Tijdens de ontwikkeling van geneesmiddelen voor pulmonaire afgifte, is het noodzakelijk om de farmacokinetiek en werkzaamheid te evalueren in een diermodel. We presenteren een methode om een wegwerpbare aërosolvorming te bouwen uit van standaardcomponenten die kunnen worden gebruikt voor intrapulmonaire droge poeder aërosol toedienen knaagdieren.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Wegwerp dosators voor Pulmonary Insufflatie van therapeutische middelen voor kleine dieren
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De ontwikkeling van nieuwe therapeutische producten vereist effectiviteitstesten in een diermodel. De pulmonale toedieningsroute kan worden gebruikt om geneesmiddelen lokaal en systemisch toe te dienen. Evaluatie van droge poederaerosols vereist een efficiënt verspreidingsmechanisme om hoge concentraties in een blootstellingskamer te handhaven of voor directe endotracheale toediening. Hoewel er oplossingen bestaan om dieren bloot te stellen door passieve inademing van droge poederaerosols, vereisen de meeste ervan hoeveelheden poeder die ver boven de geleverde dosis uitkomen. Dit sluit vroege haalbaarheidsstudies uit, omdat er onvoldoende medicijn beschikbaar is in de onderzoeks- of vroege ontwikkelingsfase om de dosisleveringsvereisten voor conventionele aerosolafgiftesystemen te ondersteunen. Bij het ontwerpen van een aerosolgeneesmiddel kan de aerodynamische prestatie direct verband houden met de afgifte-efficiëntie en -effectiviteit. Verspreiding van poeder in een aerosol vereist energie-input die voldoende is om interparticulaire krachten te overwinnen, en deeltjestechnieken kunnen de prestaties van aerosols aanzienlijk verbeteren. We hebben een verspreidingssysteem (dosator) ontwikkeld dat geëngend droge poederaerosols efficiënt kan verstuiven voor het doel van directe pulmonale insufflatie, verspreiding in een blootstellingssysteem of generatie voor analytische doeleinden.
Inleiding
Ontwikkeling van nieuwe therapeutische producten vereist werkzaamheid testen in een diermodel. De pulmonaire route van toediening kan worden gebruikt om geneesmiddelen plaatselijk als systemisch 1 leveren. Evaluatie van droge poeder aërosol vereist een efficiënt mechanisme om dispersie hoge concentraties per blootstellingskamer of directe endotracheale toediening handhaven. Terwijl oplossingen bestaan aan dieren bloot door passieve inhalatie poeder aërosol drogen, vereisen de meeste massa poeder in grote overmaat van de afgegeven dosis 2.
Dit voorkomt het uitvoeren van vroege haalbaarheidsstudies, omdat er onvoldoende geneesmiddel is beschikbaar op het onderzoek of vroege ontwikkeling tot de oplevering dosis eisen voor conventionele aërosol levering systemen te ondersteunen.
Bij het ontwerpen van een aërosol geneesmiddel kan aërodynamische prestatie rechtstreeks verband houden met de levering efficiency en effectiviteit> 3. Dispersie van poeder in een aerosol vereist energietoevoer voldoende om interparticulate krachten te overwinnen en deeltjestechnologie benaderingen aërosolprestatie 4, 5, 6 aanzienlijk verbeteren. We hebben een dispersiesysteem (doseerinrichting) die gemanipuleerde droogpoeder aerosolen efficiënt aërosolvorm behoeve van rechtstreekse pulmonaire insufflatie dispersie in een belichtingssysteem of opstelling voor analytische doeleinden ontwikkeld.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Bereiding van componenten van de dosators
- Perforeren bodem van een 0,5 ml polypropyleen microcentrifugebuis door boren of door eenvoudig slijpen of snijden van de bodem met een slijpschijf of een scherpe schaar. Zorgen dat het gat in het midden en niet meer dan 2 mm in diameter en niet minder dan 1 mm (figuur 1).
- Perforeren boven de microcentrifugebuis. Met behulp van een # 22 boorkop (ongeveer 4 mm in diameter), boor een gat in het midden van de dop. Hierdoor ontstaat een gat een slip-tip spuit (figuur 1) past.
- Bereid de fijnzeven te worden ingebracht in de microcentrifugebuizen. Maak screens van 304 roestvrij staal gaas, 60 x 60 mesh met een draaddiameter van 0,0045" . Snij de schermen met Blikschaar of punch ze met behulp van een matrijs met een buitendiameter van 5 mm (figuur 2).
