Durante lo sviluppo di farmaci per la consegna polmonare, è necessario valutare la farmacocinetica e l'efficacia in un modello animale. Presentiamo un metodo per costruire un sistema aerosol dispersione monouso da componenti of-the-shelf che possono essere utilizzati per somministrare intrapolmonari aerosol polvere secca per roditori.
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Articolo metodologico
Monouso Dosators per insufflazione polmonare di agenti terapeutici ai piccoli animali
In questo articolo
Sommario
Abstract
Lo sviluppo di nuovi prodotti terapeutici richiede test di efficacia in un modello animale. La via di somministrazione polmonare può essere utilizzata per somministrare farmaci a livello locale e sistemico. La valutazione degli aerosol di polvere secca richiede un meccanismo di dispersione efficiente per mantenere alte concentrazioni in una camera di esposizione o per la somministrazione endotracheale diretta. Sebbene esistano soluzioni per esporre gli animali per inalazione passiva ad aerosol di polvere secca, la maggior parte richiede masse di polvere in grande eccesso rispetto alla dose erogata. Ciò preclude la conduzione di studi di fattibilità precoci poiché il farmaco disponibile nella fase di ricerca o di sviluppo iniziale non è sufficiente per supportare i requisiti di somministrazione della dose per i sistemi convenzionali di somministrazione di aerosol. Quando si progetta un prodotto farmaceutico aerosol, le prestazioni aerodinamiche possono essere correlate direttamente all'efficienza e all'efficacia della consegna. La dispersione della polvere in un aerosol richiede un apporto di energia sufficiente a superare le forze interparticellari e gli approcci di ingegneria delle particelle possono migliorare sostanzialmente le prestazioni dell'aerosol. Abbiamo sviluppato un sistema di dispersione (dosatore) in grado di aerosolizzare in modo efficiente aerosol di polvere secca ingegnerizzata ai fini dell'insufflazione polmonare diretta, della dispersione in un sistema di esposizione o della generazione per scopi analitici.
Introduzione
Sviluppo di nuovi prodotti terapeutici richiede prove di efficacia in un modello animale. La via di somministrazione polmonare può essere utilizzato per fornire farmaci a livello locale e sistemica 1. Valutazione di aerosol in polvere secca richiede un meccanismo efficiente dispersione di mantenere elevate concentrazioni in camera di esposizione o per somministrazione diretta endotracheale. Mentre le soluzioni esistono per esporre gli animali per inalazione passiva ad asciugare aerosol in polvere, la maggior parte richiedono masse di polvere in grande eccesso della dose erogata 2.
Questo preclude la realizzazione di studi di fattibilità già nel farmaco insufficiente è disponibile presso la ricerca o fase iniziale di sviluppo per sostenere le esigenze di consegna della dose per i sistemi di erogazione di aerosol convenzionali.
Durante la progettazione di un prodotto di droga aerosol, le prestazioni aerodinamiche può riguardare direttamente l'efficienza e l'efficacia di consegna> 3. Dispersione di polvere in un aerosol richiede l'input di energia sufficiente a superare le forze interparticulate, e le soluzioni tecniche particella può migliorare sostanzialmente le prestazioni aerosol 4, 5, 6. Abbiamo sviluppato un sistema di dispersione (dosatore) che può aerosolizzare ingegneristiche aerosol di polvere secca efficiente ai fini di insufflazione polmonare diretta, dispersione in un sistema di esposizione o di generazione per scopi analitici.
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Protocollo
1. Preparazione di componenti della Dosators
- Perforare la parte inferiore di una provetta 0,5 mL polipropilene perforando o semplicemente molatura o tagliare il fondo con una mola o un paio di forbici. Assicurarsi che il foro nel centro e non è superiore a 2 mm di diametro e non meno di 1 mm di diametro (Figura 1).
- Perforare la parte superiore della provetta. Utilizzando un # 22 punta di trapano (circa 4 mm di diametro), praticare un foro al centro del tappo. Ciò si traduce in un foro che si adatta una siringa slip-tip (Figura 1).
- Preparare fini schermate da inserire nelle provette da microcentrifuga. Rendere schermi da 304 tela metallica in acciaio inox, 60 x 60 mesh con diametro del filo di 0,0045" . Tagliare le schermate con cesoie o punzone utilizzando uno stampo ad un diametro esterno di 5 mm (figura 2).
2. Assemblea della Dosators
- Utilizzando sia pinze o l'estremità di un ago punta smussata, inserire lo schermo nella provetta e alloggiarlo in basso in modo che esso copre l'apertura. Questo servirà a sostenere la polvere prima dell'attivazione.
