Разработка нос только ингаляционной токсичности испытательной камеры, что обеспечивает четыре экспозиции концентрации нано размера частиц
18 марта 2019 г.
Нос только ингаляционной токсичности камеры способны испытаний ингаляционной токсичностью в четырех различных воздействия концентрации был разработан и апробирован для равномерности потока поля и перекрестного загрязнения между портами воздействия для каждой концентрации. Здесь мы представляем протокол для подтверждения, что разработанные камеры является эффективным для ингаляционной токсичности тестирования.
Мы представляем протокол испытаний, который соответствует Руководящим принципам ОЭСР по тестированию на ингаляционную токсичность для воздействия одной и множественной концентрации. Многоа концентрационная ингаляционная камера, которая может проверить до четырех концентраций воздействия одновременно, будет более экономичным для небольших научно-исследовательских институтов. Чтобы начать тестирование одной концентрации камеры, печать камеры и проверить его на утечки на 500 и отрицательные 500 Паскаль калибровочных в течение 30 минут каждый.
Затем установите чистую температуру воздуха до 23 градусов по Цельсию и 45%относительной влажности. Начните течь чистым воздухом через аэрозольный вход и оболочку на 48 и 20 литров в минуту, соответственно. Установите дифференциал давления выхлопных газов до отрицательных 100 паскалей.
Как только поток стабилизируется, измерьте скорость потока в трех случайно выбранных портах с каждого уровня, чтобы подтвердить, что поток однороден. Скорость потока должна быть около одного литра в минуту. Повторите измерения в два раза больше.
Затем остановите поток воздуха и загрузите 0,1% по весу раствор хлорида натрия в систему производства аэрозолей. Начало производства аэрозолей на 20 литров в минуту с чистым воздухом в качестве несущего газа. Разбавить аэрозоль 28 литрами в минуту чистого воздуха.
Настройка системы измерения размера частиц и случайным образом выберите три порта с каждого уровня камеры. Измерьте распределение размера частиц в каждом выбранном порту три раза. Чтобы начать установку многоступенчатой камеры, проверьте ее на наличие утечек и установите чистый воздух до 23 градусов по Цельсию и 45%относительной влажности.
Установите выхлопные газы для поддержания дифференциального давления отрицательных 100 паскалей. Затем подключите чистый воздухоснабжение к порту в верхнем отсеке и начните пропускать чистый воздух через отсек со 11 литрами в минуту. Как только поток стабилизируется, три раза измерьте скорость потока в каждом доступном порту верхнего отсека.
Повторите этот процесс для трех других отсеков. Затем загрузите раствор хлорида натрия весом 0,1% в аэрозольный генератор. Настройте систему разбавления аэрозолей для получения аэрозольного потока на 11 литров в минуту.
Подключите аэрозольный вход к верхнему отсеку, подождите, пока поток стабилизируется, и случайным образом выберите шесть портов из этого отсека. Измерьте распределение размера частиц в каждом из этих портов три раза с помощью системы измерения размера частиц. Повторите этот процесс для каждого отсека.
Промыть отсеки чистым воздухом в течение 30 минут после завершения. Затем подключите чистый вход воздуха к верхнему отсеку и протечь через него чистым воздухом со 11 литров в минуту. Настройте систему разбавления аэрозолей для низкоконтлабатных и высококонтуляции аэрозолей на 11 литров в минуту.
Соедините низкокалорийную линию со вторым самым высоким отсеком, а линию высокой концентрации — с нижним отсеком. Подождите 10 минут, пока потоки стабилизируются. Затем случайным образом выберите один порт из каждого из трех отсеков и измерьте концентрацию аэрозолей в выбранных портах 15 раз каждый для проверки на перекрестное загрязнение.
Как одноступенчатые, так и многоступенчатые камеры воздействия показали хорошее единообразие потока на каждом горизонтальном уровне камеры. Нормализованные потоки были близки к значениям, рассчитанным при моделировании системы. Хорошее единообразие потока наблюдалось также вертикально в одной концентрационой камере.
Многоступенчатая камера имеет только один уровень портов на отсек, поэтому прямые измерения вертикального единообразия не были применимы. Концентрация частиц также была равномерной горизонтально для обеих камер и была равномерной вертикально для одной концентрационой камеры. Концентрации аэрозолей в различных отсеках многоступенчатой камеры показали относительно небольшие различия между 15 измерениями, что свидетельствует о минимальном перекрестном загрязнении между отсеками.
Важно проверять воспроизводимость на протяжении всей процедуры, особенно во время экспериментального теста по оценке производительности испытаний на перекрестное загрязнение. Тесты на оценку производительности могут быть расширены путем сравнения экспериментального результата с моделированием динамики вычислительной жидкости камерной системы.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлена валидированная камера для ингаляционной токсичности (метод «только нос»), предназначенная для исследования токсичности при воздействии различных концентраций вдыхаемого вещества. Описанный протокол обеспечивает эффективность тестирования при соблюдении руководств OECD.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Токсикология
- Ингаляционное воздействие
- Гигиена окружающей среды
Теоретические основы
- Тестирование ингаляционной токсичности имеет решающее значение для оценки безопасности веществ.
