Burada tarif edilen inhalasyon ünitesi oluşturmak karakterizasyon için numune ve eşit kemirgenler akciğerlerde ilaç aerosolü bırakabilir. Bu etkinlik ve akciğerlerinde biriken ilaç dozları güvenliği klinik öncesi belirlenmesini sağlar; Klinik kullanılan ilaç gelişimini sağlayan anahtar verileri.
astım ve kronik obstrüktif akciğer hastalığı (COPD) gibi solunum yolu tıkayıcı hastalıkları anda inhale anti enflamatuvar ve bronkodilatör ilaçlar ile tedavi edilir. Birden tedaviler bulunmasına rağmen her iki hastalıklar halk sağlığı kaygıları artıyor. Astım hastalarının çoğunluğu iyi şimdiki inhalasyon terapileri üzerine kontrol edilir ancak şiddetli astımı olan hastaların önemli sayıda değildir. Astım dünyada tahminen 300 milyon insanı etkiler ve yaklaşık yüzde 20 hastalığın şiddetli formu var. Astım aksine, KOAH için birkaç etkili tedaviler vardır. nüfusun tahminen% 10 KOAH bulunup ve diğer büyük hastalıkların düşürürken ölüm oranlarındaki eğilim KOAH için artmaktadır. inhale teslimat için gelişmekte olan ilaçlar zor olmasına rağmen, sadece burundan inhalasyon ünitesi öncesi klinik etkinlik ve emniyet / toksikoloji çalışmaları için kemirgenler akciğere yeni ilaçların doğrudan dağıtımını mümkün kılar. İnhale ilaç teslimiakciğer yüksek konsantrasyon etkinliğini artırır ve sistemik yan etkileri en aza indirir solunum yolu hastalıkları için çok sayıda avantajları vardır. İnhale steroidler ve bronkodilatatörler bu avantajlardan yararlanması ve inhale teslimat gelecekteki biyolojik tedavileri için potansiyel tutabilir. Burada tarif edilen inhalasyon ünitesi oluşturmak karakterizasyon için numune ve eşit kemirgenler akciğerlerde ilaç aerosolü bırakabilir. Bu etki ve kemirgenlerde akciğerlerinde biriken ilaç dozları güvenliği klinik öncesi belirlenmesini sağlayan, önemli veriler, klinik gelişme başlatmadan önce gerekli.
Solunum hastalığının tedavisi için ilaçların inhalasyon yoluyla uygulama için birçok avantajı vardır. Solunan teslimat etki yerine, akciğerlere doğrudan terapötik ajan uygulanır. Akciğerlerde ilacın yüksek lokal konsantrasyonu dozu ve sistemik maruziyeti en aza indiren önemli bir avantaj sunar ve etkinliğini maksimize eder. Bu, büyük ölçüde bir terapötik indeks artırabilir önemli bir avantajdır (Tl, etki sağlar ilaç dozu üzerinde yan etkiye neden ilaç dozu oranı) bir ilacın. İnhale β a2-adrenerjik agonistler, kortikosteroidler, ve anti-kolinerjik ilaçları sistemik yan etkilere (taşikardi, immünosupresyon ve kabızlık) en aza indirerek bu ilaçlar oral olarak alındığında görülen, astım ve KOAH hastalarında akciğer fonksiyonu iyileştirmede etkili olduğu kanıtlanmıştır. Yeni ilaç sınıfları (örneğin, PDE4 inhibitörleri 1 ve BTK inhibitörleri, 2) son zamanlarda-2 agonistlerin, kortikosteroidler, anti-kolinerjik ilaçları p benzer klinik öncesi hayvan hastalık modellerinde, ancak, akciğer işlevinin geliştirilmesini etkili olduğu kanıtlanmıştır, inhale teslimi ile minimize edilebilir sistemik yan etkilerden muzdariptir. Nedeniyle genel inhale, ağızdan alınacak ilaçların geliştirilmesi ilave maliyet, solunan bir formülasyon yalnızca Başarılı bir oral / sistemik uygulama, mekanizma esaslı sistemik yan etkilere sınırlayıcı doz ortaya sonra solunum endikasyonlar için dikkate alınmalıdır.
