Dozatory jednorazowego użytku przeznaczone do podawania myszom suchego proszku
18 sierpnia 2023
Rozwój suchego proszku farmaceutycznego wymaga wiarygodnych testów in vivo, często przy użyciu modelu mysiego. Technologia urządzeń do dokładnego i powtarzalnego dostarczania myszom aerozoli w postaci suchego proszku jest ograniczona. W badaniu tym przedstawiono jednorazowe dozatory do podawania leków do płuc w dawkach odpowiednich dla myszy, pomagając we wstępnych badaniach potwierdzających słuszność koncepcji.
Opracowujemy nowe i istniejące leki do inhalacyjnej terapii prątków. Koncentrujemy się na nowatorskim podejściu do leczenia organizmów opornych na leki, zapewniającym bezpieczeństwo i skuteczność przy użyciu suchych proszków. Wstępne badania przedkliniczne produktów inhalacyjnych suchego proszku zwykle odbywają się w modelu mysim przed przeniesieniem do większego modelu zwierzęcego.
Istotnym ograniczeniem tego podejścia jest brak odpowiedniej technologii urządzeń do dokładnego i powtarzalnego dostarczania suchych proszków małym zwierzętom. Opracowane przez nas jednorazowe dozatory są łatwe w produkcji, dzięki czemu są dostępne i opłacalne w przypadku wstępnych badań potwierdzających słuszność koncepcji na myszach. Jednorazowy charakter pozwala na ich stosowanie w salach zabiegowych dla zwierząt bez obaw o czyszczenie, uzupełnianie i ważenie materiałów do urządzeń wielokrotnego użytku.
W naszych przyszłych pracach wykorzystamy bioterapeutyczne ugrupowania ukierunkowane na patogen, które pozwolą uniknąć jakiegokolwiek wpływu na gospodarza. To podejście może być dostosowane do pacjenta, ponieważ jest specyficzne dla patogenu. Aby przygotować jednorazowy dozownik i jego elementy wypełniające, weź igłę ze stali nierdzewnej o średnicy 2,5 centymetra lub 1 cala o rozmiarze od 21 do 25.
Używając precyzyjnej piły do cięcia lub szlifierki taśmowej, przytnij plastikową część Luer igły, pozostawiając około 2 do 3 milimetrów plastikowej Luer przymocowanej do igły. Następnie odetnij około 1 do 1,5 centymetra od końcówki stożkowej probówki wirówkowej o pojemności 0,6 mililitra. Następnie napełnij tę odciętą końcówkę 30 do 35 miligramami interesującego Cię proszku.
W celu przechowywania lub transportu proszku należy umieścić nasadkę rurki odcinającej na odciętej końcówce zawierającej proszek. Użyj folii parafinowej do owinięcia pokrowca, minimalizując narażenie proszku na wilgoć z otoczenia. Aby załadować dozownik, należy wbić przyciętą igłę ze stali nierdzewnej w łoże proszku w naciętej końcówce tyle razy, ile jest to konieczne, aby osiągnąć pożądaną dawkę.
Za pomocą niestrzępiącej się wycieraczki delikatnie przetrzyj boki igły, aby usunąć nadmiar proszku. Następnie weź igłę polipropylenową o średnicy 3,81 centymetra lub 1,5 cala o rozmiarze od 16 do 20 i ostrożnie włóż do niej załadowaną igłę ze stali nierdzewnej, uważając, aby nie usunąć proszku. Alternatywnie użyj do tego samego igły PTFE o długości 5,08 centymetra lub 2 cali.
Aby uruchomić dozownik, należy najpierw cofnąć jednorazową strzykawkę do żądanej objętości w zależności od zastosowania. Następnie przymocuj strzykawkę do zamka Luer na igle z polipropylenu lub PTFE przed włożeniem końcówki igły dozownika do żądanego celu. Aby przeanalizować zawartość proszku i odtwarzalność, należy wprowadzić igłę dozatora przez perforowaną przegrodę gumową lub folię parafinową do fiolki z niewielką ilością płynu.
Mocno wcisnąć tłok strzykawki, wypychając proszek z urządzenia do fiolki do pobierania pokarmów. Na koniec należy przeanalizować roztwór proszku w fiolce za pomocą spektrofotometrii w zakresie widzialnym w promieniowaniu UV w celu monitorowania dawki proszku uwalnianego z dozownika. Rozważano podanie czterech różnych proszków suszonych rozpyłowo, zwizualizowanych za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej.
Dostarczoną dawkę, w funkcji liczby Tampów w złożu proszkowym, uzyskano ze spektrofotometrii roztworów proszkowych w zakresie widzialnym UV. Warto zauważyć, że wszystkie suszone rozpyłowo proszki wykazywały liniową reakcję na dawkę od 1 do 4 Tamps. Pierwszy Tamp zawsze otrzymywał większą dawkę proszku niż kolejne Tampy.
