積質量分率のいずれかで、各サイズの相断段階によって収集された質量を発現することにより、空力径に直接関連することができます。連続変数としての空力の直径の分析により、異なるCI設計によって得られた異なる製品から得られた質量分布の比較が可能になり、in vivo粒子堆積モデルへの入力を提供します。CIによってサイズに分析されていない吸入器によって放出される質量分率に関する情報の欠如は、吸入器のマウスピースから放出される作動ごとの総質量を比較する観点から不利な点として認識される可能性があります。ただし、これはデータ分析手順ではなく、CI測定手法の制限です。データ削減手法により、大量の分布で伝えられる大量の情報を代表的なパラメーターの観点から要約することができますが、フィッティング手順によるエラーの導入を避けるために、モデルサイズ分布関数フィッティングルーチンを利用する場合は注意が必要です。

The purpose of this paper is to review the approaches for analyzing cascade impactor (CI) mass distributions produced by pulmonary drug products and the considerations necessary for selecting the appropriate analysis procedure. There are several methods available for analyzing CI data, yielding a hierarchy of information in terms of nominal, ordinal and continuous variables. Mass distributions analyzed as a nominal function of the stages and auxiliary components is the simplest approach for examining the whole mass emitted by the inhaler. However, the relationship between the mass distribution and aerodynamic diameter is not described by such data. This relationship is a critical attribute of pulmonary drug products due to the association between aerodynamic diameter and the mass of particulates deposited to the respiratory tract. Therefore, the nominal mass distribution can only be utilized to make decisions on the discrete masses collected in the CI. Mass distributions analyzed as an ordinal function of aerodynamic diameter can be obtained by introducing the stage size range, which generally vary in magnitude from one stage to another for a given type of CI, and differ between CIs of different designs. Furthermore, the mass collected by specific size ranges within the CI are often incorrectly used to estimate in vivo deposition at various regions of the respiratory tract. A CI-generated mass distribution can be directly related to aerodynamic diameter by expressing the mass collected by each size-fractionating stage in terms of either mass frequency or cumulative mass fraction less than the aerodynamic size appropriate to each stage. Analysis of the aerodynamic diameter as a continuous variable allows comparison of mass distributions obtained from different products, obtained by different CI designs, as well as providing input to in vivo particle deposition models. The lack of information about the mass fraction emitted by the inhaler that is not size-analyzed by the CI may be perceived as a disadvantage from the standpoint of comparing the total mass per actuation emitted from the inhaler mouthpiece. However, this is a limitation of the CI measurement technique rather than the data analysis procedure. Data reduction techniques can enable the large quantity of information conveyed in a mass-size distribution to be summarized in terms of representative parameters, but care needs to be exercised if utilizing model size distribution function fitting routines to avoid introducing error by the fitting procedure.