- Существующие методы могут быть недостаточно эффективными для небольших исследовательских институтов.
- Разработка многоконцентрационной камеры позволяет устранить эти ограничения.
- Соблюдение руководств OECD обеспечивает стандартизацию протоколов тестирования.
Цель исследования
- Сконструировать камеру, позволяющую одновременно тестировать несколько концентраций.
- Проверить камеру на однородность потока и отсутствие перекрестного загрязнения.
- Предоставить протокол эффективного тестирования ингаляционной токсичности.
Используемые методы
- Герметизация камеры и проверка на утечки при заданных уровнях давления.
- Установка температуры и влажности чистого воздуха для условий тестирования.
- Подача чистого воздуха через вход для аэрозоля и оболочку с установленным расходом.
- Мониторинг перепада давления выхлопа во время работы.
Основные результаты
- Камера эффективно поддерживает однородность поля потока при различных концентрациях.
- Перекрестное загрязнение между портами экспозиции было сведено к минимуму.
- Тестирование при нескольких концентрациях оказалось экономически выгодным для научно-исследовательских институтов.
- Протокол соответствует международным стандартам тестирования.
Выводы
- Разработанная ингаляционная камера является надежным инструментом для тестирования на токсичность.
- Она расширяет возможности исследований в области ингаляционной токсикологии.
- Данный протокол может быть использован в будущих исследованиях для изучения различных веществ.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Надежные камеры для исследования ингаляционной токсичности с подтвержденной возможностью подачи нескольких концентраций имеют решающее значение для ранней оценки безопасности наночастиц и аэрозолей при разработке лекарственных средств и материалов. Конструкция данной камеры обеспечивает одновременное и воспроизводимое воздействие четырех концентраций, что способствует эффективной характеристике опасностей и снижает потребность в ресурсах. Такой подход повышает прогностическую достоверность оценки рисков при ингаляционном воздействии и позволяет принимать обоснованные решения по сортировке портфеля кандидатов в ингаляционные терапевтические средства и наноматериалы.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Обеспечивает контролируемую проверку гипотез о токсичности вдыхаемых соединений при различных концентрациях.
- Способствует механистическому снижению рисков путем изоляции концентрационно-зависимых биологических ответов.
- Облегчает функциональную валидацию мишеней при ингаляции в доклинических моделях.
- Повышает прогностическую уверенность при продвижении кандидатов для ингаляционного введения.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированные, воспроизводимые условия воздействия для разработки анализа.
- Позволяет получать количественные показатели по конкретным компартментам для анализа зависимости «доза-ответ».
- Снижает риск перекрестного загрязнения, обеспечивая надежную оценку соединений.
- Обеспечивает возможность масштабируемого скрининга ингаляционных препаратов или наноматериалов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит протоколы ингаляционного воздействия в соответствие с нормативными требованиями для обеспечения трансляционной преемственности.
- Поддерживает продвижение с учетом рисков за счет получения воспроизводимых данных о токсичности.
- Облегчает проведение бриджинг-исследований при переходе от этапа открытия к доклинической оценке безопасности.
- Позволяет оценивать ингаляционные воздействия, релевантные конкретному заболеванию, при адаптации к специфическим моделям.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Данная камера интегрируется в континуум от этапа поиска до доклинических исследований, обеспечивая возможность ранней количественной оценки ингаляционной токсичности и поддерживая приоритизацию перспективных соединений при разработке ингаляционных или нанотерапевтических препаратов.
- Биология открытий: Обеспечивает проверку нулевой гипотезы и снижение рисков при изучении механизмов действия ингаляционных препаратов.
- Скрининг: Обеспечивает валидированные, воспроизводимые условия экспозиции и количественные показатели для исследований зависимости «доза-эффект».
- Аналитика: Позволяет точно измерять равномерность потока, размер частиц и их концентрацию в портах экспозиции.
- Трансляционные исследования: Соответствует регуляторным протоколам, обеспечивая преемственность от ранних этапов открытия до доклинических исследований безопасности.
- Корпоративное повторное использование: Конструкция камеры adaptable для исследований с одной или несколькими концентрациями, а также для различных типов частиц, что максимально увеличивает полезность для R&D.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неоднозначность в исследованиях ингаляционной токсичности.
- Операционная ценность: стандартизирует протоколы воздействия, повышает воспроизводимость и позволяет проводить параллельное тестирование.
- Стратегическая ценность: улучшает качество принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет объединения тестов с несколькими дозировками.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритезацию с учетом рисков и продвижение кандидатов для ингаляционного применения или нанопрепаратов.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области науки об аэрозолях, ингаляционной токсикологии и моделирования гидродинамики.
- Необходимо оборудование для точного измерения потока, давления и размера частиц.
- Требуется строгая стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости и сопоставимости данных.
- Метод применим к различным типам и концентрациям частиц при условии корректировки протокола.
- Валидация эффективности должна включать вычислительную и экспериментальную проверку перекрестного загрязнения.
