利用口服溶解膜进行药理学与毒理学研究：一种简单且更人道的动物经口灌胃替代方法
2016年3月23日
以下方案描述了一种使用口服溶解膜（ODS）进行慢性口服给药的新方法，以替代常用的口服灌胃法。我们证明，在临床前研究中，采用ODS方法进行口服给药是一种安全、便捷且更符合动物福利的口服灌胃替代方案。
本实验的总体目标是利用一种可口服溶解的生物粘附性聚合物，作为安全且适用于人体的临床前口服药物递送方法。通过该方法，可将目标药物掺入带有风味的口服溶解条中，用于向实验动物口服给予待测化合物。该技术的主要优势在于，可在口服灌胃耐受性较差的情况下使用。
为了减少后续给药操作过程中的小鼠应激反应，需让小鼠适应实验的饲养条件及抓取操作。对每只小鼠，先用手指捏住其尾部中段，轻轻将动物从笼中提起，立即放入动物天平上的称重盒中，同时牢固握住尾部中段以避免脱套伤，记录动物体重。
在适应期期间，建议连续两天记录每只动物的食物重量，以确定其基础食物摄入量。待动物适应其环境后，将其转移至后续实验将要进行的房间。实验开始前，对每组两根不锈钢灌胃针以及一根备用针进行高压灭菌消毒。
接下来，使用市售的单孔四分之一英寸打孔器，从标准的矩形试纸条上为每只动物切割出直径为0.5厘米的口服溶解条（ODS）。在实验当天，如前所示记录动物的体重，然后将第一只小鼠放置于金属网格笼盖上。用优势手的拇指、食指和中指轻轻向后拉住尾巴。
小鼠会抓住笼盖并向后伸展。用非惯用手的拇指、食指和中指抓住其颈部背侧的皮肤，以舒适且稳固的方式固定动物，并将动物转为直立姿势。注意观察黏膜的颜色。
小鼠呈现粉红色表明其被稳妥固定。现在将灌胃针头的球状尖端浸入新配制的4.25%蔗糖溶液中，使溶液作为味觉刺激物粘附于口服递送条（ODS）上。然后用针头球状尖端按压一条ODS，使ODS粘附在针头尖端，并将条带置于小鼠鼻部和口部附近，让动物摄取该薄膜。
或者，可将药条直接放置于小鼠舌头上，使其吞咽。在给药过程中，应在同组实验中途更换针头，以防止感染传播。此处展示了经灌胃给予伊维菌素后对偏好性饮水行为的影响。
如观察所示，与安慰剂组相比，伊维菌素在整个研究过程中显著降低了10%乙醇的摄入量。然而，与对照组相比，安慰剂组的乙醇摄入量过低，因此可能无法准确模拟社交饮酒行为。当使用ODS递送系统进行相同实验时，对照组与安慰剂处理小鼠之间的乙醇摄入量无显著差异，表明ODS安慰剂组可作为有效的对照组，可用于与伊维菌素组进行比较。
事实上，通过这些对照实验，伊维菌素显著且持续地减少了动物对10%乙醇的摄入量。观看本视频后，您应能充分了解如何使用口服溶解膜条作为一种安全且人道的口服给药方式。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
概述
本方案介绍了一种利用口服溶解膜（ODS）进行慢性口服给药的新方法，为口服灌胃提供了一种更人道的替代方案。ODS 方法可实现安全、便捷的临床前口服药物递送。
关键研究组成部分
科学领域
- 药理学
- 临床前研究
- 药物递送系统
背景
- 传统的口服灌胃对实验动物可能造成较大应激。
- 口服溶解膜提供了一种带有风味且易于给药的方法。
- 该方法旨在改善药物递送过程中的动物福利。
- 在口服灌胃耐受性较差时，此方法尤为适用。
研究目的
- 开发一种用于临床前研究中给药的人道替代方法。
- 利用生物粘附性聚合物实现有效的药物递送。
- 尽量减少动物应激，改善动物的整体实验体验。
使用的方法
- 制备含有药物的调味口服速溶膜。
- 使小鼠适应操作和饲养条件。
- 给药前测量小鼠体重。
- 通过口服速溶膜（ODS）方法给予药物。
主要结果
- ODS 方法对小鼠具有良好的耐受性。
- 给药过程中的应激水平显著降低。
- 采用 ODS 方法实现了有效的药物递送。
- 在整个研究过程中优先保障了动物福利。
结论
- 口服溶解膜技术是一种可替代口服灌胃的可行方法。
- 该技术可提高实验动物人道待遇。
- 未来的研究可进一步探索口服溶解膜在药物递送中的应用。
常见问题
行业重要性概述
口服灌胃仍是临床前药物递送的一种标准方法，但具有较高应激性，易导致动物损耗和数据变异。口服溶解膜（ODS）技术提供了一种人道且低应激的替代方案，在改善动物福利的同时实现稳定的给药。该方法通过减少药理学和毒理学评估中的操作干扰因素，提高了临床前研究的可靠性。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：通过减少动物模型中由应激引起的变化，实现对治疗假设的可靠验证。
- 操作价值：通过最大限度减少灌胃相关创伤带来的混杂效应，支持功能靶点的有效验证。
- 预测价值：在不进行侵入性操作的前提下，通过提高口服给药的精确性，增强先导化合物筛选的数据一致性。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：提供一种可重复的口服给药途径，用于化合物筛选，且对动物的干预最小。
- 操作价值：通过风味化、快速溶解的条带实现稳定的药物递送，有助于检测方法的标准化。
- 可扩展性：通过简化各研究组的给药流程，支持高通量实验操作。
转化与临床前研究
- 科学价值：在长期给药研究中保持自然摄食行为，维持疾病相关性。
- 操作价值：减少动物淘汰，改善人道终点，实现长期毒理学评估。
- 预测可靠性：通过使临床前药代动力学/药效学（PK/PD）特征与临床相关的暴露模式相一致，增强转化研究的连续性。
流程与工作流整合
ODS 方法适用于从早期靶点验证到先导化合物优化及临床前安全性分析的整个发现过程，特别是在需要重复口服给药的情况下。
- 发现生物学：通过实现长期口服给药而不引发操作应激，支持假设验证。
- 筛选：提供标准化、非侵入性的体内化合物评价途径，提升检测准备就绪性。
- 分析：减少操作干扰带来的变异性，获得定量的药代动力学和行为学读数。
- 转化研究：相较于灌胃法，更贴近临床口服给药模式，促进临床前研究的连续性。
- 企业级复用：作为可跨治疗领域和物种适配的平台兼容递送系统，具备广泛复用功能。
运营与企业影响
- 科学价值：通过减少与应激相关的生理反应带来的机制性模糊，提高预测的可信度。
- 操作价值：提升不同研究地点和研究方案之间的可重复性与标准化水平。
- 战略价值：通过降低与给药方法伪影相关的假阳性/假阴性结果，支持更优的决策判断。
- 项目组合影响：通过更清晰的靶点结合和安全窗口数据，实现基于风险调整的优先级排序。
实施注意事项
- 需要具备制剂科学方面的专业知识，以确保药物稳定性和膜条完整性。
- 依赖于高精度切割工具和生物黏附性聚合物材料的获取。
- 需要药理学、制剂学和动物护理团队之间的协同配合。
- 可能需要根据不同的物种或药物的理化性质进行调整。
- 仅适用于可通过膜条溶解实现口腔跨黏膜或胃肠道吸收的化合物。
