مقالة منهجية

أساليب مبتكرة للإدارة داخل الآنف تحت التخدير استنشاق لتقييم تسليم المخدرات الآنف إلى المخ

DOI:

10.3791/58485

⸱

نوفمبر 14, 2018

 ,  ,  , 
1Laboratory of Pharmaceutics, School of Pharmacy, Nihon University

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا، نحن تصف أسلوبي الرواية مستقرة الإدارة داخل الآنف تحت التخدير استنشاق مع حد أدنى من الإجهاد البدني للحيوانات التجريبية. ونحن أيضا وصف أسلوب للتقييم الكمي لمستويات توزيع المخدرات في الدماغ عبر مسار الآنف إلى المخ باستخدام راديولابيليد [14ج]-الاينولين كركيزة نموذجية من الجزيئات الكبيرة للذوبان في الماء.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد أبلغ الإدارة داخل الآنف لتكون مساراً محتملة لتسليم الآنف إلى المخ من العوامل العلاجية التي تلتف حاجز الدم في الدماغ. ومع ذلك، كانت هناك تقارير قليلة فيما يتعلق تحليل كمي بل أيضا شروط الإدارة المثلى والجرعات الأنظمة العلاجية للتحقيقات المتعلقة بالتسليم الآنف إلى المخ. التقدم المحدود في البحث عن آليات مسار الآنف إلى الدماغ القوارض باستخدام يمثل عائقا كبيرا من حيث تصميم نظم إيصالها الآنف إلى المخ للمخدرات مرشح.

إلى تحقيق بعض التقدم في هذا الصدد، نحن المتقدمة وتقييم أساليب رواية اثنين مستقرة الإدارة داخل الآنف تحت التخدير استنشاق للحيوانات التجريبية. ونحن أيضا وصف أسلوب لتقييم مستويات توزيع المخدرات في الدماغ عن طريق الآنف بالدماغ المسار استخدام الراديو المسمى [14ج]-الاينولين (الوزن الجزيئي: 5,000) كركيزة نموذجية من الجزيئات الكبيرة للذوبان في الماء.

وفي البداية، قمنا بتطوير بروتوكول المستندة إلى ماصة إدارة داخل الآنف باستخدام أقنعة أوبينابل مؤقتاً، مما مكننا من القيام بإدارة موثوقة للحيوانات تحت التخدير مستقرة. باستخدام هذا النظام، [14ج]-يمكن تسليم الاينولين إلى الدماغ مع القليل من الخطأ التجريبي.

وفي وقت لاحق وضعنا بروتوكولا إدارة داخل الآنف يترتب عليه عكس كانولاتيون من جانب مجرى الهواء عن طريق المريء، الذي تم تطويره للتقليل من آثار إزالة mucociliary (MC). هذا الأسلوب أدى إلى مستويات أعلى بكثير من [14ج]-الاينولين، التي تم الكشف عنها كمياً في لمبة شمي والمخ، ولب سيسائيه، من الأسلوب ماصة. هذا يظهر أن يكون سبب الاحتفاظ بالحل المخدرات في تجويف الآنف زيد إلى حد كبير بالإدارة النشطة باستخدام مضخة الحقن في اتجاه المعاكس لمولودية في تجويف الآنف.

وفي الختام، يمكن أن يتوقع طريقتين للإدارة داخل الآنف نمواً في هذه الدراسة أن تقنيات مفيدة للغاية لتقييم الدوائية في القوارض. الأسلوب كانوليشن العكسية، على وجه الخصوص، يمكن أن تكون مفيدة لتقييم الإمكانات الكاملة لإيصال المخدرات المرشحين الآنف إلى المخ.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وتعتبر بيوميديسينيس مثل الببتيدات والنوكليوتيد والأجسام المضادة يكون التطبيق المحتملة كرواية العوامل العلاجية لاضطرابات الجهاز العصبي المركزي الصهر التي لديها حاليا لا العلاج العلاجية. بيد أن بيوميديسينيس معظم الجزيئات الكبيرة للذوبان في الماء، التسليم من الدم إلى الدماغ عن طريق الإدارة عن طريق الحقن أو عن طريق الفم صعبة للغاية بسبب مقاومة حاجز الدم في الدماغ (BBB).

