如何透過新型噴頭技術有效預防呼吸道病毒感染?

如何透過新型噴頭技術有效預防呼吸道病毒感染?

2025-09-15

近年來全球疫情肆虐,呼吸道病毒感染的傳播與預防備受醫學界關注,科學研究證實鼻腔是病毒主要入侵門戶、複製傳播關鍵部位,以SARS-CoV-2為例,其鼻咽部分泌物病毒載量高於咽喉,且鼻腔上皮細胞ACE2受體表現量最高,成為感染首要標靶,這也突顯鼻腔防護在防疫中的重要性。現有口罩、社交距離等防護措施雖有效果,但存在局限,如口罩進食飲水時需取下,對直徑小於5微米的病毒氣溶膠顆粒防護有限,傳統鼻噴劑也難以保護深部鼻腔區域,因此研究人員轉向創新方案,鼻腔給藥系統因非侵入性、使用簡便、可直接作用於感染熱點等優勢,成為潛力替代方案。鼻腔給藥技術數十年來從簡單滴鼻劑發展到精密噴霧系統,市場定位從局部用藥拓展至全身性給藥與腦部標靶治療,COVID-19大流行期間鼻腔給藥疫苗研發更凸顯其戰略價值,如今隨材料科學與流體力學進步,新一代噴頭技術正朝「精準沉積」「長效停留」「智能釋放」方向發展,為呼吸道病毒防護開闢新途徑。

Viruses in human respiratory system

一、鼻腔生理與藥物吸收的科學基礎

鼻腔獨特解剖結構為藥物吸收提供理想環境,成人鼻腔總容積約15-20毫升、表面積達150平方厘米,黏膜層血管豐富且血流速率每分鐘0.5-1.0毫升,不僅能讓藥物15-30分鐘內達血漿峰值濃度,生物利用度達50-80%(遠高於傳統口服給藥的10-20%),還能避開肝臟首過代謝效應,對易受胃酸破壞或肝代謝影響的藥物尤為有利。從藥物動力學看,鼻腔給藥有多重吸收路徑,可透過細胞旁路徑、跨細胞路徑或嗅神經路徑進入體循環或中樞神經系統,其中分子量小於1000道爾頓的親脂性藥物易吸收,親水性大分子可藉吸收促進劑或奈米載體提高穿透率,且鼻腔上部嗅覺區與腦脊液相通,為繞過血腦屏障實現「鼻-腦」藥物輸送提供獨特通道。不過鼻腔防禦機制也帶來挑戰,黏膜纖毛清除作用每15-20分鐘將表面物質推向咽部,使傳統液體製劑停留時間短,且鼻腔複雜幾何結構導致藥物分布不均,前部沉積過多而深部覆蓋不足,這些問題需新一代鼻腔給藥技術解決,也催生了雙向給藥系統、原位凝膠技術等創新方案。

二、雙向給藥系統的流體力學突破

傳統單側鼻腔給藥裝置有明顯缺陷,約70-80%藥物沉積在鼻腔前1/3非吸收性區域,不足5%能到達嗅裂等關鍵部位,不僅降低藥效,還可能因前部過度沉積引發局部刺激;而雙向給藥系統透過創新設計,利用呼氣動力產生閉合腭部效應,創造正壓環境與雙向氣流,可讓藥物深入鼻腔上部和後部區域。流體力學研究顯示,雙向系統在鼻腔後部沉積效率是傳統噴霧的3-4倍,嗅裂區沉積量達32%(遠高於傳統方法的11%),這是因為雙向氣流能克服鼻瓣阻力,將藥物推送至傳統裝置難以抵達的深部區域;臨床試驗也證實,用雙向系統給藥的類固醇,在慢性鼻竇炎患者中療效更佳,息肉消退率提高50%以上,症狀改善速度也明顯加快。此外,雙向系統肺部沉積幾乎可忽略(<1%),相較傳統霧化吸入22%的肺部沉積率,大幅降低全身性副作用風險,其精準的區域靶向性適用於高劑量局部治療(如鼻竇炎類固醇給藥、偏頭痛急性緩解),且操作簡便、無需特殊呼吸技巧,平均給藥時間僅10-15秒,能顯著提升患者用藥依從性。

