במהלך פיתוח של תרופות למסירה ריאתי, יש צורך להעריך pharmacokinetics ויעילות במודל חיה. אנו מציגים שיטה לבנות מערכת פיזור תרסיס הפנויה מן of-the-רכיבי מדף שניתן להשתמש בהם כדי לנהל תרסיס אבקה יבשה intrapulmonary כדי מכרסמים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
Dosators פנויה עבור ריאתי הֲפָחָה ממוקד של תרופות בעלי חיים קטנים
במאמר זה
סיכום
תקציר
פיתוח מוצרים טיפוליים חדשים דורש בדיקת יעילות במודל של בעלי חיים. ניתן לנצל את דרך המתן הריאתית כדי לספק תרופות באופן מקומי ומערכתי. הערכת אירוסולי אבקה יבשה מחייבת מנגנון פיזור יעיל לשמירה על ריכוזים גבוהים בתא חשיפה או למתן אנדוטרכאלי ישיר. בעוד שקיימים פתרונות לחשיפת בעלי חיים בשאיפה פסיבית לאירוסולי אבקה יבשים, רובם דורשים מסות של אבקה בכמות גדולה מהמינון המועבר. זה מונע ביצוע מחקרי היתכנות מוקדמים מכיוון שאין מספיק תרופה זמינה בשלב המחקר או הפיתוח המוקדם כדי לתמוך בדרישות אספקת המינון למערכות אספקת אירוסול קונבנציונליות. בעת תכנון מוצר תרופת אירוסול, ביצועים אווירודינמיים יכולים להתייחס ישירות ליעילות ויעילות המסירה. פיזור אבקה לתוך תרסיס דורש קלט אנרגיה מספיק כדי להתגבר על כוחות בין-חלקיקים, וגישות הנדסת חלקיקים יכולות לשפר באופן משמעותי את ביצועי האירוסול. פיתחנו מערכת פיזור (דוסטור) שיכולה לרסס תרסיסי אבקה יבשה מהונדסים ביעילות לצורך אינפלציה ריאתית ישירה, פיזור למערכת חשיפה או ייצור למטרות אנליטיות.
מבוא
פיתוח של מוצרים טיפוליים חדשים דורש בדיקות יעילות במודל חיה. המסלול ריאתי של ממשל יכול להיות מנוצל כדי לספק תרופות מקומיות מערכתי 1. הערכת אירוסולים אבקה יבשה מחייבת מנגנון פיזור יעיל לשמור ריכוזים גבוהים בתא חשיפה או עבור הממשל endotracheal ישיר. בעוד פתרונות קיימים כדי לחשוף חיות ידי שאיפה פסיבית לייבש אירוסולים אבקה, רוב דורשים המוני אבקת עולה גדול של המינון נמסר 2.
זה מונע ביצוע בדיקות היתכנות כבר תרופה מספיקה זמינה בכתובת המחקר או בשלב התפתחות מוקדם כדי לתמוך בדרישות העברת מינון למערכות משלוח התרסיס קונבנציונליות.
בעת תכנון מוצר תרופת תרסיס, ביצועים אווירודינמיים יכולים להתייחס ישירות יעיל משלוח ויעילות> 3. פיזור האבקה לתוך תרסיס דורש השקעת אנרגיה מספיקה כדי להתגבר על כוחות interparticulate, וגישות הנדסיות חלקיק יכולות לשפר את ביצועי תרסיס משמעותי 4, 5, 6. פיתחנו מערכת פיזור (dosator) אשר יכול לתרסיס אירוסולים אבקה יבשה Engineered ביעילות לצורך הֲפָחָה ריאתי ישירה, פיזור לתוך מערכת חשיפה או דור למטרות אנליטיות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הכנת הרכיבים של Dosators
- מחוררים את תחתית צינור microcentrifuge פוליפרופילן 0.5 מ"ל ידי קידוח או פשוט על ידי שחיקה או ניתוק התחתון עם גלגל שחיקה או זוג מספריים חדות. ודא כי החור נמצא במרכז והוא לא יותר מ 2 מ"מ קוטר ולא פחות מ 1 מ"מ קוטר (איור 1).
- לחורר את החלק העליון של צינור microcentrifuge. בעזרת מקדח # 22 (כ 4 מ"מ קוטר), לקדוח חור במרכז המכסה. התוצאה היא חור שיתאים מזרק תלוש-קצה (איור 1).
- הכן את המסכים בסדר להיות מוכנס לתוך צינורות microcentrifuge. הפוך מסך מ 304 חוט בד נירוסטה, 60 x 60 רשת עם קוטר תיל של 0.0045" . חותך את המסכים עם חיתוכי פח או אגרוף אותם באמצעות קובייה כדי בקוטר חיצוני של 5 מ"מ (איור 2).
2. אסיפה של Dosators
- שימוש או מלקחיים או סוף מחט קצה קהה, להכניס את המסך לתוך צינור microcentrifuge ולהושיב אותה בתחתית, כך שהוא מכסה את הפתח. זה ישמש לתמיכת האבקה לפני actuation.
- לחץ להתאים את הקצה הצר של טיפ microcentrifuge לתוך סוף מחט קצה קהה. לעשות את זה ביד או עם עיתונות ספסל עליון ומדריך. נגב בעדינות את החלק העליון של המחט התחתון של הצינור עם אתנול לנקות את החלקים כדי להבטיח התאמה הדוקה, מתאושש מהר.
