Au cours du développement de médicaments pour l'administration pulmonaire, il est nécessaire d'évaluer la pharmacocinétique et l'efficacité dans un modèle animal. Nous présentons une méthode pour construire un système de dispersion d'aérosol jetable à partir de composants de étagère qui peuvent être utilisés pour administrer un aérosol de poudre sèche pour rongeurs intrapulmonaire.
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Article de méthode
Doseurs à usage unique pour pulmonaire Insufflation d'agents thérapeutiques pour les petits animaux
Dans cet article
Résumé
Résumé
Le développement de nouveaux produits thérapeutiques nécessite des tests d’efficacité sur un modèle animal. La voie d’administration pulmonaire peut être utilisée pour administrer des médicaments localement et par voie systémique. L’évaluation des aérosols en poudre sèche nécessite un mécanisme de dispersion efficace pour maintenir des concentrations élevées dans une chambre d’exposition ou pour une administration endotrachéale directe. Bien qu’il existe des solutions pour exposer les animaux par inhalation passive à des aérosols de poudre sèche, la plupart nécessitent des masses de poudre largement supérieures à la dose délivrée. Cela empêche la réalisation d’études de faisabilité précoces, car il n’y a pas suffisamment de médicament disponible au stade de la recherche ou du développement précoce pour répondre aux exigences d’administration de la dose pour les systèmes d’administration d’aérosols conventionnels. Lors de la conception d’un médicament en aérosol, les performances aérodynamiques peuvent être directement liées à l’efficacité et à l’efficience de l’administration. La dispersion de la poudre dans un aérosol nécessite un apport d’énergie suffisant pour surmonter les forces interparticulaires, et les approches d’ingénierie des particules peuvent améliorer considérablement les performances des aérosols. Nous avons mis au point un système de dispersion (dosateur) qui permet d’aérosoliser efficacement des aérosols en poudre sèche modifiés à des fins d’insufflation pulmonaire directe, de dispersion dans un système d’exposition ou de génération à des fins d’analyse.
Introduction
Le développement de nouveaux produits thérapeutiques nécessite des tests d'efficacité dans un modèle animal. La voie pulmonaire d'administration peut être utilisée pour délivrer des médicaments localement et systémiquement 1. Evaluation des aérosols de poudre sèche nécessite un mécanisme de dispersion efficace pour maintenir des concentrations élevées dans une chambre d'exposition ou pour une administration endotrachéale directe. Alors que les solutions existent pour exposer les animaux par inhalation passive pour sécher les aérosols de poudre, la plupart exigent des masses de poudre dans un grand excès de la dose délivrée 2.
Cela empêche la réalisation des premières études de faisabilité médicament disponible est insuffisante à la recherche ou au début de phase de développement pour soutenir les exigences de livraison de dose pour les systèmes conventionnels de distribution d'aérosol.
Lors de la conception d'un produit de médicament en aérosol, les performances aérodynamiques peut se rapporter directement à l'efficacité de la livraison et de l'efficacité> 3. Dispersion de poudre dans un aérosol nécessite un apport d'énergie suffisante pour surmonter les forces interparticulaires et les approches d'ingénierie des particules peut améliorer sensiblement la performance d'aérosol 4, 5, 6. Nous avons développé un système de dispersion (doseur) qui peut aérosoliser les aérosols de poudre sèche Engineered efficacement aux fins de l'insufflation pulmonaire directe, de la dispersion dans un système d'exposition ou de la production à des fins d'analyse.
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Protocole
1. Préparation des composants du doseurs
- Perforer le fond d'un tube de microcentrifugation en polypropylene de 0,5 ml par forage ou par meulage ou tout simplement couper le fond avec une meule ou d'une paire de ciseaux. Assurez -vous que le trou se trouve dans le centre et est pas plus de 2 mm de diamètre et de pas moins de 1 mm de diamètre (figure 1).
- Perforer la partie supérieure du tube de microcentrifugation. Utilisation d'un n ° 22 du foret (environ 4 mm de diamètre), percer un trou dans le centre du bouchon. Il en résulte un trou qui conviendra à une seringue à pointe de glissement (Figure 1).
- Préparer les fines écrans pour être insérés dans les tubes de microcentrifugation. Réaliser des écrans de toile métallique 304 en acier inoxydable, 60 x 60 mesh avec un diamètre de fil de 0,0045" . Couper les écrans avec des cisailles ou les poinçon en utilisant une filière à un diamètre extérieur de 5 mm (figure 2).
2. Assemblée de la doseurs
- En utilisant soit une pince ou l'extrémité d'une aiguille à pointe émoussée, insérer l'écran dans le tube de microcentrifugeuse et le mettre en place dans le fond de sorte qu'il couvre l'ouverture. Cela servira à soutenir la poudre avant actionnement.
