Płucna droga podawania oferuje różne korzyści w dostarczaniu leków zarówno dla działań miejscowych, jak i ogólnoustrojowych. W leczeniu chorób płuc wysokie miejscowe stężenie leku można osiągnąć poprzez dostarczanie do płuc, zmniejszając w ten sposób wymaganą dawkę i zmniejszając częstość występowania ogólnoustrojowych działań niepożądanych. Co więcej, stosunkowo niska aktywność enzymatyczna w płucach może zmniejszać przedwczesny metabolizm leków. Płuca są również wydajne w wchłanianiu leków o działaniu ogólnoustrojowym ze względu na dużą i dobrze ukrwioną powierzchnię, niezwykle cienką warstwę komórek nabłonka i dużą objętość krwi w naczyniach włosowatych płucnych1.
Wziewne preparaty suchego proszku były szeroko badane pod kątem zapobiegania i leczenia różnych chorób, takich jak astma, przewlekła obturacyjna choroba płuc, cukrzyca i szczepienia płuc2,3,4. Leki w stanie stałym są na ogół bardziej stabilne niż w postaci płynnej, a inhalatory suchego proszku są bardziej przenośne i przyjazne dla użytkownika niż nebulizatory5,6. Przy opracowywaniu postaci wziewnych suchego proszku należy ocenić bezpieczeństwo, profil farmakokinetyczny i skuteczność terapeutyczną w przedklinicznych modelach zwierzęcych po podaniu dopulmonologicznym7. W przeciwieństwie do ludzi, którzy mogą aktywnie wdychać suchy proszek, dostarczanie suchego proszku przez płuca małym zwierzętom jest trudne. Konieczne jest ustalenie skutecznego protokołu dostarczania suchego proszku do płuc zwierząt.
Myszy są powszechnie używane jako badawcze modele zwierzęce, ponieważ są ekonomiczne i dobrze się rozmnażają. Są również łatwe w obsłudze, a wiele modeli chorób jest dobrze ugruntowanych. Istnieją dwa główne podejścia do podawania suchego proszku do płuc myszy: inhalacja i podanie dotchawicze. Do inhalacji mysz umieszcza się w komorze na całe ciało lub tylko nos, gdzie suchy proszek jest aerozolowany, a zwierzęta wdychają aerozol bez sedacji8,9. Wymagany jest drogi sprzęt, a skuteczność dostarczania leków jest niska. Podczas gdy komora na całe ciało może być technicznie mniej wymagająca, komora naświetlania tylko na nos może zminimalizować narażenie na działanie narkotyków na powierzchnię ciała. Niezależnie od tego, nadal trudno jest precyzyjnie kontrolować i określać dawkę dostarczaną do płuc. Suchy proszek osadza się głównie w okolicy nosogardzieli, gdzie widoczny jest klirens śluzowo-rzęskowy10. Co więcej, myszy znajdujące się w komorze są narażone na znaczny stres podczas procesu podawania, ponieważ są ograniczone i pozbawione dostępu do pożywienia i wody11. W przypadku podawania dotchawiczego na ogół odnosi się do wprowadzenia substancji bezpośrednio do tchawicy. Aby to osiągnąć, istnieją dwie różne techniki: tracheotomia i intubacja ustno-tchawicza. Ta pierwsza wymaga zabiegu chirurgicznego, który polega na nacięciu tchawicy, które jest inwazyjne i rzadko stosowane do podawania proszku. Tylko druga technika jest tutaj opisana. W porównaniu z metodą inhalacyjną, podawanie dotchawicze jest częściej stosowaną metodą podawania do płuc u myszy ze względu na wysoką skuteczność dostarczania przy minimalnych stratach leku12,13. Jest to prosta i szybka metoda na precyzyjne dostarczenie myszce niewielkiej ilości proszku w ciągu kilku miligramów. Chociaż mysz jest anatomicznie i fizjologicznie odmienna od człowieka i podczas procesu intubacji wymagane jest znieczulenie, podanie dotchawicze omija górne drogi oddechowe i oferuje bardziej skuteczny sposób oceny aktywności biologicznej preparatu suchego proszku, takiej jak wchłanianie płucne, biodostępność i efekty terapeutyczne14,15.
Aby podać suchy proszek dotchawiczo, mysz musi być zaintubowana, co może być trudne. W artykule opisano wytwarzanie wykonanego na zamówienie insuflatora suchego proszku i urządzenia do intubacji. Przedstawiono procedury intubacji i wdmuchiwania suchego proszku do płuc myszy.