وفي السنوات الأخيرة، سجلت الإدارة داخل الآنف لتكون مساراً محتملة لتسليم الآنف إلى المخ من العوامل العلاجية التي تتجنب بي بي بي1،2،3،،من45. ومع ذلك، كانت هناك تقارير قليلة نسبيا فيما يتعلق بالتحليل الكمي لمسار الآنف إلى المخ التسليم6. وعلاوة على ذلك، لم تكن هناك تقريبا أي تقارير في ظروف المنشأة الإدارة المثلى ونظم الجرعات، مثل الحجم، الأوقات، الفترات الزمنية، والسرعة، للتحقيقات المتعلقة بالتسليم الآنف إلى المخ. أوجه القصور المذكورة أعلاه يمكن أن تعزى للأسباب التالية: (ط) أسلوب أمثل للإدارة داخل الآنف للفئران ولم تنشأ، وعادة ما تتسم الإدارة (ثانيا) داخل الآنف قبل بيبيتينج، الذي يستخدم عادة، قبل إينتيرينديفيدوال من الاختلاف بين الحيوانات بسبب إزالة mucociliary (MC)، الأمر الذي غالباً ما يؤدي إلى البسط الإمكانات الآنف إلى المخ التسليم الفعلي لدواء معين.

التخدير استنشاق استخدام isoflurane (بدء: 4%، صيانة: 2%) مع استنشاق قناع للقوارض قد اكتسب الاستخدام على نطاق واسع، بهدف الحد من أو القضاء على الألم المقترنة بعملية جراحية أجريت على الحيوانات التجريبية. استخدام أقنعة يجعلها واضحة نسبيا لأداء إدارة المخدرات نموذجية في الحيوانات التجريبية تحت التخدير استنشاق عبر الطرق عن طريق الحقن تحت الجلد وداخل. ومع ذلك، في حالة الإدارة داخل الآنف، يحتاج القناع المراد إزالتها مؤقتاً من الحيوانات للدواء. مع الحفاظ على أقل من 2 في المائة إيسوفلوراني، الحيوانات عادة توقظ سريعاً من التخدير استنشاق. عندما يكون حجم الإدارة كل جرعة كبيرة، يمكن أن يسبب هذا الحل المخدرات تتدفق المريء من تجويف الآنف، وذلك قد تحتاج جرعة كبيرة واحدة إلى تقسيمها إلى جرعات صغيرة متعددة للإدارة داخل الآنف الصغيرة الحيوانات. كما يتطلب الإدارة داخل الآنف، إزالة القناع للإدارة المتكررة والوقت الكافي لإيصال تجويف الآنف المستمر، هناك احتمال كبير أن الفئران سوف توقظ من التخدير أثناء إجراء الإدارة. وهذا يجعل من الصعب جداً لأداء الإدارة داخل الآنف تحت مخدر دولة مستقرة، وربما يساهم في تباين interindividual الملاحظة إيصالها الآنف إلى المخ بين القوارض.

في هذه الدراسة، طورنا التالي طريقتين رواية إدارة مستقرة داخل الآنف تحت التخدير استنشاق، الذي فرض حد أدنى من الإجهاد البدني في الحيوانات التجريبية. للطريقة الأولى، استخدمنا قناع مؤقتاً أوبينابل التي تمكن الإدارة داخل الآنف أثناء التخدير استنشاق. يتضمن الجزء أوبينابل من القناع سيليكون المكونات التي يمكن استخدامها وفقا لتوقيت الإدارة لتسهيل الإدارة داخل الآنف مستقرة باستخدام ماصة. للأسلوب الثاني، قنية أدرجت جراحيا لتمريرها من المريء في تجويف الآنف، ومن ثم كان يعلق مضخة الحقن حيث أن الحل المخدرات يمكن مباشرة وبشكل موثوق تسليم في تجويف الآنف باستنشاق مستقرة لهذا التخدير. هذا الأسلوب يمكن تعزيز إيصال المخدرات إلى الدماغ عن طريق الآنف إلى المخ، لأنه سيتحسن كثيرا التقليل من آثار MC، المخدرات ريتينتيفيلي في تجويف الآنف. وبالإضافة إلى ذلك، يصف لنا طريقة لتقييم مستويات توزيع المخدرات (% للدماغ حقن جرعة/g) في الدماغ باستخدام الراديو المسمى [14ج] كمي-الاينولين [الوزن الجزيئي (ميغاواط): 5,000] كركيزة نموذجية للذوبان في الماء الجزيئات الكبيرة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وأجرى هذه الدراسة الحيوانية (#AP17P004) وفقا للمبادئ التوجيهية التي أقرتها جامعة نيهون العناية بالحيوان واستخدام اللجنة (طوكيو، اليابان). واعتمد هذه الدراسة (#17-0001) مركز النظائر المشعة بكلية الصيدلة، جامعة نيهون.

