अस्थमा और क्रॉनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज (सीओपीडी) जैसी श्वसन संबंधी बीमारियों के लिए इनहेलेशन प्रशासन का प्राथमिक मार्ग है, क्योंकि यह प्रणालीगत जोखिम को कम करते हुए दवाओं को सीधे फेफड़ों तक पहुंचाता है। मौखिक या इंजेक्टेबल दवाओं के विपरीत, इनहेल्ड थेरेपी मुख्य रूप से स्थानीय फुफ्फुसीय कार्रवाई के लिए डिज़ाइन की गई है, इसलिए फार्माकोकाइनेटिक मूल्यांकन को केवल प्लाज्मा सांद्रता के बजाय फेफड़ों के जोखिम पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। मुख्य रूप से प्रणालीगत दवा के स्तर पर आधारित पारंपरिक पीके अध्ययन स्थानीय प्रभावकारिता को कम आंक सकते हैं और फुफ्फुसीय विषाक्तता जोखिमों को नजरअंदाज कर सकते हैं। इसलिए, साँस द्वारा ली जाने वाली दवा के विकास के लिए एक फुफ्फुसीय केंद्रित पीके ढांचे की आवश्यकता होती है जो श्वसन पथ के भीतर दवा के जमाव, निवास समय, वितरण, अवशोषण और निकासी का सीधे मूल्यांकन करता है।
पल्मोनरी डिलीवरी कई फॉर्मूलेशन, शारीरिक और भौतिक-रासायनिक कारकों पर निर्भर करती है। साँस द्वारा ली जाने वाली दवाएँ आमतौर पर एरोसोल या सूखे पाउडर के रूप में वितरित की जाती हैं जो कण आकार, साँस लेने के प्रवाह और वायुमार्ग की शारीरिक रचना के आधार पर श्वासनली, ब्रोन्किओल्स या एल्वियोली में जमा होती हैं। 5 माइक्रोन से कम वायुगतिकीय व्यास वाले कण आम तौर पर निचले वायुमार्ग और एल्वियोली तक पहुंचने के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं। दवा की घुलनशीलता, लिपोफिलिसिटी, एयरोसोलिज़ेशन गुण और उपकला पारगम्यता भी प्रभावित करती है कि दवा लक्ष्य कोशिकाओं तक कितनी कुशलता से पहुँचती है। जमाव के बाद, साँस द्वारा ली जाने वाली दवाओं को फेफड़े के अस्तर के तरल पदार्थ में घुलना चाहिए, उपकला बाधा को पार करना चाहिए, और मैक्रोफेज फागोसाइटोसिस, म्यूकोसिलरी ट्रांसपोर्ट, लसीका जल निकासी और फुफ्फुसीय केशिकाओं में अवशोषण जैसे स्थानीय निकासी तंत्र से बचना चाहिए या गुजरना चाहिए। ये प्रक्रियाएं स्थानीय दवा जोखिम का निर्धारण करती हैं और प्लाज्मा पीके डेटा द्वारा सटीक रूप से परिलक्षित नहीं हो सकती हैं।
क्योंकि प्लाज्मा सांद्रता केवल साँस द्वारा ली जाने वाली दवा के उस अंश का प्रतिनिधित्व करती है जो प्रणालीगत परिसंचरण में प्रवेश करती है, वे फुफ्फुसीय दवा स्वभाव के बारे में सीमित जानकारी प्रदान करते हैं। फेफड़े के ऊतकों और उपकला अस्तर द्रव सांद्रता प्लाज्मा स्तर से बहुत अधिक हो सकती है, खासकर खुराक के तुरंत बाद, और स्थानीय फेफड़ों के चयापचय या तेजी से फुफ्फुसीय निकासी प्रणालीगत जोखिम और स्थानीय प्रभाव के बीच संबंध को और कमजोर कर सकती है। इन सीमाओं को संबोधित करने के लिए, वैकल्पिक फुफ्फुसीय पीके विधियों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। फेफड़े के ऊतकों का नमूना क्षेत्रीय दवा वितरण और प्रतिधारण की मात्रा निर्धारित कर सकता है, जबकि ब्रोन्कोएल्वियोलर लैवेज द्रव