Während der Entwicklung von Medikamenten zur pulmonalen Verabreichung, ist es notwendig, Pharmakokinetik und Wirksamkeit in einem Tiermodell zu bewerten. Wir stellen ein Verfahren, ein Wegwerf-Aerosoldispersionssystem aus of-the-shelf-Komponenten zu bauen, die verwendet werden können, intrapulmonalen Aerosoltrockenpulver zu Nagetieren zu verabreichen.
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Methodenartikel
Einweg-Dosierer für Lungen Insufflation von therapeutischen Wirkstoffen zu Kleintieren
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die Entwicklung neuer therapeutischer Produkte erfordert eine Wirksamkeitsprüfung im Tiermodell. Der pulmonale Verabreichungsweg kann genutzt werden, um Medikamente lokal und systemisch zu verabreichen. Die Bewertung von Trockenpulveraerosolen erfordert einen effizienten Dispergiermechanismus, um hohe Konzentrationen in einer Expositionskammer aufrechtzuerhalten oder für die direkte endotracheale Verabreichung. Es gibt zwar Lösungen, um Tiere durch passive Inhalation trockenen Pulveraerosolen auszusetzen, aber die meisten erfordern Massen an Pulver, die weit über der abgegebenen Dosis liegen. Dies schließt die Durchführung früher Machbarkeitsstudien aus, da in der Forschungs- oder frühen Entwicklungsphase nicht genügend Arzneimittel verfügbar sind, um die Anforderungen an die Dosisabgabe für herkömmliche Aerosolabgabesysteme zu erfüllen. Bei der Entwicklung eines Aerosol-Arzneimittels kann die aerodynamische Leistung in direktem Zusammenhang mit der Verabreichungseffizienz und -wirksamkeit stehen. Die Dispergierung von Pulver in ein Aerosol erfordert einen Energieeinsatz, der ausreicht, um die interpartikulären Kräfte zu überwinden, und partikeltechnische Ansätze können die Leistung des Aerosols erheblich verbessern. Wir haben ein Dispersionssystem (Dosator) entwickelt, mit dem technisch hergestellte Trockenpulveraerosole effizient aerosolisiert werden können, um eine direkte Lungeninsufflation, eine Dispersion in ein Expositionssystem oder eine Erzeugung für analytische Zwecke zu ermöglichen.
Einleitung
Entwicklung neuer therapeutischer Produkte erfordert Wirksamkeitstests in einem Tiermodell. Der pulmonale Weg der Verabreichung kann Medikamente genutzt werden , um lokal zu liefern und systemisch 1. Bewertung der Trockenpulveraerosol erfordert einen effizienten Mechanismus Dispersion hoher Konzentration in einer Belichtungskammer oder für die direkte endotracheale Verabreichung aufrechtzuerhalten. Während die Lösungen durch passive Inhalation zu belichten Tieren bestehen Pulver Aerosole zu trocknen, geliefert meisten erfordern Massen von Pulver in großem Überschuß der Dosis 2.
Dies schließt frühe Machbarkeitsstudien der Durchführung als nicht ausreichend Medikament zur Verfügung steht die Forschung oder frühes Entwicklungsstadium die Dosisabgabe Anforderungen für konventionelle Aerosolabgabesysteme zu unterstützen.
Wenn ein Aerosol Medikament entwerfen, kann die aerodynamische Leistung direkt zur Lieferung Effizienz und Wirksamkeit beziehen> 3. Dispersion von Pulver in ein Aerosol erfordert Energieeintrag ausreichenden interpartikuläre Kräfte zu überwinden, und Partikeltechnik Ansätze können im wesentlichen Aerosolleistung 4, 5, 6 verbessern. Wir haben ein Dispersionssystem (Dosator) entwickelt, die Engineered Trockenpulveraerosole effizient zum Zwecke der direkten pulmonalen Insufflation Dispersion in einem Belichtungssystem oder Erzeugung für analytische Zwecke vernebeln können.
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Protokoll
1. Herstellung der Komponenten der Dosierer
- Perforieren den Boden eines 0,5 ml-Mikrozentrifugenröhrchen aus Polypropylen durch Bohren oder durch einfaches Abschleifen oder den Boden mit einer Schleifscheibe oder einer scharfen Schere abgeschnitten. Stellen Sie sicher , dass das Loch in der Mitte ist und nicht mehr als 2 mm im Durchmesser und nicht weniger als 1 mm Durchmesser (Abbildung 1).
- Perforiert die Spitze des Mikrozentrifugenröhrchens. Unter Verwendung eines # 22 Bohrmeißel (etwa 4 mm im Durchmesser), um ein Loch in der Mitte der Kappe bohren. Dies führt zu einem Loch , das eine schlupf Spitze Spritze (1) passen.
- Bereiten Sie die Feinsiebe werden in die Reaktionsgefäße eingebracht. Make - Bildschirm aus 304 Edelstahl - Drahtgeweben, 60 x 60 mesh mit Drahtdurchmesser von 0,0045" . Schneiden Sie die Bildschirme mit einer Blechschere oder lochen sie eine Düse zu einem Außendurchmesser von 5 mm (Abbildung 2).
2. Montage der Dosierer
- Entweder mit einer Pinzette oder das Ende einer Nadel mit stumpfer Spitze, legt den Bildschirm in das Mikrozentrifugenröhrchen und Sitz in dem Boden, so dass er die Öffnung abdeckt. Dies dient dazu, das Pulver vor der Betätigung zu unterstützen.