1-الحيوانات المستخدمة للإدارة داخل الآنف تحت التخدير استنشاق

  1. بيت الفئران التجريبية في أقفاص الفولاذ المقاوم للصدأ تحت دائرة الضوء/الظلام 12-ح (الضوء على 08:00 ص-08:00 م)، مع درجة حرارة التي تسيطر عليها الإبقاء على 23 ± 1 درجة مئوية، والرطوبة 50% ± 10%، و إعلانية libitum الوصول إلى الغذاء والماء.
  2. قبل التجريب، تخدير الفئران عن طريق استنشاق إيسوفلوراني 2%، بدء التالية بتركيز 4%. تأكيد المستوى المطلوب من أنيسثيتيزيشن عن طريق التحقق من اختفاء الاستقامة السطحية.

2-إعداد حل الإدارة

  1. تعد حلاً إدارة [14ج]-الاينولين (50 ميكرومتر، μCi/mL 0.5 للماوس) بإضعاف في مخزنة الفوسفات المالحة، وتخزينها في 4 درجات مئوية حتى الاستخدام.

3-داخل الآنف الإدارات للفئران

  1. طريقة ميكروبيبيتي باستخدام قناع استنشاق أوبينابل مؤقتاً (رقم 1)
    ملاحظة: هذا الأسلوب إدخال تعديل على البروتوكول الإدارة داخل الآنف باستخدام ميكروبيبيتي المنشأة بواسطة فراي et al. 3
    1. إصلاح الفئران في موقف ضعيف في corkboard بتسجيل أطرافهم تحت التخدير استنشاق مع 2% إيسوفلوراني (الشكل 1A).
    2. إدارة إجمالي حجم 25 ميكروليتر الإدارة الحل لكل الماوس عند فواصل زمنية 30-s، عبر جرعات 1-2 ميكروليتر تدار بدلاً من ذلك إلى الخياشيم والأيسر بينما يتم إصلاحها الفئران تحت التخدير استنشاق (الشكل 1 باء و جيم).
    3. ملاحظة: النفايات غاز مخدر هو مسح بالوسائل النشطة (الأبخرة هود، مجلس الوزراء السلامة الأحيائية الصلبة أنبوبي، الفراغ، إلخ) عندما يتم فتح القناع ووسائل سلبية (قارورة غاز مخدر) عند إغلاق
  2. عكس كانولاتيون m سلوب من جانب مجرى الهواء عن طريق المريء (الشكل 2)
    ملاحظة: هذا الأسلوب إدخال تعديل على البروتوكول الاستيعاب داخل الآنف للفئران التي أنشأتها هيراي et al. 7
    1. إصلاح الفئران في موقف ضعيف في corkboard بتسجيل أطرافهم تحت التخدير استنشاق مع إيسوفلوراني 2%.
    2. حلق شعر في الرقبة وهيأهم عبر تطبيق تدين أو الكلورهيكسيدين متبوعاً شطف الكحول.
    3. كشف في القصبة الهوائية والمريء عن طريق توسيع الجلد أسفل الحلق مع الملقط بعد إجراء شق صغير (1.5 سم) مع المقص.
    4. جعل شق (1 مم) في القصبة الهوائية باستخدام مقص.
    5. إدراج قنية (قطرها الداخلي: 0.58 mm، القطر الخارجي: 0.965 ملم) بطول 1.2 سم ونعلق على الطرف الآخر من القنية داخل قناع استنشاق.
    6. جعل شق (1 مم) في المريء باستخدام مقص، إدراج قنية (قطرها الداخلي: 0.28 ملم، وقطرها الخارجي: مم 0.61) بطول 1.4 سم نحو الجزء الخلفي من تجويف الآنف، واضطر أنه (الشكل 2 أ وب).
      ملاحظة: نفذت إجراءات 3.2.2 إلى 3.2.4 تحت مجهر مجسم في التكبير × 10.
    7. إرفاق إبرة (27 × 1/2) إلى 1 مل حقنه مليئة بحل إدارة والاتصال بمضخة المحاقن الصغيرة القابلة لبرمجة.
    8. الاتصال أعلاه إبرة إلى القنية التي قد تم إدراجها في المريء في 3.2.5 (الشكل 2).
    9. إدارة إجمالي حجم 25 ميكروليتر [14ج]-حل الاينولين بمعدل ثابت (5 ميكروليتر/دقيقة) (الشكل 2 و 2D).

