При разработке лекарственных средств для легочной доставки, необходимо оценить фармакокинетику и эффективность в животной модели. Мы представляем метод для создания одноразовой использования системы аэрозольной дисперсии из из готовых компонентов, которые могут быть использованы для введения сухого порошка внутрилегочного аэрозоля для грызунов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Одноразовые Дозаторы для легочного вдувания терапевтических агентов малых животных
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Разработка новых терапевтических продуктов требует тестирования эффективности на животной модели. Легочный путь введения может быть использован для доставки лекарств местно и системно. Оценка аэрозолей сухого порошка требует эффективного механизма диспергирования для поддержания высоких концентраций в экспозиционной камере или для прямого эндотрахеального введения. Несмотря на то, что существуют решения для пассивного вдыхания животных с помощью сухих порошковых аэрозолей, для большинства из них требуется масса порошка, значительно превышающая дозу. Это исключает возможность проведения ранних технико-экономических обоснований, поскольку на стадии исследований или разработки имеется недостаточно лекарственного препарата для удовлетворения требований к доставке дозы для обычных систем доставки аэрозолей. При разработке аэрозольного лекарственного препарата аэродинамические характеристики могут напрямую связаны с эффективностью и результативностью доставки. Диспергирование порошка в аэрозоль требует затрат энергии, достаточной для преодоления сил между частицами, а подходы к проектированию частиц могут значительно улучшить характеристики аэрозоля. Мы разработали систему диспергирования (дозатор), которая может эффективно распылять сконструированные аэрозоли сухого порошка с целью прямой легочной инсуффляции, диспергирования в системе экспозиции или генерации для аналитических целей.
Введение
Разработка новых терапевтических продуктов требует тестирования эффективности в модели на животных. Легочный путь введения может быть использован для доставки лекарственных средств местно и системно 1. Оценка сухих порошковых аэрозолей требует эффективного механизма дисперсии для поддержания высоких концентраций в экспозиционной камере или для прямого введения эндотрахеальной. В то время как решения существуют подвергать животных путем пассивной ингаляции сухого порошка аэрозоли, большинство из них требуют массы порошка в большом избытке дозы доставлены 2.
Это исключает возможность проведения досрочных технико-экономических обоснований, как недостаточное препарат доступен на исследования или на ранней стадии развития, чтобы поддержать требования доставки дозы для обычных систем доставки аэрозоля.
При разработке лекарственного продукта аэрозоля, аэродинамические характеристики могут относиться непосредственно к эффективности доставки и эффективности> 3. Дисперсия порошка в виде аэрозоля требует подвода энергии , достаточной для преодоления силы между частицами, и инженерные подходы частиц может существенно улучшить производительность аэрозольного 4, 5, 6. Мы разработали систему дисперсии (дозатор), который может аэрозолировать Engineered сухого порошка аэрозолей эффективны для целей прямой легочной инсуффляции, дисперсий в систему экспозиции или генерацию для аналитических целей.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Приготовление компонентов Дозаторы
- Проколите в нижней части трубки микроцентрифужной 0,5 мл полипропилена путем бурения или просто шлифование или отрезав дно с шлифовальным кругом или острой парой ножниц. Убедитесь , что отверстие в центре и не более 2 мм в диаметре и не менее 1 мм в диаметре (Рисунок 1).
- Проколите верхнюю часть трубки микроцентрифужной. Использование # 22 сверла (приблизительно 4 мм в диаметре), просверлить отверстие в центре крышки. Это приводит к отверстию , которое будет соответствовать скольжения наконечника шприца (Рисунок 1).
- Приготовьте тонкие экраны, которые будут вставлены в микропробирки. Сделать экраны из нержавеющей стали 304 проволочной сетки, 60 х 60 меш с диаметром проволоки 0,0045" . Обрежьте экраны с надрезами олова или удар их с использованием штампа с наружным диаметром 5 мм (рисунок 2).
2. Сборка дозаторов
- Используя либо щипцы или конец тупого кончика иглы, вставьте экран в микроцентрифужных трубки и сиденья его в нижней части так, чтобы она закрывает отверстие. Это будет служить для поддержки порошка перед приведением.
