Summary
폐 전달을위한 약물의 개발 과정은 동물 모델에서 약물 동력학과 효능을 평가하는 것이 필요하다. 우리는 설치류 폐내 건조 분말 에어로졸을 투여하는데 사용될 수의 상용 성분으로부터 일회용 에어로졸 분산 시스템을 구축하는 방법을 제시한다.
Introduction
새로운 치료제의 개발은 동물 모델에서 효능 테스트를 필요로한다. 폐 투여 경로는 국소 적 및 전신적 1 약물을 전달하기 위해 이용 될 수있다. 건조 분말 에어로졸 평가 노광 챔버에 직접 또는 기관 내 투여 용으로 높은 농도를 유지하는 효율적인 분산 메커니즘을 필요로한다. 솔루션은 분말 에어로졸을 건조 수동 흡입에 의해 동물을 노출 존재하지만, 대부분은 2 전달 용량의 과량으로 분말의 질량을 필요로한다.
이 연구 또는 초기 개발 단계는 기존의 에어로졸 전달 시스템의 용량 전송 요구 사항을 지원하기에 불충분 한 약물을 사용할 수 조기 타당성 조사를 실시 배제.
에어로졸 제제를 설계 할 때, 공기 역학적 성능을 전달 효율과 효능에 직접 관련 될 수> 3. 에어로졸 분말로 분산 interparticulate 힘을 극복하기에 충분한 에너지 입력을 필요로하고, 입자 공학적 접근 실질적 에어로졸 성능 4, 5, 6을 향상시킬 수있다. 우리의 분석을 위해 노광 시스템이나 폐 생성에 직접 취입, 분산 목적으로 효율적으로 설계된 건조 분말 에어로졸을 에어로졸 화 할 수있는 분산 시스템 (dosator)를 개발 하였다.
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Protocol
Dosators의 부품의 제조 1
- 뚫어하거나 또는 연삭 숫돌이나 위의 날카로운 한 쌍의 하단을 절단하여 0.5 ㎖의 폴리 프로필렌 미세 원심 튜브의 바닥을 관통. 구멍이 중앙에 직경하게는 2 mm 이상의 직경보다 작지 1 mm (도 1)인지 확인.
- microcentrifuge 관의 상단을 관통. A # 22 드릴 비트 (직경이 약 4mm)를 사용하여 캡의 중앙에 구멍을 드릴. 이것은 슬립 주사기 팁 (도 1)에 맞는 구멍을 초래한다.
- 준비 미세한 스크린은 마이크로 원심 튜브에 삽입한다. . 304 스테인리스 철망 "0.0045 선 직경 60 X 60 메쉬의 스크린을 주석 자르는으로 화면 컷 또는 5mm (도 2)의 외경에 다이를 사용하여, 펀치.
Dosators 2. 총회
- 어느 겸자 무딘 팁 바늘의 끝을 사용하여, 마이크로 원심 튜브에 화면을 삽입하고 개구부를 덮도록 바닥에 안착. 이 작동하기 전에 분말을 지원하는 역할을합니다.
- 눌러 뭉툭한 팁 바늘의 끝 부분에 마이크로 원심 끝의 좁은 끝을 맞습니다. 손으로 또는 벤치 탑 프레스 및 가이드와 함께이 작업을 수행합니다. 부드럽게 꽉 탄력 적합을 보장하기 위해 부품을 청소하는 에탄올로 튜브의 바늘과 하단의 상단을 닦으십시오.
3. Dosators를 작성
- 분석 마이크로 저울을 사용하여 용기를 장치하고 dosator 분말에 소 정량의로드. 분산의 일반적인 분말 덩어리는 1 내지 10 mg의 범위이다.
- 일단 채워진면의 분담 및 한 쌍의 집게로 microcentrifuge 관의 상단 플러그. 이 주사기에 그리거나 분말을 분산하기 위해 dosator로 공기 흐름을 허용하면서, 밖으로 떨어지는 분말을 방지 할 수 있습니다.
- 즉시 사용하지 않는 경우, 주변 습도에 분말의 노출을 최소화하도록 랩 필름 소량의 상단을 밀봉. 주 : 일반적으로, 프리로드 dosators 활성 제약 성분 (API)의 저장 요구에 따라 저장한다. 종종 에어로졸 분말은 민감한 습기하고 건조 된 보관해야합니다.