4-الكمية تجربة استخدام الراديو المسمى الجزيئات الكبيرة للذوبان في الماء ([14ج]-الاينولين)

  1. قطع رأس الفئران التجريبية تحت التخدير وفتح يصل بهم كرانيومس، استخدام المقص ومن جانب سيسائيه لب، مع الحرص على عدم الأضرار العقول.
  2. استخراج بعناية في الدماغ كله بتجريف الصغرى-ملعقة من الجمجمة باستخدام.
  3. مكان ورقة تصفية مبلل مع المحلول الملحي على طبق بيتري الذي تم تخزينه على الجليد.
  4. ضع أدمغة المستخرج على ورقة تصفية ترطب.
  5. تمحو الدم التمسك بسطح المخ مع مسحه القطن مبلل مع المحلول الملحي للقضاء على الأقل التأثير [14ج]-الاينولين في الدم على سطح الدماغ.
  6. تشريح أدمغة سريعاً، وتقسيمها إلى ثلاثة أجزاء: لمبة شمي والمخ، ولب سيسائيه (بما في ذلك بونس).
  7. وضع العينات الدماغ في الأنسجة سولوبيليزير عند 50 درجة مئوية ح 1.
  8. إضافة 10 ميكروليتر من التﻷلؤ السائل كوكتيل لعينات المخ.
  9. نقل من قاسمة 25 ميكروليتر من الإدارة الحل حله في التﻷلؤ كوكتيل لقنينة التﻷلؤ لتحديد النشاط الإشعاعي للحل المطبق.
  10. قياس ديسينتيجريشنز كل دقيقة من [14ج] النشاط الإشعاعي في العينة الدماغ (X [14ج]الدماغ) والحلول التطبيقية ([14ج] Xفي الجرعة) في عداد التﻷلؤ سائل مجهزة بمناسبة تصحيح كروس 3ح و 14جيم

5-بيانات التحليل

  1. حساب المخدرات مستويات التوزيع (%) لحقن جرعة (معرف %) باستخدام المعادلة التالية:
    معرف % ⁄g الدماغ = (X [14ج]الدماغ/[14ج] Xفي الجرعة) × 100،
    حيث سالمخ (الدماغ dpm/g) هو مقدار [14ج]-قياس الاينولين في أنسجة المخ وهو العاشرفي الجرعة (حل dpm/25 ميكروليتر) التركيز [14ج]-الاينولين في الحل المستخدم للإدارة داخل الآنف.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويبين الشكل 3 [14ج]-مستويات inulin (معرف % ⁄g الدماغ) في لمبة شمي (A) والمخ (ب)، ولب سيسائيه (ج) التي تم الحصول عليها باستخدام هذين النوعين من الإدارة داخل الآنف المقررة في هذه الدراسة. الإدارة داخل الآنف باستخدام ماصة الأسلوب تمكين التسليم [14ج]-الاينولين في المخ باستخدام أقنعة استنشاق أوبينابل (الشكل 1). تحت التخدير استنشاق، كشفت النتائج الكمية لا تباين interindividual التجريبية بين الحيوانات النظر، كما أش...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الآنف إلى المخ إيصال الأدوية يتوقع أن يكون له تأثير واضح على اضطرابات الجهاز العصبي المركزي لهذا المسار يمثل مسار نقل مباشر الذي يتجاوز BBB. أبلغ ثلاثة مسارات مختلفة من الآنف إلى الدماغ بتاريخ8. الأول هو مسار عصب شمي، الذي يمر من الغشاء المخاطي حاسة الشم في الغشاء المخاطي الأنفي فوريبرين عن طريق عصب شمي. والثاني هو مسار العصب trigeminal، الذي يمر من الغشاء المخاطي التنفسي في الغشاء المخاطي الأنفي للدماغ في هيندبرين عن طريق العصب trigeminal. والثالث هو مسار الخدمات القطرية، التي توزع في جميع أنحاء ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هذه الدراسة وأيده في الجزء "الخاص جامعة العلامة التجارية مشروع البحث" من يأمرون؛ معونات ل Research (C) العلمية (08249 ك 17 [أن ت وت. س.]) من الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS)؛ منحة للبحوث التعاونية من مؤسسة هاماغتشي للنهوض بالكيمياء الحيوية [إلى ت. س.]، ومؤسسة العلوم وتاكيدا [أن ت]. ونشكر السيد يويا Nito والسيدة أكيكو أسامي لمساعدتها التقنية القيمة في إجراء التجارب.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
ماوس ddYاليابان SLC، Inc.ذكر ، 4-6 أسابيع ، 20-30 جم
إيزوفلورانفايزرv002139
إعداد الأيزوفلورانSHINANO manufacturing CO. LTD.SN-487-OTAir ، SN-489-4
قناع الأيزوفلورانSHINANO التصنيع المحدودة.للقوارض الصغيرة قناع
Isoflurane (نوع قابل للفتح)SHINANO manufacturing CO. LTD.طلبات خاصة
صندوق التخديرSHINANO التصنيع المحدودة.SN-487-85-02
مقص تجارب-1NATSUME SEISAKUSHO CO.، LTD.B-27H
مقص تجارب-2NATSUME SEISAKUSHO CO.، LTD.B-13H
ملاقط -1شركة أدوات العلوم الدقيقة11272-30دومون # 7 ملاقط دوموكسل
-2NATSUME SEISAKUSHO CO.، LTD.A-12-1
أنبوب قنية (PE-50)بيكتون وديكنسون وشركاه.5069773معرف: 0.58 مم ، OD: 0.965 مم
أنبوب قنية (SP-10)NATSUME SEISAKUSHO CO.، LTD.معرف KN-392: 0.28 مم ، OD: 0.61 مم
ماكينة حلاقةMARUKAN، LTD.DC-381
مجهر مجليأوليمبوس كوربوريشنSZ61
إبرة 27G 1/2 في 13 ممTERUMO CORPORATIONNN-2738R
1 مل حقنةTERUMO CORPORATIONSS-01T
مضخة حقنةالعلوم العصبيةNE-1000
غشاء السليلوزToyo Roshi Kaisya، Ltd.00011090
ملعقة صغيرةشيميزو أكيرا إنك.91-0088
ماصة دقيقة (0.5-10 ميكرولتر)رقاقة ماصة Eppendorf AGZ368083
Eppendorf AG0030 000.811
TapeTimeMed Labeling System، Inc.T-534-Rلتثبيت الماوس
[14< / sup>C] - InulinAmerican Radiolabeled Chemicals Inc.ARC0124A0.1 مللي Ci / مل
EtOHواكو للصناعات الكيميائية النقية المحدودة.054-00461
عداد التلألؤ السائلPerkin Elmer Life and Analytical Sciences، IncTri-Carb 4810TR