3. מילוי Dosators
- שימוש microbalance אנליטי, טרה המכשיר וטען את הכמות הרצויה של אבקת לתוך dosator. מסת אבקה אופיינית פיזור נעה בין 1 ל 10 מ"ג.
- מילא פעם, תקע העליון של הצינור microcentrifuge עם הקצאת כותנה וזוג מלקחיים. זה ימנע את האבקה מן הציור לתוך המזרק או נופלים החוצה, ובמקביל לאפשר זרימת אוויר דרך dosator לפזר את האבקה.
- סגור את מכסה צינור microcentrifuge.
- אם לא בשימוש מיידי, לאטום את החלק העליון עם כמות קטנה של סרט במעבדה כדי למזער אבקת חשיפה ללחות הסביבה. הערה: באופן כללי, שנטען מראש dosators צריך להיות מאוחסן על פי דרישות אחסון של החומר הפעיל בתרופה (API). לעתים קרובות אבקות תרסיס הם לחות רגישות צריכה להיות מאוחסנות מיובש.
Actuation Device 4.
- הסיטו את המזרק בנפח הרצוי, אשר עשוי להיות ספציפיים ליישום. עבור הממשל intrapulmonary ב שרקנים, להשתמש 2 מ"ל. יעילות פיזור קשורה נפח ומהירות של אוויר נמסר במהלך ההפעלה, כמו גם את המאפיינים פיזור הטבועה של אבקת 7. החור העליון של dosator להכיל מזרק תלוש-קצה. מזרק Luer נעילת ניתן להשתמש עם מתאם.
- הכנס את המזרק לתוך בקצה האחורי של dosator.
- הכנס את הקצה של המחט dosator לתוך tהוא מינון נמל על תא החשיפה. לדכא את המזרק בכוח, גירוש אבקה מתוך המכשיר ישירות לתוך החיה או לתא החשיפה או מכשיר אנליטי (איור 3).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
עבור אבקות מסיסות בקלות כמו אלה ריסוס מיובש במטרה למסירה ריאתי 5, 8, 9, את dosators לספק מנה בולוס מתוך המכשיר. ישנם יישומים רבים עבור dosators, לרבות אפיון חלקיקים במבחנה, ממשל intrapulmonary ישיר בבעלי חיים, לבין דור תרסיס למערכות שאיפה פסיביות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
הפיזור מן dosators היה מתאים חיות לקבל מנה טיפולית באמצעות נשימת אף בלבד פסיבית, מה שמעיד על חלק גדול של תרסיס התפזר גודל חלקיקים עיקרי. Dosators אלה יכולים לשמש עבור ממשל endotracheal, בהערכה במבחנה של ביצועי אבקה, ואת פיזור תרסיס אבקה יבשה בכלל מטרה עבור ניסויים אנליטי או יעילים. אם השתמשו למסירה intrapulmonary, חשוב להשתמש נפח מתאים של אוויר עבור מינים שנבחרו, כמו יתר האינפלציה של הריאות יכול לגרום נזק לרקמות ולעוות תוצאות pharmacokinetic. נפח של 5 מ"ל נעשה שימוש ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
חלקים מהנתונים הפרמקוקינטיים הוצגו ב-Respiratory Drug Delivery 2014 בפחרדו, פורטו ריקו ותיאורי מינון ונתונים פרמקוקינטיים נוספים הוצגו במפגש השנתי של האגודה האמריקאית למדעני פרמצבטיקה 2015 באורלנדו, פלורידה.
תודות
המחברים מבקשים להודות למכון הלאומי חביב לאלרגיה ומחלות זיהומיות למימון כדי לערוך מחקר זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינור מיקרוצנטריפוגה 0.5 מ"ל | VWR | 89000-026 | |
| בד תיל נירוסטה מסנן חלקיקים בנפח גבוה, ארוג, 304 נירוסטה, 60 x 60 רשת, .0045 אינץ' קוטר חוט | McMaster Carr | 9230T44 | |
| מחט חלוקת נירוסטה, ישרה, 18 מד, 1 אינץ' ארוך | McMaster Carr | 75165A676 | כל מחט בהתאמה תספיק |
| כדורי | כותנהמקמאסטר קאר | 54845T16 | |
| Parafilm M® סרט מעבדה | VWR | 100229-550 | |
| מקדח פלדה במהירות גבוהה תחמוצת שחורה, מד חוט 22, אורך כולל 3-1/8 אינץ', עומק מקדחה 1.8 אינץ', נקודת 135 מעלות | מקמאסטר קאר | 2901A195 |
מקורות
- 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).
- 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).
- Hickey, A. J., Concessio, N. M., Van Oort, M. M., Platz, R. M. Factors influencing the dispersion of dry powders as aerosols. Pharmaceutical Technology. 18 (8), 58-64 (1994).
- Garcia-Contreras, L., et al. Inhaled large porous particles of capreomycin for treatment of tuberculosis in a guinea pig model. Antimicrob Agents Chemother. 51 (8), 2830-2836 (2007).
- Durham, P. G., et al. Spray Dried Aerosol Particles of Pyrazinoic Acid Salts for Tuberculosis Therapy. Molecular Pharmaceutics. 12 (8), 2574-2581 (2015).
- Sung, J. C., et al. Dry powder nitroimidazopyran antibiotic PA-824 aerosol for inhalation. Antimicrob Agents Chemother. 53 (4), 1338-1343 (2009).
- 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).
- Morello, M., et al. Dry-powder pulmonary insufflation in the mouse for application to vaccine or drug studies. Tuberculosis. 89 (5), 371-377 (2009).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
תגיות