- Ajustage à la presse l'extrémité étroite de la pointe de microcentrifugeuse dans l'extrémité d'une aiguille à pointe émoussée. Pour ce faire, la main ou avec un banc-top presse et un guide. essuyer doucement la partie supérieure de l'aiguille et le fond du tube avec de l'éthanol pour nettoyer les pièces pour assurer un ajustement serré, élastique.
3. Remplissage du doseurs
- L'utilisation d'une microbalance analytique, tarer le dispositif et charger la quantité souhaitée de poudre dans le doseur. Une masse de poudre typique pour la dispersion varie de 1 à 10 mg.
- Une fois rempli, brancher la partie supérieure du tube de microcentrifugation à l'attribution de coton et une paire de forceps. Cela permettra d'éviter la poudre de dessin dans la seringue ou de tomber, tout en permettant l'écoulement d'air à travers le doseur pour disperser la poudre.
- Fermez le bouchon du microtube.
- Si ne sont pas utilisés immédiatement, sceller le dessus avec une petite quantité de film de laboratoire pour minimiser l'exposition de la poudre à l'humidité ambiante. NOTE: En général, les doseurs préchargés doivent être stockées en fonction des besoins de stockage de l'ingrédient pharmaceutique actif (API). Souvent, les poudres aérosols sont sensibles à l'humidité et doit être stocké desséché.
4. Dispositif Actuation
- Retirer la seringue au volume désiré, qui peut être spécifique de l'application. Pour l'administration intrapulmonaire chez les cobayes, utiliser 2 ml. L' efficacité de dispersion est en relation avec le volume et la vitesse de l' air délivré lors de l' actionnement, ainsi que les propriétés intrinsèques de la dispersion de la poudre 7. Le trou supérieur du doseur reçoit une seringue à pointe de glissement. Une seringue Luer-Lock peut être utilisé avec un adaptateur.
- Insérez la seringue dans l'extrémité arrière du doseur.
- Insérer l'extrémité de l'aiguille du doseur en til orifice de dosage à la chambre d'exposition. Enfoncer la seringue avec force, en expulsant la poudre hors du dispositif et directement dans l'animal ou dans la chambre d'exposition ou d'un instrument analytique (Figure 3).
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Résultats
Pour facilement des poudres dispersibles telles que celles séché par atomisation avec l'intention de délivrance pulmonaire 5, 8, 9, les doseurs délivrer une dose de bolus hors du dispositif. Il existe de nombreuses applications pour les doseurs, y compris la caractérisation in vitro des particules, l' administration intrapulmonaire directe d'animaux vivants et la production ...
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Discussion
La dispersion des doseurs est approprié pour les animaux reçoivent une dose thérapeutique par l'intermédiaire de la respiration par le nez seulement passif, ce qui indique une forte proportion d'aérosol en dispersion de la taille des particules primaires. Ces doseurs peuvent être utilisés pour une administration endotrachéale, dans l' évaluation in vitro de la performance de la poudre, et la poudre à usage général dispersion d'aérosol sec pour des expériences d' analyse ou efficaces...
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Déclarations de divulgation
Des parties des données pharmacocinétiques ont été présentées lors de la conférence Respiratory Drug Delivery 2014 à Fajardo, Porto Rico, et des représentations des doseurs et des données pharmacocinétiques supplémentaires ont été présentées lors de la réunion annuelle de l’American Association of Pharmaceutical Scientists 2015 à Orlando, en Floride.
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier aimablement l'Institut national de l'allergie et des maladies infectieuses pour le financement pour mener cette recherche.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Tube de microcentrifugation de 0,5 mL | VWR | 89000-026 | |
| Tissu métallique en acier inoxydable filtrant les particules à haut volume, tissé, acier inoxydable 304, maille 60 x 60, diamètre du fil de .0045 | McMaster Carr | 9230T44 | |
| Aiguille de distribution en acier inoxydable, droite, calibre 18, 1 » de long | McMaster Carr | 75165A676 | N’importe quelle aiguille à ajustement supérieur suffira Boules |
| de cotonMcMaster Carr | 54845T16 | ||
| Parafilm M® ; Film de laboratoire | VWR | 100229-550 | |
| Foret en acier rapide à oxyde noir, calibre de fil 22, longueur totale de 3-1/8 po, profondeur de perçage de 1,8 po, pointe de 135 degrés | McMaster Carr | 2901A195 |
Références
- 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).
- Vehring, R. Pharmaceutical Particle Engineering via Spray Drying. Pharmaceutical Research. 25 (5), 999-1022 (2008).
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- Guillon, A., et al. Pulmonary delivery of dry powders to rats: tolerability limits of an intra-tracheal administration model. Int J Pharm. 434 (1-2), 481-487 (2012).
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Réimpressions et autorisations