4. 장치 작동
- 응용 프로그램의 특정 될 수있다 원하는 볼륨에 주사기를 다시 그립니다. 기니 돼지 폐내 투여를 위해,이 용액을 사용한다. 분산 효율은 볼륨 및 작동시 전달되는 공기의 속도뿐만 아니라, 분체 (7)의 고유 산성 관련된다. dosator의 상단 구멍 슬립 팁 주사기를 수용한다. 루어 락 주사기는 어댑터와 함께 사용할 수있다.
- dosator의 백 엔드에 주사기를 삽입합니다.
- t에 dosator의 바늘 끝을 삽입그는 노출 챔버에 포트를 투여. 장치로부터 직접 또는 동물에 노출 챔버 또는 분석 기기 (도 3)로 분말을 추방 강제 주사기 우울.
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Representative Results
같은 쉽게 산성 분말 용 분무 건조 된 폐 전달 5, 8, 9 의도에서, dosators 장치로부터 일시 투여 전달 이들. 수동 흡입 시스템을위한 생체 입자 특성, 살아있는 동물에서 직접 폐내 관리 및 에어로졸 세대를 포함하여 dosators에 대한 많은 응용 프로그램이 있습니다.
dosators 분말이 분산액의 효율을 증명하기 위해, 이전에 구성된 코 만 노출 챔버를 이용 하였다. 이 챔버의 주요 특징은 높은 에어로졸 농도가 달성 될 수 있도록 작은 중앙 챔버 낮은 기류이다. 도징 챔버 아크릴 조립 및 "직경 및 3의 길이"중앙 에어로졸 구획실 4 테이퍼 노즈 콘 추천 된패시브 흡입 (도 4)에 의해 에어로졸 노출 평가.
공기 역학적 평균 직경 (MMAD) 2.9 ㎛의 분무 건조 된 분말 약물이 시스템 (도 5)를 이용하여 기니아 피그에서 평가 하였다. 투여 간격은 12 mL를 주사기를 사용하여 5 mg의 단일 일시 투여 전달 후 실시간 챔버 농도를 측정함으로써 결정 하였다. 로 3 분 간격으로 10 mg의 5 투여 량을 투여 생체 내 평가에서 5 ㎍ / ㎖ (도 6)의 최대 혈중 농도 결과. 이것은 널리 필드 (10)에 사용하는 시스템이 제공 1 ㎎ / ㎏의 투여 량 endotracheally 비교. 패시브 흡입의 결과로서 관찰 혈장 농도가 일차 입자 크기를 효율적으로 분산을 나타낸다.
참족 내부없이 공기 흐름이 거의 존재하므로 BER, 에어로졸 농도는 입자가 중력 침강에 의한 탈락과 같은 입자의 공기 역학적 직경의 함수로서 감소한다. 입자의 침전 및 에어로졸의 농도가 소정 임계 값 이하로 감소함에 따라, 다른 투여 량은 포트를 통해 투여 될 수있다. 노출 시간은 목적에 달려 있지만, 고농도가 달성되기 때문에, 일정 시간의 노출을 최소화하기 위해 결정될 수있다. 이것은 다시 이러한 일회용 투약 시스템을 사용하는 하나의 응용 프로그램을 설명하지만, 또 다른 가능한 사용은 평가의 목적에 따라 많은 분석 엔드 포인트를 가질 수 있습니다 직접 폐내 분말 관리 될 것입니다.