W porównaniu z zademonstrowaną stalą nierdzewną o rozmiarze 21 z dozownikiem polipropylenu o grubości 16, zaobserwowano niewielki wzrost osiągalnej dawki przy użyciu stali nierdzewnej o grubości 21 z dozownikiem PTFE o rozmiarze 20 dla proszku SD-1. Zgodnie z oczekiwaniami, osiągalna dawka SD-1 zmniejszyła się w przypadku stali nierdzewnej o grubości 22, przy czym dozator polipropylenowy o rozmiarze 18 ma mniejszą wewnętrzną średnicę igły. Stal nierdzewna o grubości 25 z dozownikiem polipropylenu o grubości 20 dodatkowo zmniejszyła początkowe i kolejne dawki Tamp.
Jest to porównanie czterech systemów dozowników, które zostały ocenione, podkreślając, że dawki można dostosować do różnych potrzeb w zakresie dawkowania.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
To badanie koncentruje się na opracowaniu jednorazowych dozatorów do podaży leków drogą wziewną u myszy, rozwiązując problemy związane z dokładnym i powtarzalnym podaniem suchych proszków. Urządzenia te ułatwiają początkowe badania dotyczące wskazania pojęcia terapii wziewnych ukierunkowanych na lekooporne choroby spowodowane przez prątki.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Rozwój farmaceutyczny
- Terapia wziewna
- Systemy dostarczania leków
Tło
- Terapie wziewne są kluczowe w leczeniu chorób wywołanych przez prątki.
- Testy przedkliniczne często wykorzystują modele mysze dla wstępnych ocen.
- Istniejące technologie urządzeń do podawania suchych proszków są ograniczone.
- Dokładne dawkowanie jest niezbędne do oceny bezpieczeństwa i skuteczności.
Cel badania
- Opracowanie niezawodnego urządzenia do podawania aerozoli suchych proszków myszom.
- Poprawa dostępności i opłacalności badań przedklinicznych.
- Wsparcie badań nad lekoopornymi organizmami prątkowymi.
Stosowane metody
- Projektowanie i produkcja jednorazowych dozatorów.
- Testy dotyczące dokładności i powtarzalności w podawaniu leków.
- Wykorzystanie modeli myszy dla wstępnych badań wskazujących na koncepcję.
- Ocena wydajności urządzenia w warunkach procedur zwierzęcych.
Główne wyniki
- Jednorazowe dozatory wykazały skuteczne podawanie suchych proszków.
- Urządzenia były łatwe do produkcji i opłacalne.
- Wstępne testy wykazały niezawodne dawkowanie u myszy.
- Ułatwiły badania bez obciążenia związanego z czyszczeniem i uzupełnianiem.
Wnioski
- Opracowane dozatory zapewniają praktyczne rozwiązanie do podaży leków drogą wziewną u myszy.
- Wspierają rozwój terapii wziewnych dla lekoopornych infekcji.
- Ta innowacja może poprawić efektywność przedklinicznych badań leków.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Accurate and reproducible dry powder delivery in murine models is a critical bottleneck for early-stage pulmonary drug development, particularly for inhalational therapies targeting drug-resistant pathogens. Disposable dosators address this gap by enabling precise, scalable dosing in proof-of-concept studies, supporting robust target validation and early portfolio triage. Their accessibility and ease of use streamline preclinical workflows, reducing operational friction and enhancing predictive confidence in translational research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous hypothesis testing of inhaled drug candidates in small animal models.
- Supports functional target validation by ensuring consistent pulmonary exposure.
- Facilitates mechanistic de-risking through reproducible dosing and response measurement.
- Improves predictive confidence for advancing candidates to larger animal studies.
Screening & Assay Development
- Prepares validated murine systems for downstream inhalation efficacy and safety assays.
- Standardizes dosing protocols, enhancing reproducibility and quantitative output reliability.
- Enables scalable, high-throughput screening of dry powder formulations.
- Supports reliable compound evaluation by minimizing device-related variability.
Translational & Preclinical Research
- Aligns murine dosing with disease-relevant pulmonary delivery for translational continuity.
- Provides a bridge from discovery to preclinical validation by supporting robust dose-response studies.
- Reduces biological risk in portfolio advancement decisions through improved data quality.
- Enables early identification of translational biomarkers linked to inhaled drug exposure.
Pipeline & Workflow Integration
Disposable dosators integrate at the interface of early discovery and preclinical research, enabling seamless progression from target validation to lead identification and translational studies in pulmonary drug development.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven testing and pathway clarification by delivering precise doses in murine models.
- Screening: Provides assay-ready, reproducible dosing for quantitative comparison of dry powder candidates.
- Analytics: Facilitates UV-visible spectrophotometric measurement of delivered dose, supporting robust statistical analysis.
- Translational Research: Ensures continuity of dosing strategies from murine models to larger species when supported by data.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, scalable solution for repeated use across multiple early-stage programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in pulmonary drug delivery studies.
- Operational Value: Streamlines workflows with disposable, easy-to-manufacture devices that eliminate cleaning and refilling steps.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by improving data quality in early studies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of inhaled drug candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine handling and pulmonary dosing techniques.
- Needs access to precision sectioning tools and UV-visible spectrophotometry for dose analysis.
- Demands cross-team standardization of dosing protocols for reproducibility.
- Adaptable to various spray-dried powder formulations and needle gauges as supported by data.
- Limited to preclinical murine models; not validated for larger species or clinical use.