Woman with nasal spray and tissue

三、原位凝膠技術的藥物控釋革命

為解決黏膜纖毛清除導致藥物停留時間短的問題,原位凝膠技術應運而生,這類「智能材料」給藥後會因鼻腔環境刺激(如溫度、離子濃度或pH值變化)發生溶膠-凝膠轉變,從流動性液體變為黏附性強的凝膠態;像溫度敏感型凝膠泊洛沙姆407,室溫下為液體,進入34°C鼻腔後迅速凝膠,可將藥物停留時間延長至4-6小時。離子敏感型凝膠則利用鼻腔分泌物中的鈣、鈉離子觸發凝膠化,結冷膠、殼聚醣等天然多醣在離子環境下形成三維網狀結構,既延長停留時間又增強黏膜黏附性,數據顯示添加1%殼聚醣的凝膠系統黏膜黏附力達5000達因/平方厘米,是普通溶液的3-5倍,這種雙重機制讓原位凝膠成為長效鼻腔給藥理想載體,尤其適合需持續作用的抗病毒或抗炎藥物。臨床應用中,原位凝膠系統優勢明顯,針對過敏性鼻炎的研究顯示,溫敏型凝膠載藥系統症狀控制時間較傳統噴劑延長3倍,夜間覺醒次數減少60%;在神經系統疾病領域,帕金森病藥物RIN的凝膠製劑腦部濃度比口服給藥提高4倍,且維持時間超12小時,這些數據充分證明該技術在提升藥效與患者生活品質上的巨大潛力。

四、噴頭技術的精密工程創新

噴頭作為鼻腔給藥系統的關鍵組件,其設計直接影響藥物沉積模式與療效。德源公司作為專業包裝代理商,精選全球頂尖製造商的噴頭產品,提供符合醫藥級標準的精密包裝解決方案。公司代理的鼻喉用噴霧器專為高規格藥品需求設計,從原材料選定到結構設計均嚴格遵循醫療標準,確保噴出量與霧化形態的精確性。其中MK噴霧器具備精準擠出量與卓越霧化效能,在GMP潔淨環境下生產,可匹配多種噴嘴款式,適用於鼻腔、口腔及局部給藥。德源同時提供PFPN無防腐劑泵等創新噴頭產品,採用機械密封技術取代傳統防腐劑,避免不良反應風險。這些噴頭技術通過無塵室製造與伽馬輻射滅菌,進一步提升衛生安全性。產品線涵蓋定量噴霧、廣角噴射等多種模式,並支持個性化配件定制,如可自定顏色的指握把與保護蓋,兼顧功能需求與品牌辨識度。透過嚴謹的供應鏈管理,德源確保產品在長期使用中維持穩定效能,滿足製藥業對給藥精度與患者體驗的雙重要求。

Two pharmaceutical spray bottle nozzles

五、臨床應用與未來展望

鼻腔給藥技術的進步催生出多項創新應用,在呼吸道病毒即時防護上,含抗病毒成分的溫敏凝膠能在鼻腔形成長效保護層,體外試驗對SARS-CoV-2的阻斷率達60%,與口罩併用可提升至80%以上;慢性鼻竇炎治療中,雙向給藥系統成效顯著,臨床數據顯示氟替卡松雙向給藥組的息肉完全消退率達25%,遠高於對照組的8.7%。其中,神經系統疾病治療是最具突破性的領域,藥物可透過嗅覺通路繞過血腦屏障進入腦部,動物實驗表明鼻給多奈哌齊的腦部濃度為口服的3倍,白藜蘆醇奈米粒凝膠系統更使腦部藥物濃度提升5倍以上,為阿茲海默症、帕金森病等難治性神經疾病帶來新希望。

結語

新型噴頭技術在預防呼吸道病毒感染領域展現出巨大潛力,巧妙融合原位凝膠的長效特性與雙向給藥的精準沉積優勢。從技術原理的突破到臨床驗證的落地,這項創新為呼吸道疾病防治開闢了全新思路。隨著研發的持續推進與商業化進程的加快,該技術有望成為個人防護與精準醫療領域的重要工具。若您希望進一步深入了解精密噴頭產品的詳細信息,歡迎隨時聯繫德源的專業包裝顧問團隊,共同探討合作與發展的寶貴機遇!

 

 

 

 

 

附錄

  1. 鼻腔給藥原位凝膠技術綜述
  2. 雙向鼻腔給藥系統研究
  3. 鼻腔噴霧防護技術
  4. 鼻腔粉末沉積研究
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陳慕凡 (Vincent Chen)

作者

陳慕凡 (Vincent Chen)

醫藥包裝系統法規戰略專家

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