도 1은 원심 분리 튜브를 수정. 하부 및 상부에 구멍을 0.5 ㎖의 마이크로 원심 튜브를 수정. .JPG "target ="_ blank "> 검색이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2. 메쉬 화면. 와이어 직경 0.0045 "60 X 60 스테인레스 스틸 메쉬의 5mm 직경의 원. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
3. 발동 도식 그림. 분말의 개략적 묘사 구동 dosator 조립. 공기 분배 끝에서 분말을 분산, 저수지 통해 강제된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
4. 노출 상공 회의소 회로도를 그림. 치수 동물 노출 챔버 중앙 저장 개략도. 각 동물은 테이퍼 노즈 콘을 통해 상기 중앙 챔버로 유도되는 두 동물을 한번에 노광 할 수있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
5. 건조 분말 에어로졸 그림. 분무 건조에 의해 제조 된 대표적인 약물 설계 분말. 분말은 다양한 애플리케이션을 위해 설계 될 수있다. 설계 건조 분말 에어로졸 공기 역학적 직경 분말 분산 효율이 중요한 설계 목표이다. 스케일 바는 = 5 개 미크론.COM / 파일 / ftp_upload / 55356 / 55356fig5large.jpg "target ="_ blank "> 검색이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 6 수동 흡입 통한 약동학 평가. 1 밀리그램의 기준 용량에 비해 중앙 에어로졸 저장조에 dosators 의해 분산을 5 시간에 걸쳐 로그 스케일에서 약물의 플라즈마 농도의 약물 동력학 / 폐에 직접 투여에 의해 전달 kg이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 7. 채워진 및 대량 Dosators. (좌) 및 충진 구동 준비 dosator (10 mg)을 얻었다. (권리) 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
동물 차 입자 크기로 분산 된 에어로졸의 큰 비율을 나타내는 수동적 코 호흡만을 통해 치료 용량을 수신위한 dosators로부터 분산액이 적합했다. 이러한 분석은 dosators 또는 효능 실험 관내 분말 성능 평가, 다목적 건조 분말 에어로졸 분산, 기관 내 투여 용으로 사용될 수있다. 폐내 전달을 위해 사용되는 경우, 조직 손상의 원인 및 약동학 적 결과를 왜곡 할 수 이상 - 인플레이션 폐의로, 선택한 종족에 대한 공기의 적절한 볼륨을 사용하는 것이 중요합니다. 5 ㎖의 체적은 다소 다른 연구는 폐 손상은 단일 2 mL의 투여 11 래트에서 발생할 수 있음을 보여 주었다 유사한 장치 (10)와 기니아 피그에서 사용되어왔다.
때문에 구성 요소 및 준비의 용이성의 비용으로, 이러한 dosators은 단일 사용 일회용으로 사용할 수 있습니다.대조적으로, 다목적 장치는 장치를 투여하는 단계 (12)를 다시 채워야하는 사이에, 동물 실험의 성능을 복잡하고 대부분의 시설에서 쉽게 달성되지 않는 작업을 수행하는 동물의 기술자를 필요로하는 것이 필요하다. 필링은 (투여 챔버 내로 계량 작은 질량을 지원하기 위해 저울 후드 또는 글러브 박스와 공급로) 투여 제제 실험실에서 수행 될 수 있으며, 샘플은 동물 절차 방 오히려 동일한 실험실에서 수행 모두 활성을 갖는로 전송 될 수있다. 추가 생물학적 방제 임의의 형태가 동물 실험을 위해 필요한 경우에 특히 유리하다.
우리는 여기서 용이하게 제조 할 수 있으며, 효율적으로 최소한의 약물 사용과 초기 단계 에어로졸 약물 개발을 촉진 할 수있는 분산 시스템의 제조에 적합한 방법을 보여줍니다. 저가 dosators는 대량 제조 및 투여 프리로드 (F)로서 사용될 수있다필요한 개인 보호 장비가 방해 될 수 제한 환경에서 에어로졸 분말을 관리 ORMS (도 7).
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Acknowledgments
저자에 친절하게 좋아하는이 연구를 수행 할 수있는 자금에 대한 알레르기 및 전염병 국립 연구소 감사합니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.5 mL microcentrifuge tube | VWR | 89000-026 | |
| High-Volume Particle-Filtering Stainless Steel Wire Cloth, Woven, 304 Stainless Steel, 60 x 60 Mesh, .0045" Wire Diameter | McMaster Carr | 9230T44 | |
| Stainless Steel Dispensing Needle, Straight, 18 Gauge, 1" Long | McMaster Carr | 75165A676 | Any luer-fit needle will suffice |
| Cotton balls | McMaster Carr | 54845T16 | |
| Parafilm M® Laboratory Film | VWR | 100229-550 | |
| Black-Oxide High-Speed Steel Jobbers' Drill Bit, Wire Gauge 22, 3-1/8" Overall Length, 1.8" Drill Depth, 135Deg Point | McMaster Carr | 2901A195 |
References
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