2. Montage van de dosators
- Met behulp van een tang of het einde van een stompe punt naald, plaatst het scherm in de microcentrifugebuis en plaats deze in de bodem, dat voordien de opening. Dit zal dienen om het poeder te ondersteunen vóór activering.
- Perspassing het dunne uiteinde van de microcentrifuge punt in het uiteinde van een stompe punt naald. Doe dit met de hand of met een bench-top pers en een gids. Veeg de bovenkant van de naald en de bodem van de buis met ethanol reinigen van onderdelen om een strakke, elastische pasvorm.
3. vullen dosators
- Via een analytische microbalans, tarra de inrichting en de gewenste hoeveelheid poeder te laden in de doseerinrichting. Een typische poedermassa voor suspensie varieert van 1 tot 10 mg.
- Eenmaal gevuld, sluit de bovenkant van de microcentrifugebuis met een toewijzing van katoen met een pincet. Dit voorkomt dat het poeder opzuigen in de injectiespuit of uitvallen, terwijl luchtstroom door de doseerinrichting om het poeder te dispergeren.
- sluiten microcentrifugebuis dop.
- Indien niet direct gebruikt wordt, sluit de top met een kleine hoeveelheid lab-film blootstelling poeder omgevingsvocht minimaliseren. OPMERKING: algemeen moeten voorgeladen dosators worden opgeslagen volgens de eisen van het werkzame farmaceutische bestanddeel (API) opslag. Vaak aerosol poeders zijn vochtgevoelig en gedroogde opslaan.
4. Inrichting Aandrijving
- Nadeel de injectiespuit op het gewenste volume, die toepassingsspecifiek kunnen zijn. Voor intrapulmonale toediening bij cavia's, gebruik 2 ml. Dispersie efficiency is gerelateerd aan het volume en de lucht afgegeven gedurende de aandrijving, en de inherente spreiding van het poeder 7. Het bovenste gat van de doseerinrichting bevindt zich een slip-tip spuit. Een luerlockspuit kan worden gebruikt met een adapter.
- Steek de spuit in de achterkant van de doseerinrichting.
- Steek de naald einde van de doseerinrichting in tHij doseren poort van de blootstellingskamer. Druk de spuit met kracht uitdrijven poeder uit de inrichting en direct in het dier of in de belichtingskamer of analytisch instrument (figuur 3).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Voor gemakkelijk dispergeerbare poeders zoals gesproeidroogd met de bedoeling voor pulmonaire aflevering 5, 8, 9, de dosators levert een bolusdosis uit de inrichting. Er zijn vele toepassingen voor dosators, zoals in vitro deeltjeskarakterisering, directe intrapulmonaire toediening in levende dieren en aërosol voor inhalatie passieve systemen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De dispersie van de dosators geschikt was voor dieren om een therapeutische dosis via passieve neus slechts beademing krijgen, hetgeen een groot deel van de aerosol gedispergeerde primaire deeltjesgrootte. Deze dosators kunnen worden gebruikt voor endotracheale toediening, in vitro evaluatie van poeder prestaties en algemene droge poeder aërosolvorming voor analytische of werkzame experimenten. Indien voor intrapulmonaire afgifte, is het belangrijk om een geschikt volume van lucht voor de gekozen soorten ge...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Delen van de farmacokinetische gegevens werden gepresenteerd op Respiratory Drug Delivery 2014 in Fajardo, Puerto Rico en afbeeldingen van de dosator en aanvullende farmacokinetische gegevens werden gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association of Pharmaceutical Scientists 2015 in Orlando, Florida.
Dankbetuigingen
Auteurs willen om vriendelijk willen bedanken het Nationaal Instituut voor Allergie en Besmettelijke Ziekte voor de financiering om dit onderzoek uit te voeren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0,5 mL microcentrifuge tube | VWR | 89000-026 | |
| High-Volume Particle-Filtering Stainless Steel Wire Cloth, Woven, 304 Stainless Steel, 60 x 60 Mesh,.0045" Wire Diameter | McMaster Carr | 9230T44 | |
| Stainless Steel Dispensing Needle, Straight, 18 Gauge, 1" Long | McMaster Carr | 75165A676 | Elke luer-fit naald is voldoende |
| Katoenen bolletjes | McMaster Carr | 54845T16 | |
| Parafilm M® Laboratory Film | VWR | 100229-550 | |
| Black-Oxide High-Speed Steel Jobbers' Drill Bit, Wire Gauge 22, 3-1/8" Overall Length, 1,8" Drill Depth, 135Deg Point | McMaster Carr | 2901A195 |
Referenties
- 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).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