Ön-klinik, inhale bileşikler, in vivo etkinlik ve yan etki ölçümleri gerektirir TI artırmak için optimize edilmiştir. Başlangıçta bu ölçümler ayrı deneylerde, genellikle topikal yoldan verilen etkinlik ölçümü ve bir sistemik olarak verilen yan etki ölçümü, ancak gerçekten bileşiklerin karşılaştırma yapılabilir, etkinlik ve yan etkiler sonra yönetim inhale aynı hayvanlarda ölçülmelidir. Bu, AC doz / cevap çalışmaları gerektirmektedirölçülebilir bir yan etkisi yaratma akciğerlere tatbik yeterli bileşik hieve. Tek yolu, şu anda eşit aynı anda sadece burundan soluma 3, 4, 5, birden çok küçük hayvanların akciğerlerine ilacın büyük dozlarda dağıtmak. Güçlü ve farklı inhalasyon maruziyet tekniklerinin zayıf yönleri son zamanlarda, 8, 6 7 gözden geçirildi. Özel ekipman ve test bileşiği (gramın üzerindeki miktarlar) büyük miktarda sadece burundan solunan ilaç verilmesi için gerekli olan, ancak dayanıklı kavram çalışmalar, diğer yollarla mümkün olabilir.
İlacın miktarı (mg miktarlarda) ile sınırlı olduğunda, direkt uygulama yöntemleri, bir seçenek, ancak tüm parenkimal / alveoler merkezi hava yollarının boyunca konsantre edildi ve daha az iyi temsil fazla ilaç ile, homojen olmayan birikmesi muzdaripbölgeler 3, 4, 5. Damlatılması ile teslim etkili doz, her zaman daha yüksek olan ve doğrudan doğruya teneffüs doz 4 ile karşılaştırıldığında olamaz. Burun 9, intratrakeal sıvı 10, 11 ve sprey damlatma 12, ya da kuru toz üfleme 13 de dahil olmak üzere doğrudan instilasyon yöntemleri, 14, daha sonra sadece burundan soluma çalışmaları için yaklaşık doz aralığını belirlemek için, ya da belirlemek için bir tarama aracı olarak kullanılabilir yapısal olarak benzer ilaç 15 bir dizi etkinlik / toksisite sıralaması. Nedeniyle, merkezi hava yolu birikimi desen, direkt uygulama yöntemleri merkezi hava yollarının (bronşodilatörler veya mast hücre inhibitörleri), i daha hareket bileşiklerinin etkilerini belirlemek için daha faydalı olabilirn, periferik akciğer (anti-enflamatuar).
Bir saat kadar gerekli olduğu için, tek bir derin nefes bir inhalatörden konsantre aerosol önemli bir dozunu olabilir insanlar, farklı olarak, bir solunabilir sürekli kuşak (0.5-5 um ortalama kitle aerodinamik çap MMAD), aerosol, yatırmak bir halindeki sadece burundan nefes sisteminde 16 içinde kendiliğinden nefes kemirgen ciğerlerine etkili bir ilaç dozu. Sürekli halindeki sadece burundan nefes çalışmaları için gerekli aerosol partikül boyutu ve yoğunluğu üretmek Aerosol jeneratörü (jet püskürtücü veya Wright Dust feed 17) yüksek kaliteli (solunabilir) aerosollerin üretilmesi çok etkili değildir. Kuvvetli bu aerosol üreteçlerinin ilaç besleme hızları (IC fonksiyonel hücre bazlı deneylerde nM'ye 50 pM) bileşikleri, 1 ila 10 mg / dk aralığı içinde yaygın olduğunu ve ilaç aerosol genellikle% 1'den daha az bir soluma bölgesine yapar hayvanların(Şekil 1). üretilen taneciklerin birçok akciğerlere girmek için (> 5 um) çok büyük ve burun ilacın büyük bir doz önlemek için bir aerosol sınıflandırıcı (5 um'lik bir kesme noktasına sahip bir ön-separatör ve siklon) ile çıkarılır. sadece burundan soluma sistemlerinin verimsizliğe ekleme solunabilir partiküller için küçük parçacık boyutu aralığı (0.5 ila 5 um MMAD arasında bir değerdedir) 'dir. 0.5'den daha az um (sigara dumanı gibi) nefes vermiş ve akciğerlerde 18 çökelmiş değildir aerosol parçacıklarının çoğu. Ayrıca, "daha büyük" Aerosol parçacıklarının çoğu (~ 5 mikron) burunda mevduat absorbe ya da mide 19 içine yutulur boğaz arkasına doğru mukosiliyer tarafından taşınır. Sadece burundan inhalasyon kullanıldığında, burun çökelmiş doz akciğerlerinde biriken doz ve sistemik maruz kalma ve yan etkilere 20 katkı nazal dozdan her zaman daha büyüktür. Doğası gereği, inhale drug doz burun, akciğer, veya mide-bağırsak dokuları tarafından absorbe ilacın sistemik bir yan etki olasılığını en aza indirmek (mikrogram aralığında) küçüktür. hayvanlara verilen aerosolün tanecik boyutu solunabilir aralık, akciğerlerde hayvanlar yatırma soluma bölgesinin yapmak aerosol taneciklerinin sadece% 4 arasında bir ortalama olduğunda bile. Daha verimli aerosol püskürtücü kullanılabilir, ancak püskürtme nebulizatör Wright Dust feed sırasıyla çeşitli sıvı ve kuru toz formülasyonlar sürekli aerosoller üretme yetenekleri açısından eşsiz.
