Wirkstoffverabreichung II

Viele Experimente erfordern, dass einem Tier eine Verbindung oral oder topisch verabreicht wird, damit die Methode die natürliche Aufnahme der Versuchssubstanz besser nachahmt.

Bei der oralen Dosierung kann die Verbindung im Trinkwasser gelöst oder in das Futter eingebaut werden, das die Tiere zu sich nehmen. Eine andere, präzisere Methode der oralen Dosierung ist die orale Sonde, bei der eine große Nadel verwendet wird, um die Verbindung direkt in den Magen zu platzieren. Auf der anderen Seite kann ein topisches Mittel direkt auf die Hautoberfläche aufgetragen werden und soll im Allgemeinen nur den Bereich beeinflussen, auf den es aufgetragen wird. Jede dieser Strategien hat Vor- und Nachteile, auf die wir in diesem Video eingehen werden. Im Anschluss daran zeigen wir, wie diese Techniken zur Verabreichung von Verbindungen bei Labortieren durchgeführt werden und welche Anwendungen sie haben.

Bevor wir uns mit Protokollen befassen, wollen wir uns die Überlegungen, Vorteile und Mängel dieser Techniken ansehen. Die orale Verabreichung von Tabletten, Kapseln oder Flüssigkeiten ist die am häufigsten verwendete Methode der Arzneimittelverabreichung beim Menschen. Tabletten und Kapseln sind jedoch für Nagetiere unpraktisch, so dass die übliche orale Dosierung durch Auflösen der Verbindung im Trinkwasser oder in der Nahrung erreicht wird.

Bei der Dosierung über das Trinkwasser wird dem Wasser oft Saccharose zugesetzt, um die Schmackhaftigkeit zu verbessern. Es sollte jedoch fein ausbalanciert sein, um eine normale Wasseraufnahme und nicht übermäßiges Trinken wegen des zuckerhaltigen Geschmacks zu fördern. Eine gute Regel ist, mit einer 10%igen Saccharoselösung zu beginnen und dann je nach Einnahme anzupassen. Eine andere Möglichkeit, das Tier oral zu dosieren, ist das spezielle Futter. Es gibt kommerziell erhältliche Futtermittel, in denen häufig dosierte Verbindungen wie Fenbendazol enthalten sind. Die Nagetierfutterunternehmen können auch spezielle Testdiäten erstellen, um eine experimentelle Anforderung zu erfüllen.

Die Vorteile dieser Form der oralen Dosierung bestehen darin, dass sie nicht-invasiv ist, die Verbindung kontinuierlich verabreicht wird und die orale Verabreichung von Medikamenten beim Menschen nachahmt. Es fehlt jedoch an Präzision, da die Aufnahme von Verbindungen von der Akzeptanz des Futters oder Wassers, der Stabilität der Verbindung und der Anzahl der im Käfig vorhandenen Tiere abhängt. Wenn die exakte Dosierung für das Experiment nicht entscheidend ist, ist diese nicht-invasive Methode am besten für das Wohlbefinden der Tiere geeignet.

Für eine genauere orale Verabreichung kann man eine orale Sonde verwenden, die die Verbindung zu einem bestimmten Zeitpunkt und in einem bestimmten Volumen direkt im Magen ablagert. Für die Durchführung dieser Technik ist jedoch eine angemessene Schulung erforderlich, da das Tier ernsthaft geschädigt werden kann, wenn es nicht richtig zurückgehalten wird.

Zu den topischen Mitteln gehören Cremes, Lotionen, Salben, Sprays und Gele. In der Regel sollen topische Mittel nur den Bereich beeinflussen, auf den sie angewendet werden. Sie können aber auch in den Blutkreislauf aufgenommen werden, was gewollt oder unbeabsichtigt sein kann. Diese Absorption hängt ab von: dem Zustand der Haut, der verwendeten Oberfläche, der Konzentration der Substanz, der Dauer des Kontakts und der Lipidlöslichkeit des Mittels.

Nachdem wir nun den Hintergrund der oralen und topischen Verabreichungsmethoden besprochen haben, lernen wir die Protokolle kennen, beginnend mit der oralen Verabreichung über das Futter oder Wasser.

Für die Dosierungsberechnung müssen Sie zunächst die beabsichtigte Dosis kennen, die verabreicht werden soll. Zweitens müssen Sie das Körpergewicht bestimmen. Anstatt einzelne Tiere zu wiegen, können Sie das Durchschnittsgewicht des Maus- oder Rattenstamms für Ihre Berechnungen verwenden, sofern nicht anders angegeben. Drittens sollten Sie sich über die Anzahl der Tiere pro Käfig im Klaren sein, und viertens müssen Sie den durchschnittlichen täglichen Wasser- oder Futterverbrauch pro Käfig kennen.

Denken Sie daran, dass das formulierte Futter oder das Trinkwasser mit der gelösten Verbindung aufgrund der Instabilität der Verbindung möglicherweise häufiger ausgetauscht werden muss als Standardfutter oder Wasser. Einige Verbindungen können lichtempfindlich sein oder im Laufe der Zeit ausfallen.

Lassen Sie uns nun lernen, wie man präzise Dosen oral verabreicht, indem man eine orale Sonde bei Mäusen und Ratten durchführt.

Der erste Schritt besteht darin, eine geeignete Nadel für den Eingriff auszuwählen. Diese sind entweder wiederverwendbar aus Edelstahl oder Einweg mit flexiblem Kunststoffschaft und Silikonspitze. Für Mäuse sind gerade oder gebogene Dosiernadeln mit 20-25 Gauge und einer Länge von 1,5 Zoll geeignet. Wählen Sie für Ratten gerade oder gebogene Dosiernadeln mit 18-20 Gauge, die 2-3 Zoll lang sind. Die richtige Nadelstärke und Spritzenauswahl hängt auch vom Volumen und der Viskosität ab. Sehen Sie sich das Video zur Verabreichung von Verbindungen I an, um die Auswirkungen dieser Faktoren zu verstehen. Zum Dosieren von dickflüssigen Flüssigkeiten wird eine Luer-Lock-Spritze bevorzugt.

Nachdem Sie die Auswahl getroffen haben, befestigen Sie die Spritze so an der Nadel, dass die Teilung auf dem Zylinder abgelesen werden kann, ohne die Nadel zu drehen. Dies ist wichtig, da nach dem Einstechen der Nadel in die Speiseröhre jede Drehung die Speiseröhrenwand reißen kann, was zum Tod des Tieres führt. Füllen Sie anschließend die Spritze mit dem richtigen Volumen der zu verabreichenden Lösung.

Diese Methode sollte immer bei bewussten Tieren mit intakten Schluckreflexen durchgeführt werden, um ein versehentliches Einbringen in die Luftröhre zu verhindern. Die Verwendung der richtigen Rückhaltetechnik ist für dieses Verfahren von entscheidender Bedeutung. Bei Mäusen fassen Sie die Haut an der Basis des Kopfes und halten Sie das Genick fest. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kopf nur minimale Möglichkeiten für seitliche Bewegungen hat. Achten Sie außerdem darauf, dass der Körper in einer geraden Linie vom Kopf bis zum Schwanz aufgehängt ist. Jede Verdrehung behindert das Platzieren der Sondennadel in der Speiseröhre. Auch die Hinterhand muss stabilisiert werden, um eine Körperrotation zu verhindern.

Um eine Ratte zu bändigen, fassen Sie sie mit dem Zeige- und Mittelfinger auf jeder Seite des Halses über die Schultern. Dadurch wird verhindert, dass die Ratte ihren Kopf von einer Seite zur anderen dreht. Der Daumen, der dritte und vierte Finger umschließen die Brust, um zu verhindern, dass sich das Tier vorwärts oder rückwärts bewegt.

Wenn Sie das Tier richtig fixiert haben, positionieren Sie die Nadel mit der Krümmung nach unten und in einer Linie mit der natürlichen Krümmung des Halses. Führen Sie dann die Nadel von der rechten oder linken Seite durch die Diastemata und zwischen den Schneidezähnen und Backenzähnen in einem Winkel zur Rückseite des Rachens in den Mund ein. Jetzt, da die Nadel in der Mundhöhle platziert ist, neigen Sie damit den Kopf nach hinten, bis die Nase nach oben zeigt. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Nadel leicht in die Speiseröhre gleiten. Sobald die Nadel im Magen positioniert ist, geben Sie die Verbindung vorsichtig ab. Entfernen Sie dann die Nadel vom Tier und achten Sie darauf, sie nicht zu drehen. Es ist wichtig, die Nadel NICHT mit Gewalt nach unten zu drücken. Wenn Sie einen Widerstand spüren, entfernen Sie ihn und versuchen Sie es erneut. Wenn das Tier während der Durchführung des Eingriffs Anzeichen von Zyanose oder Atemnot zeigt oder wenn Lösung aus seinem Maul fließt, sollte die Dosiernadel sofort entfernt und das Tier in seinen Käfig entlassen werden.