- Запрессуйте узкий конец наконечника микроцентрифугирования в конец тупой иглы наконечника. Сделайте это вручную или с помощью настольного пресса и руководства. Аккуратно протрите верхнюю часть иглы и нижнюю части трубы с этанолом, чтобы очистить части, чтобы обеспечить плотную посадку, упругую.
3. Заполнение дозаторов
- Используя аналитические микровесы, тарное устройство и загрузить нужное количество порошка в дозатор. Типичная масса порошка для диспергирования в диапазоне от 1 до 10 мг.
- После заполнения, вставьте верхнюю часть трубки микроцентрифужной с наделом хлопка и пинцетом. Это позволит предотвратить порошок от рисунка в шприц или выпадать, позволяя при этом воздушный поток через дозатор для диспергирования порошка. Закройте крышку микроцентрифужных трубки.
- Если не используется немедленно, запечатать верхнюю часть с небольшим количеством лабораторной пленкой, чтобы свести к минимуму воздействие на порошок влаги окружающей среды. Примечание: Как правило, предварительно загруженные дозаторы должны храниться в соответствии с требованиями хранения активного фармацевтического ингредиента (API). Часто аэрозольные порошки чувствительны к влаге и должны быть сохранены обезвоживанием.
Срабатывание 4. Устройство
- Draw обратно в шприц до нужного объема, который может быть конкретное применение. Для внутрилегочного введения у морских свинок, используют 2 мл. Эффективность Дисперсия связана с объемом и скоростью воздуха , подаваемого во время приведения в действие, а также присущих дисперсионных свойств порошка 7. Верхнее отверстие в дозатор вмещает скольжения наконечника шприца. Шприц Luer-замок может быть использован с адаптером.
- Вставьте шприц в заднюю часть дозатора.
- Вставьте конец иглы в дозатор в тон дозирующее отверстие на экспозиционной камере. Выжмите шприц с силой, выталкивания порошка из устройства и непосредственно в животное или в экспозиционной камере или аналитического прибора (рисунок 3).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Для получения легко диспергируемых порошков , таких как те , которые сушат распылением с целью для легочной доставки 5, 8, 9, в дозаторы доставки дозы болюса из устройства. Есть много приложений для дозаторов, в том числе в пробирке определения свойств частиц, прямом внутрилегочном введении в живых животных, и генерировании аэрозоля для ингаляции пассивных систем.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Дисперсия из Дозаторы была пригодна для животных, чтобы получить терапевтическую дозу через нос пассивного только дыхание, что указует на большую часть аэрозоля, диспергированную с размером первичных частиц. Эти дозаторы могут быть использованы для введения эндотрахеальной, в пробирке оценки характеристик порошка, а также общего назначения сухого порошка дисперсии аэрозоля для анализа или эффективных экспериментов. Если используются для доставки внутрилегочной, важно использовать соответствующий объем воздуха д...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Часть фармакокинетических данных была представлена на конференции Respiratory Drug Delivery 2014 в Фахардо, Пуэрто-Рико, а изображения дозаторов и дополнительные фармакокинетические данные были представлены на ежегодном собрании Американской ассоциации фармацевтических ученых 2015 года в Орландо, штат Флорида.
Благодарности
Авторы хотели бы любезно поблагодарить Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний на финансирование для проведения этого исследования.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,5 мл микроцентрифужная трубка | VWR | 89000-026 | |
| Высокообъемная фильтрующая частицы проволочная ткань из нержавеющей стали, тканая, 304 Нержавеющая сталь, 60 x 60 меш, 0,0045 дюйма Диаметр проволоки | McMaster Carr | 9230T44 | |
| Дозирующая игла из нержавеющей стали, прямая, 18 калибр, длина 1 дюйм McMaster Carr | 75165A676 | Любая игла люэра будет достаточно | |
| ватных шариков | McMaster Carr | 54845T16 | |
| Парафильм M® Лабораторная пленка | VWR | 100229-550 | |
| Черная оксидная быстрорежущая сталь Сверло для мастеров, калибр проволоки 22, общая длина 3-1/8 дюйма, глубина сверления 1,8 дюйма, точка 135 градусов | McMaster Carr | 2901A195 |
Ссылки
- 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).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
