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本文聚焦基于环糊精（CDs）的肺部给药材料，介绍肺部给药优势与局限，阐述 CDs 在其中作为递送系统、辅料、活性剂的作用，分析面临的挑战，为相关研究提供参考，助力肺部给药技术发展。
引言
肺部给药历史悠久，从早期燃烧植物草药，到用于麻醉，1956 年加压定量吸入器的发明使其达到新高度。该给药途径具有诸多优势，肺脏拥有大面积的薄上皮膜，有利于空气与血液循环间的分子交换，且肺毛细血管血流量大。同时，药物能避开胃肠道降解和肝脏首过代谢，直接作用于肺部，治疗肺部疾病时可减少对其他组织的副作用。
然而，呼吸系统防御机制强大，黏液吞噬细胞和黏液纤毛会排出异物，肺部的酶和转运体也限制药物沉积。此外，病理状态会增加药物递送难度，如微生物感染会导致巨噬细胞活性增强和黏液分泌增多，利于细菌定植。目前，肺部给药仅适用于部分药物类别，主要原因是药物难以在合适剂量下有效沉积，且患者依从性差，因此改进肺部给药技术迫在眉睫。
环糊精（CDs）是淀粉经酶解产生的环状寡糖，呈截顶圆锥状，外亲水内疏水。天然 CDs 包括 α、β、γ 三种，分别由 6、7、8 个吡喃葡萄糖单元组成。因其能增溶疏水性物质，在多个领域广泛应用。由于天然 CDs 水溶性差，常使用其衍生物，如被美国食品药品监督管理局（USFDA）批准用于口服给药的磺丁基醚 -β-CD 和羟丙基 -β-CD（HP-β-CD）。研究认为 CDs 用于肺部给药安全性良好，目前正被研究用于多种肺部给药制剂，可作辅料、增溶剂、稳定剂，甚至作为治疗肺部疾病的活性分子。
开发具备有效肺部给药所需空气动力学性能的气雾剂颇具挑战。药物颗粒不仅要到达肺泡，还要躲避肺部防御机制并有效黏附于肺泡膜发挥作用。评估肺部沉积情况时，需考虑装置特性、吸入流量和颗粒特性等参数，常用空气动力学直径衡量，还会借助下一代撞击器检测颗粒的空气动力学特征，相关参数包括空气动力学粒径分布（APSD）、质量中值空气动力学直径（MMAD）、几何标准偏差（GSD）和细颗粒分数（FPF）。理想的深肺递送颗粒空气动力学直径在 1 - 5μm，非球形且表面粗糙的该粒径颗粒更易沉积于肺部，被巨噬细胞清除的概率较低；小于 0.5μm 的颗粒可能因布朗扩散被排出，小于 34nm 的会被转运至周围淋巴结，小于 5nm 的则会进入 bloodstream。
CDs 作为递送系统
文献中研究了 CDs 以多种形式递送活性成分，如 CD / 药物包合物、聚合 CDs 和纳米海绵、前脂质体技术中的 CDs 成分、CD - 金属有机框架（CD - MOFs）等，不同封装方式各有特点。
CDs 作为辅料
在不含药物的情况下，研究人员考察了 HP-β-CD 对由棉子糖四水合物和海藻糖脱水物组成颗粒的理化特性、物理稳定性和空气动力学性质的影响。这些糖类在相对湿度约 75% 时存在重结晶风险，可能在喷雾干燥过程中失去对蛋白质等生物分子的保护作用。研究证实，HP-β-CD 能增强颗粒的吸水能力。
CDs 作为活性剂
CDs 能将疏水性成分包封于其空腔内，基于此特性，它正被探索用于多种疾病治疗，包括呼吸系统疾病。许多研究表明，β-CD 和甲基 -β-CD 在从细胞膜中提取胆固醇方面效果显著，α-CD 则对提取磷脂有作用。科学家利用这些特性开展相关研究。
挑战
现有研究显示，基于 CDs 的肺部给药材料在药物递送和清除疾病相关化合物方面前景良好，但目前美国食品药品监督管理局（FDA）和美国环境保护署（EPA）仅批准其作为辅料使用。药物递送的目标是确保药物在正确时间到达靶点，为实现这一目标，相关系统的设计需克服诸多困难 。