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sakane, T., Yamashita, S., Yata, N., Sezaki, H. Transnasal delivery of 5-fluorouracil to the brain in the rat. Journal of Drug Targeting. 7 (3), 233-240 (1999).
  2. Illum, L. Transport of drugs from the nasal cavity to the central nervous system. European Journal of Pharmaceutical Science. 11 (1), 1-18 (2000).
  3. Hanson, L. R., Frey, W. H. 2nd Intranasal delivery bypasses the blood-brain barrier to target therapeutic agents to the central nervous system and treat neurodegenerative disease. BMC Neuroscience. 9 (Suppl 3), S5(2008).
  4. Chapman, C. D., et al. Intranasal treatment of central nervous system dysfunction in humans. Pharmaceutical Research. 30 (10), 2475-2484 (2012).
  5. Kanazawa, T. Development of non-invasive drug delivery system to the brain for brain diseases therapy. Yakugaku-Zasshi. 138 (4), 443-450 (2018).
  6. Kozlovskaya, L., Abou-Kaoud, M., Stepensky, D. Quantitative analysis of drug delivery to the brain via nasal route. Journal of Controlled Release. 189, 133-140 (2014).
  7. Hirai, S., Yashiki, T., Matsuzawa, T., Mima, H. Absorption of drugs from the nasal mucosa of rat. International Journal of Pharmaceutics. 7 (4), 317-325 (1981).
  8. Lochhead, J. J., Thorne, R. G. Intranasal delivery of biologics to the central nervous system. Advances in Drug Delivery Reviews. 64 (7), 614-628 (2011).
  9. Lalatsa, A., Schatzlein, A. G., Stepensky, D. Strategies to deliver peptide drugs to the brain. Molecular Pharmaceutics. 11 (4), 1081-1093 (2014).
  10. Kanazawa, T. Brain delivery of small interfering ribonucleic acid and drugs through intranasal administration with nano-sized polymer micelles. Medical Devices. 8, 57-64 (2015).
  11. Kanazawa, T., et al. Enhancement of nose-to-brain delivery of hydrophilic macromolecules with stearate- or polyethylene glycol-modified arginine-rich peptide. International Journal of Pharmacology. 530 (1-2), 195-200 (2017).
  12. Kamei, N., et al. Effect of an enhanced nose-to-brain delivery of insulin on mild and progressive memory loss in the senescence-accelerated mouse. Molecular Pharmaceutics. 14 (3), 916-927 (2017).
  13. Suzuki, T., Oshimi, M., Tomono, K., Hanano, M., Watanabe, J. Investigation of transport mechanism of pentazocine across the blood-brain barrier using the in situ rat brain perfusion technique. Journal of Pharmaceutical Science. 91 (11), 2346-2353 (2002).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة