Trockenpulver und Vernebelte Aerosol Inhalation von Arzneimitteln geliefert an Mäusen Mit einem Nose-only Belichtungssystem

Das Inhalationsgerät kann hier beschrieben, Probe zur Charakterisierung, erzeugen und gleichmäßig ein Medikament Aerosols in den Lungen von Nagetieren abzuscheiden. Dies ermöglicht die präklinische Bestimmung der Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteldosen in der Lunge abgelagert; Schlüsseldaten ermöglichen, die klinische inhalierten Arzneimittelentwicklung.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, aerosolisierte Wirkstoffproben für deren Charakterisierung und gleichmäßige Ablagerung in die Lunge von Nagetieren zu erzeugen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der Inhalation, Pharmakologie und Toxikologie über die Sicherheit und Wirksamkeit bestimmter Dosen von inhalativen Arzneimitteln zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie die gleichmäßige und gleichzeitige Verteilung verschiedener Dosen desselben Arzneimittels in die Lunge von Kleintieren ermöglicht.

Im Allgemeinen werden Innovatoren, die neu in dieser Methode sind, Schwierigkeiten haben, da die Erzeugung, Kategorisierung und Messung der Wirksamkeit von Aerosolen in Tiermodellen für Atemwegserkrankungen eine sorgfältige Berechnung und Technik erfordert. Für die Erzeugung von Trockenpulveraerosolen verwenden Sie zunächst eine Strahlmühle, um das trockene Arzneimittelpulver zu mikronisieren, wobei darauf zu achten ist, dass die mikronisierte Partikelgrößenverteilung Partikel lungengängiger Größe enthält. Mischen Sie die potenten Testverbindungen, die eine Verdünnung mit mikronisierter Laktose erfordern.

Verwenden Sie dann eine manuelle hydraulische Presse mit einer Geschwindigkeit von ca. 1.000 Pfund pro Quadratzoll, um das mikronisierte Medikament in das zylindrische Reservoir eines Wright-Staubzufuhr-Trockenpulver-Aerosolgenerators zu packen, um verdichtete Pulverkuchen herzustellen. Schrauben Sie als Nächstes das zylindrische Reservoir auf die Wright-Staubzuführung und schieben Sie das Reservoir vor, bis die Schaberklinge mit dem Medikamentenkuchen in Kontakt kommt. Verbinden Sie den Auslass der Wright-Staubzufuhr mit einem Zyklonden und den Einlass mit einer Druckluftquelle.

Stellen Sie die Vorschubgeschwindigkeit auf 0,7 Umdrehungen pro Minute ein und schalten Sie den Wright-Staubzufuhr-Aerosolgenerator ein. Verbinden Sie dann den Auslass des Zyklons mit dem zentralen Aerosolpleum der Inhalationseinheit. Um ein vernebeltes flüssiges Aerosol zu erzeugen, lösen Sie das Medikament von Interesse in 100 Millilitern Wasser auf und beladen Sie eine 100-Milliliter-Spritze mit der resultierenden Arzneimittellösung.

Setzen Sie die Spritze in eine Spritzenpumpe mit einer Durchflussmenge von einem Milliliter pro Minute ein und schließen Sie die Pumpe an den Strahlvernebler an. Spülen Sie die Luft aus der Zuleitung, die zum Vernebler führt, und verbinden Sie die Druckluftquelle mit dem Strahlvernebler, dann stellen Sie den Luftmassenmesser auf zehn Liter pro Minute ein, wobei der Strahlvernebler in den Vorabscheider eingebaut ist, der den Vernebler mit dem zentralen Aerosolplenum der Inhalationseinheit verbindet. Setzen Sie zunächst einen vorgewogenen Filter in den Filterhalter ein und montieren Sie den Halter.

Verbinden Sie den Einlass des Absolutfilterhalters mit einem zentralen Probenanschluss des Aerosolplenums und den Auslass mit einer Vakuumquelle. Montieren Sie als Nächstes den Kaskadenimpaktor, um das Aerosol aufzufangen, indem Sie vorgewogene Filter auf jede der sieben Stufen des Kaskadenimpaktors aufsetzen und den Mercer-Kaskadenimpaktor zusammenbauen. Die ordnungsgemäße Montage des Kaskadenimpaktors ist von entscheidender Bedeutung.

Die Tische müssen in der richtigen Reihenfolge und Ausrichtung geladen werden, wobei die größte Bühne dem Einlass am nächsten ist. Verbinden Sie den Einlass des Kaskadenimpaktors mit einem zentralen Probenanschluss des Aerosolplenums und den Auslass mit einer Vakuumquelle. Um den Aerosolgehalt der Inhalationseinheit zu überwachen, verbinden Sie den Einlass des Echtzeit-Aerosolmonitors mit einem zentralen Aerosolplenum-Probenanschluss und den Auslass mit einer Vakuumquelle.

Stellen Sie die Prozesssteuerungsparameter entsprechend der Anzahl der Tiere, die an die Inhalationseinheit angeschlossen werden sollen, auf die entsprechenden Werte ein und beginnen Sie mit der Verabreichung des aerosolisierten Arzneimittels von Interesse. Verschließen Sie die Förderpunkte der Inhalationseinheit mit Stoppern und aktivieren Sie den Aerosolgenerator, den Druckluft-Durchflussregler und die Vakuumpumpe der Inhalationseinheit aus der Prozesssteuerungssoftware heraus. Laden Sie nun die Versuchsmäuse in die reinen Nasenfixierungen und winkeln Sie die Fixierungsröhren zur Decke an, da die Tiere dazu neigen, während des Ladevorgangs nach oben zu laufen, wobei sich die Nasen in den spitzen Enden der Röhren befinden.

Befestigen Sie die Stößel mit variabler Position in den hinteren Enden der Rückhaltesysteme, damit sich die Tiere drehen, aber nicht vom Kopf bis zum Schwanz drehen können. Das Laden der Mäuse in die Rückhalteröhren erfordert Geduld und Koordination. Bitte gehen Sie vorsichtig mit den Tieren um.

Wenn die Messwerte des Echtzeit-Aerosolmonitors zeigen, dass die Aerosolkonzentration ein Gleichgewicht erreicht hat, beginnen Sie, die Stopfen zu entfernen und die Halteschläuche nur für die Nase in die Inhalationseinheit einzuführen. Wenn alle Versuchstiere an die Expositionseinheit angeschlossen sind, schalten Sie die Vakuum-Probenahmepumpen ein, die mit dem Absolutfilter verbunden sind, und den Kaskadenimpaktor. Geben Sie das Medikament für die entsprechenden Zeiträume an die Tiere.

Wenn alle Expositionen abgeschlossen sind, schalten Sie den Aerosolgenerator aus und nehmen Sie die Mäuse aus der Inhalationseinheit. Sammeln Sie dann den Kaskadenimpaktor und die absoluten Filter für die Analyse. In diesem Experiment wurde nach der Aerosolabgabe des Bronchodilatators Ipratropiumbromid an 24, 8 Wochen alte C57BL/6-Mäuse das auf dem Kaskadenimpaktor abgelagerte Aerosol und die absoluten Filter während der 45-minütigen Aerosolexposition in 50% Acetonitril aufgelöst und die Masse des Ipratropiums durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie quantifiziert.

Anschließend wurde der mittlere aerodynamische Massendurchmesser multipliziert mit der geometrischen Standardabweichung des Ipratropium-Aerosols berechnet, und für ein Aerosol wurde ein Abscheidungsanteil von 0,037 für die Mäuse mit dem mittleren aerodynamischen Massendurchmesser von 1,7 Mikrometern verwendet. Die vernebelte Behandlung mit Methacolin induzierte bei den Mäusen innerhalb von Sekunden nach der Verabreichung eine Bronchokonstriktion. Die Vorbehandlung mit inhalativem Ipratropium hemmte jedoch die vernebelte Methacolin-induzierte Bronchokonstriktion dosisabhängig.

Der Widerstand der Atemwege in der Kontrollgruppe zeigte jedoch einen Anstieg des Widerstands der Atemwege um fast 170 % und erreichte 70 Sekunden nach der Verabreichung des Methacolin-Aerosols seinen Höhepunkt. Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, daran zu denken, die Mäuse kontinuierlich auf Stress zu überwachen, wenn sie sich in den Fixierungsröhren befinden. Im Anschluss an dieses Verfahren können andere Methoden wie die Messung der Lungenmechanik, Entzündungszellen in der Spülflüssigkeit oder die Lungenhistologie durchgeführt werden, um die Wirksamkeit oder Sicherheit von experimentellen Medikamenten von Interesse zu bestimmen.