《International Journal of Pharmaceutics》：Deposition of inhaled aerosols in the human lung: From infancy to adulthood
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摘要本文叙述性综述了健康老龄化对肺部颗粒沉积的影响。从婴儿期到成年期，肺部结构及其大小、呼吸模式和每分钟通气量都会受到年龄的影响。这些与年龄相关的变化又进而影响健康肺部的总沉积量和区域性沉积量。对于特定年龄段的呼吸模式，儿童吸入颗粒的总体沉积量通常高于成人，而区域性沉积量则取决于
摘要
本文叙述性综述了健康老龄化对肺部颗粒沉积的影响。从婴儿期到成年期，肺部结构及其大小、呼吸模式和每分钟通气量都会受到年龄的影响。这些与年龄相关的变化又进而影响健康肺部的总沉积量和区域性沉积量。对于特定年龄段的呼吸模式，儿童吸入颗粒的总体沉积量通常高于成人，而区域性沉积量则取决于年龄和颗粒大小。对于尺寸在1–5微米范围内的气溶胶（这通常是药物气溶胶的特征），儿童（<15岁）的上呼吸道沉积比例较高，而在胸腔内肺部的沉积比例则低于成人。然而，与成人相比，儿童的肺表面积较小，因此沉积剂量分布在较小的区域内。因此，儿童胸腔内肺部的沉积率相对于肺表面积而言更高。在成年期，老龄化对潮式呼吸过程中的总体沉积量影响不大。但对于深吸入的气溶胶，研究表明随着年龄的增长，由于老年人在较高肺容量时气道闭合，肺部外周的沉积量会增加。这些观察结果表明，药物气溶胶的输送方式以及颗粒物暴露的不利影响可能会随着生命周期的变化而改变。
引言
通过气溶胶吸入给药是治疗许多呼吸系统疾病的常用方法，常用于哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的维持治疗。它也被用于囊性纤维化（CF）和肺动脉高压（PAH）等较少见疾病的外用药物治疗，以及糖尿病等全身性疾病的治疗。通过将药物直接输送到作用部位，气溶胶疗法相比全身给药和口服给药具有显著优势，包括更快起效、所需剂量更小以及系统副作用减少。尽管气溶胶化药物的有效性已得到证实，但其成功应用依赖于设备技术、药物配方以及患者特定因素（如患者配合度、年龄、疾病严重程度以及肺解剖和生理结构的正常变异）之间的复杂相互作用。特别是儿童和成人之间存在显著的解剖和生理差异，这些差异对吸入气溶胶的命运及其在呼吸系统中的沉积模式有重要影响。本文正是围绕这一主题展开讨论，探讨了肺解剖结构、呼吸模式和气溶胶特性对健康个体整个生命周期内吸入气溶胶在肺部沉积的影响。这是首次全面覆盖整个呼吸系统范围内健康人类生命周期的研究。
节选内容
从婴儿期到成年的呼吸系统与呼吸模式
人类胸腔内的肺部结构类似于一棵具有23代分支的树（Weibel, 1963）。前14-16代气道构成传导区，其余的气道则形成气体交换区。在后者区域中，最初的几代气道（称为呼吸细支气管）仅包含少量肺泡，而更外围的气道（肺泡管）则完全由肺泡构成，并与...
从婴儿期到成年的气溶胶沉积
气流模式和颗粒特性是决定颗粒在肺部输送的主要因素（Darquenne等人，2020）。尽管随着气道代数的增加，气道变得更窄更短，但由于气道数量的增多，在儿童期和成年期，总体横截面积向肺部外围显著增大（图1A）。因此，从远端气道到外围气道的风速急剧下降...
随着年龄的增长，健康成年人的肺部会经历结构和功能上的改变，包括肺弹性降低（Knudson等人，1977）、胸壁顺应性降低（Rizzato和Marazzini，1970）以及呼吸肌力量减弱（Harik-Khan等人，1998）。这些变化导致小气道更容易塌陷，周围肺泡腔扩张以及呼气容积减少，所有这些因素都可能改变...
虽然体外和计算机模拟研究极大地揭示了年龄对吸入气溶胶的影响，但在估算药物吸入器的肺部沉积量时还需要考虑其他几个方面。药物气溶胶通常通过多级级联撞击器进行表征。这是通过将气溶胶装置连接到模拟咽喉的诱导口，再连接到级联撞击器来实现的。按照标准药物研究惯例...
结论
肺部是空气中的颗粒物暴露以及通过吸入途径给药的主要目标。气溶胶在呼吸道的沉积部位和程度受到多种因素的影响，这些因素不仅包括吸入颗粒的特性，还包括气道形态和呼吸模式，后者会随年龄显著变化。总体而言，儿童吸入颗粒的沉积量通常高于成人...
Chantal Darquenne：负责撰写、编辑、初稿撰写、可视化设计、数据验证及概念构思。
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的特定资助。
Chantal Darquenne