- Press Fit l'estremità più stretta della punta microcentrifuga nell'estremità di un ago punta smussata. A tale scopo, a mano o con una pressa da banco e una guida. Pulire delicatamente la parte superiore dell'ago e inferiore del tubo con etanolo per pulire le parti per garantire una stretta, vestibilità resiliente.
3. Riempire il Dosators
- Utilizzando una microbilancia analitica, tarare il dispositivo e caricare la quantità desiderata di polvere nel dosatore. Un tipico massa di polveri per la dispersione varia da 1 a 10 mg.
- Una volta riempito, collegare la parte superiore della provetta con un'assegnazione di cotone e un paio di pinze. Ciò impedirà la polvere dal disegno nella siringa o caduta, pur consentendo il flusso d'aria attraverso il dosatore per disperdere la polvere.
- chiudere il tappo provetta.
- Se non viene utilizzato immediatamente, sigillare la parte superiore con una piccola quantità di laboratorio pellicola per minimizzare l'esposizione polvere all'umidità ambientale. NOTA: Generalmente, dosators precaricati devono essere conservati in base alle esigenze dell'ingrediente farmaceutico attivo (API) di stoccaggio. Spesso polveri aerosol sono sensibili all'umidità e devono essere conservati essiccato.
4. Dispositivo di azionamento
- Arretrare la siringa al volume desiderato, che può essere specifica applicazione. Per la somministrazione intrapolmonare in cavie, utilizzare 2 ml. Efficienza dispersione è correlata al volume e la velocità dell'aria erogata durante l'azionamento, come pure le proprietà di dispersione intrinseche della polvere 7. Il foro superiore del dosatore ospita una siringa slip-punta. Una siringa Luer-lock può essere utilizzato con un adattatore.
- Inserire la siringa nel back-end del dosatore.
- Inserire l'estremità ago del dosatore in tegli dosaggio porta sulla camera di esposizione. Deprimere la siringa con forza, espellendo polvere dal dispositivo e direttamente nell'animale o nella camera di esposizione o strumento analitico (Figura 3).
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Risultati
Per le polveri dispersibili facilmente come quelli essiccato a spruzzo con l'intento di consegna polmonare 5, 8, 9, i dosators consegnare un bolo dal dispositivo. Ci sono molte applicazioni per le dosators, incluse caratterizzazione in vitro delle particelle, amministrazione intrapolmonare diretto di animali vivi, e la generazione di aerosol per inalazione sistemi passivi.
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Discussione
La dispersione dei dosators era adatto per animali ricevono una dose terapeutica mediante la respirazione naso sola passivo, indicando una grande proporzione di aerosol dispersi per dimensioni delle particelle primarie. Questi dosators possono essere usate per la somministrazione endotracheale, nella valutazione delle prestazioni vitro polvere, e scopo generale polvere secca dispersione aerosol per esperimenti analitici o efficaci. Se utilizzato per la consegna intrapolmonare, è importante utilizzare u...
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Dichiarazioni
Parti dei dati farmacocinetici sono stati presentati al Respiratory Drug Delivery 2014 a Fajardo, Porto Rico e le rappresentazioni dei dosatori e ulteriori dati farmacocinetici sono stati presentati al meeting annuale dell'American Association of Pharmaceutical Scientists 2015 a Orlando, in Florida.
Ringraziamenti
Autori desiderano ringraziare gentilmente l'Istituto Nazionale per le allergie e le malattie infettive per il finanziamento per lo svolgimento di questa ricerca.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Provetta per microcentrifuga da 0,5 mL | VWR | 89000-026 | |
| Tela metallica in acciaio inossidabile filtrante per particelle ad alto volume, tessuta, acciaio inossidabile 304, 60 x 60 maglie, diametro del filo .0045" | McMaster Carr | 9230T44 | |
| Ago di erogazione in acciaio inossidabile, dritto, calibro 18, lungo 1" | McMaster Carr | 75165A676 | Qualsiasi ago luer-fit sarà sufficiente |
| Batuffoli | di cotoneMcMaster Carr | 54845T16 | |
| Parafilm M® Pellicola da laboratorio | VWR | 100229-550 | |
| Punta da trapano per operai in acciaio ad alta velocità all'ossido nero, diametro del filo 22, lunghezza totale 3-1/8", profondità di foratura 1,8", punta 135 gradi | McMaster Carr | 2901A195 |
Riferimenti
- 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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Ristampe e permessi