Lassen Sie uns zum Schluss die Verfahren für die topische Verabreichung bei Labortieren überprüfen. Beginnen Sie damit, das Tier zu betäuben. Dies geschieht in der Regel mit einem schnell wirkenden Inhalationsmittel, das eine schnelle Genesung der Tiere ermöglicht. Weitere Informationen zur Verabreichung von Anästhesien finden Sie in einem anderen Video in dieser Sammlung.

Entfernen Sie anschließend mit einem Haarschneider das gesamte Fell aus dem Anwendungsbereich. Um Schnittwunden zu vermeiden, legen Sie die flache Oberfläche des Haarschneiders auf die Haut und rasieren Sie in die entgegengesetzte Richtung des Haarwuchses. Reinigen Sie dann die Haut mit Wasser und trocknen Sie sie mit einem Mullkissen ab. Tragen Sie nun die Substanz mit einem Applikator mit Wattespitze direkt auf die Haut auf. Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, tragen Sie mehrere dünne Schichten Salbe oder Creme auf, im Gegensatz zu einem einmaligen Auftragen einer dicken Schicht. Um eine versehentliche Aufnahme der topisch aufgetragenen Verbindung aufgrund der Fellpflege zu verhindern, legen Sie ein kleines Halsband oder einen Schild an, um zu verhindern, dass das Tier den betroffenen Körperteil erreicht. Um Allogrooming durch Käfiggenossen zu verhindern, sollten die Tiere außerdem einzeln untergebracht werden.

Nachdem Sie nun ein Verständnis für diese alternativen Verabreichungswege haben, sehen wir uns an, wie sie heute in der biomedizinischen Forschung eingesetzt werden.

Eine der wichtigsten Anwendungen der oralen Sonde ist die präzise Verabreichung von Substanzen, um ihre direkte Wirkung auf den Magen-Darm-Trakt zu untersuchen. Hier nutzten die Forscher diese Methode, um eine transformierte probiotische Hefe direkt in den Magen des Tieres zu bringen. Und dann sezierten sie die Peyer-Pflaster, bei denen es sich um organisierte Lymphknoten aus dem Dünndarm handelt, um die Adhärenz des abgegebenen Mikroorganismus zu untersuchen.

Der nicht-invasive orale Weg kann verwendet werden, um den natürlichen Modus der lebensmittelbedingten Infektion nachzuahmen. In diesem Experiment entwickelte der Wissenschaftler ein Modell für die orale Übertragung von Listeria monocytogenes bei Mäusen durch die Aufnahme von kontaminierten Lebensmitteln. Nach der Infektion entnahmen die Forscher verschiedene Organe wie Dünndarm, Dickdarm, Milz, Leber und Gallenblase, um die Ausbreitung der Infektion auf diese Gewebe zu analysieren.

Schließlich sind einige Forscher daran interessiert, den Mechanismus zu untersuchen, durch den UV-Strahlung zu Sonnenbränden führen kann. Hier verwendeten die Wissenschaftler den topischen Weg, um eine pharmakologische Substanz aufzutragen, die die Produktion von epidermalem Melanin induziert - einem UV-Schutzmittel. Anschließend untersuchten sie mit einem Protokoll, das Humanstudien ähnelt, die Schutzwirkung des topisch aufgetragenen Mittels gegen durch UV-Strahlung induzierte Erytheme.

Sie haben gerade den zweiten Teil der Verabreichungsmethoden von JoVE gesehen, die sich mit der oralen und topischen Dosierung befassen. Sie sollten nun verstehen, wie man das Tier oral mit Futter oder Wasser dosieren kann und wie man die präzisere, orale Sondengabe durchführen kann. Schließlich sollten Sie die Überlegungen und Methoden für die topische Verabreichung und die Anwendungen dieser verschiedenen Techniken kennen. Wie immer vielen Dank fürs Zuschauen!