- Einpressen das schmale Ende der Mikrospitze in das Ende einer Nadel mit stumpfer Spitze. Tun Sie dies von Hand oder mit einer Benchtop-Presse und einem Führer. Wischt die Spitze der Nadel und den Boden des Röhrchens mit Ethanol, um die Teile zu reinigen, eine dichte, federnde Passung zu gewährleisten.
3. Füllen der Dosierer
- Unter Verwendung einer analytischen Mikrowaage, tariert und das Gerät laden, um die gewünschte Menge an Pulver in die Dosator. Eine typische Pulvermasse für die Dispersion im Bereich von 1 bis 10 mg.
- Einmal gefüllt, schließt die Spitze des Mikrozentrifugenröhrchens mit einer Zuteilung von Baumwolle und einer Pinzette. Dadurch wird das Pulver von der Zeichnung in die Spritze verhindert oder herausfallen, während der Luftstrom durch den Dosierer ermöglicht, das Pulver zu dispergieren.
- Schließen Sie das Reaktionsgefäß Kappe.
- Wenn sie nicht sofort verwendet wird, dichten die Spitze mit einer kleinen Menge Lab-Folie Pulver Aussetzen an Umgebungsfeuchtigkeit zu minimieren. HINWEIS: Im allgemeinen sollten vorbelastete Dosierer nach Speicheranforderungen des aktiven pharmazeutischen Inhaltsstoffen gespeichert werden (API). Oft sind Aerosolpulver feuchtigkeitsempfindlich und sollte desiccated gespeichert werden.
4. Geräte-Betätigungs
- Zeichnen Sie die Spritze auf das gewünschte Volumen zurück, die anwendungsspezifisch sein kann. Für intrapulmonale Verabreichung in Meerschweinchen, verwenden 2 ml. Dispersionseffizienz wird auf das Volumen und die Geschwindigkeit der Luft während der Betätigung, sowie die inhärenten Dispersionseigenschaften des Pulvers 7 geliefert bezogen. Das obere Loch des Dosator nimmt eine schlupf Spitze Spritze. Eine Luer-Lock-Spritze kann mit einem Adapter verwendet werden.
- Legen Sie die Spritze in das hintere Ende des Dosierer.
- Die Nadel Ende des Dosator in ter Dosierport auf der Belichtungskammer. Niederdrücken gewaltsam die Spritze, Ausstoß- Pulver aus der Vorrichtung und direkt in das Tier oder in die Belichtungskammer oder Analysegerät (3).
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Ergebnisse
Für leicht dispergierbare Pulver, wie diejenigen , sprühgetrocknete , mit der Absicht zur pulmonalen Verabreichung 5, 8, 9, die Dosierer eine Bolusdosis aus dem Gerät zu liefern. Es gibt viele Anwendungen für den Dosierer, einschließlich in vitro Partikelcharakterisierung, direkte intrapulmonale Verabreichung in lebenden Tieren und eine Aerosolerzeugung für passive Inhalationssysteme. <...
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Diskussion
Die Dispersion aus dem Dosierer war geeignet für die Tiere, die eine therapeutische Dosis über passive nasen nur die Atmung zu empfangen, einen großen Anteil an Aerosol dispergiert Primärpartikelgröße angibt. Diese Dosierer für endotracheale Verabreichung verwendet werden, in vitro - Bewertung des Pulver Leistung und Allzwecktrockenpulver - Aerosol - Dispersion für analytische oder wirksame Experimente. Wenn für intrapulmonale Abgabe verwendet wird, ist es wichtig, ein geeignetes Luftvolumen für die Spezies aus...
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Offenlegungen
Teile der pharmakokinetischen Daten wurden auf der Respiratory Drug Delivery 2014 in Fajardo, Puerto Rico, vorgestellt und Dosierungsdarstellungen und zusätzliche pharmakokinetische Daten wurden auf der Jahrestagung der American Association of Pharmaceutical Scientists 2015 in Orlando, Florida, vorgestellt.
Danksagungen
Autoren möchten freundlich danken das Nationale Institut für Allergie und Infektionskrankheiten für die Finanzierung dieser Forschung zu betreiben.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 0,5 mL Mikrozentrifugenröhrchen | VWR | 89000-026 | |
| Großvolumiges partikelfiltrierendes Edelstahldrahtgewebe, gewebt, Edelstahl 304, 60 x 60 Mesh, .0045" Drahtdurchmesser | McMaster Carr | 9230T44 | |
| Edelstahl-Dosiernadel, gerade, 18 Gauge, 1" lang | McMaster Carr | 75165A676 | Jede Luer-Fit-Nadel reicht aus |
| Wattebällchen | McMaster Carr | 54845T16 | |
| Parafilm M® Laborfilm | VWR | 100229-550 | |
| Schnellarbeitsstahlbohrer aus schwarzem Oxid, Drahtstärke 22, 3-1/8" Gesamtlänge, 1,8" Bohrtiefe, 135° Punkt | McMaster Carr | 2901A195 |
Referenzen
- Young, E. F., et al. Inhaled Pyrazinoic Acid Esters for the Treatment of Tuberculosis. Pharmaceutical Research. , 1-11 (2016).
- Hinds, W. C. Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles. , Wiley. (2012).
- Islam, N., Gladki, E. Dry powder inhalers (DPIs)-A review of device reliability and innovation. International Journal of Pharmaceutics. 360 (1-2), 1-11 (2008).
- Chan, H. K. Dry powder aerosol delivery systems: current and future research directions. J Aerosol Med. 19 (1), 21-27 (2006).
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- Bosquillon, C., Lombry, C., Préat, V., Vanbever, R. Influence of formulation excipients and physical characteristics of inhalation dry powders on their aerosolization performance. Journal of Controlled Release. 70 (3), 329-339 (2001).
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Nachdrucke und Genehmigungen