विश्लेषण फुफ्फुसीय अस्तर पर्यावरण और सूजन मार्करों पर जानकारी प्रदान करता है। पीईटी और एसपीईसीटी इमेजिंग फेफड़ों के वितरण के गैर-आक्रामक दृश्य की अनुमति देती है, और फुफ्फुसीय माइक्रोडायलिसिस समय के साथ फेफड़ों के ऊतकों में अनबाउंड दवा सांद्रता को माप सकती है। प्रत्येक विधि की सीमाएँ होती हैं, इसलिए फुफ्फुसीय पीके मूल्यांकन के लिए अक्सर कई दृष्टिकोणों के संयोजन की आवश्यकता होती है।
पशु मॉडल प्रीक्लिनिकल पल्मोनरी पीके अध्ययन के लिए अपरिहार्य हैं, लेकिन उनका अनुवादात्मक मूल्य प्रजातियों के अनुसार भिन्न होता है। कृंतक प्रारंभिक जांच, यंत्रवत अनुसंधान और सूत्रीकरण विकास के लिए उपयोगी होते हैं, लेकिन वायुमार्ग संरचना, श्वसन दर और जमाव पैटर्न में अंतर मनुष्यों में सीधे अनुवाद को सीमित करते हैं। गिनी सूअर, हैम्स्टर, कुत्ते और खरगोश वायुमार्ग प्रतिक्रियाशीलता, सूजन, फेफड़े के कार्य, या साँस लेना विष विज्ञान अध्ययन का समर्थन कर सकते हैं, लेकिन वे अभी भी प्रमुख शारीरिक और शारीरिक विशेषताओं में मनुष्यों से भिन्न हैं। गैर-मानव प्राइमेट, जैसे कि सिनोमोलगस और रीसस मकाक, उच्चतम अनुवाद संबंधी प्रासंगिकता प्रदान करते हैं क्योंकि उनके फेफड़ों की शारीरिक रचना, वायुमार्ग शाखा, श्वसन शरीर विज्ञान, म्यूकोसिलरी क्लीयरेंस और प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं मनुष्यों के करीब हैं। यद्यपि एनएचपी अध्ययन महंगे हैं और विशेष नैतिक और परिचालन नियंत्रण की आवश्यकता है, वे विशेष रूप से जटिल साँस फॉर्मूलेशन, दीर्घकालिक वितरण अध्ययन, साँस लेना विष विज्ञान, फुफ्फुसीय ऊतक प्रतिधारण, स्थानीय प्रभावकारिता और विषाक्तता मूल्यांकन के लिए मूल्यवान हैं।
साँस द्वारा ली जाने वाली दवाओं के सफल नैदानिक अनुवाद के लिए पशु मॉडल, विशेष रूप से एनएचपी से फुफ्फुसीय पीके डेटा को पीके/पीडी संबंधों, विषाक्तता समापन बिंदु, पीबीपीके मॉडलिंग और संभव होने पर सीमित नैदानिक नमूना या इमेजिंग के साथ एकीकृत करने की आवश्यकता होती है। चूंकि मानव फेफड़ों में दवा सांद्रता का प्रत्यक्ष माप तकनीकी और नैतिक रूप से कठिन है, इसलिए पीईटी या एसपीईसीटी इमेजिंग, बीएएलएफ या थूक नमूनाकरण और शारीरिक रूप से आधारित मॉडलिंग जैसे उपकरण प्रीक्लिनिकल और क्लिनिकल डेटा को पाटने में मदद कर सकते हैं। भविष्य में साँस द्वारा ली जाने वाली दवा के विकास में मानकीकृत फुफ्फुसीय पीके समापन बिंदु स्थापित किए जाने चाहिए, जैसे फेफड़े के ऊतक एयूसी, बीएएलएफ सांद्रता, और फेफड़े में निवास का समय; गैर-आक्रामक और मात्रात्मक फेफड़ों के संपर्क प्रौद्योगिकियों में सुधार; प्रासंगिक बड़े पशु मॉडल का उपयोग करके फॉर्मूलेशन और डिवाइस विकास को अनुकूलित करना; और फुफ्फुसीय जोखिम को सीधे प्रभावकारिता और विषाक्तता परिणामों से जोड़ें। कुल मिलाकर, साँस द्वारा ली जाने वाली दवा का विकास प्रणालीगत एक्सपोज़र आधारित प्रतिमान से फुफ्फुसीय स्थानीय एक्सपोज़र आधारित ढाँचे की ओर स्थानांतरित हो रहा है।