Ön-separatör solunabilir bir aerosol, bir akış-geçmiş burun tasarımı 22 dayanmaktadır sadece burundan maruz inhalasyon ünitesi 21 içine geçer. inhalasyon ünitesi (sadece iki katman, Şekil 1 'de gösterilmiştir) 3 katlı ve her katman hayvanlar ve aerosol örnekleme için 10 maruz portu içerir. bağlantı noktaları ce çevresinde çevresel olarak yer alırntral aerosol plenum. Bilinçli fareler (1.2 inç çapında 6 inç uzunluğunda), cam tutma içine yerleştirilir ve inhalasyon ünitesi 'deki aerosol içeriklerini teneffüs edilir. Fareler kısıtlama cihazlarının 23 alıştırıldı değildir. Tecrübe sahibi farelere ya da uyarlanması 2 olmadan, benzer şekilde az bir saat süresinin boru kısıtlama tolere göstermiştir.
inhalasyon ünitesi operatörlerine poz kaçınırken hayvanların akciğerlere doğrudan ilaç aerosoller sunmak için tasarlanmıştır. bu ilaçların potens / toksisitesi genellikle bilinmeyen ve birden mühendislik güvenlik kontrolleri operatörler etkilenmemesi için kullanılır olduğunu. Operatörler zaman kişisel koruyucu ekipman (eldiven, laboratuvar mont, maske ve koruyucu gözlükler) giymelisiniz. inhalasyon biriminin dış boşluk, tek veya hayvan grupları witho emniyetli bir şekilde çıkartılmasına olanak, işlem sırasında her zaman negatif basınç altındaut aerosol jeneratörü kapatıyor. inhalasyon ünitesi de arıza durumunda odasına aerosol herhangi kaçmasını önlemek için tavanda bir egzoz bağlantı noktasına göre negatif bir basınçta muhafaza edilen bir ikinci mahfaza içinde yer alır. inhalasyon sistemi tüm atık hava çevreye salınmadan önce bir HEPA filtre ile filtre edilir. Bu yazıda kullanılan sadece burundan tabi tutma sistemi, tek bir satıcı (Malzemelerin tamamlayıcı Tablo) 'den satın alınmıştır.
Bir sadece burundan soluma sistemi ve kemirgen akciğerlere farmasötik aerosollerin sunmak için operasyon anlatılmıştır. sadece burundan tutuculara hayvanlar sınırlayan hava malzemeye hayvanları sergilemek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Doz tevdi 0.1 ug / kg ED50 olan farelere sadece burundan soluma ile verildiğinde bir deney potansiyel olarak metakolin indüklenen bronkokonstriksiyonu ters antikolinerjik bronkodilatör ipratropyum bromür 34 gösteren yürütülmüştür. Ipratropyum etkin dozda bir fazla 10 kat artış intratrakeal doğum (ED50 intratrakeal = 1.3 ug / kg, veriler gösterilmemiştir) dağıtım aşağıdaki bronkodilatasyon için gerekli oldu. Bu, intratrakeal doz 3, 5, 10 tarafından oluşturulan İlacın akciğerlerdeki homojen olmayan çökeltme desen etmektir. 10-kat ve daha etkili dozuDiğer ilaçlar için solunan ve soluk borusu içi dozlama teknikleri arasında farklılıklar diğerleri 4 daha önce gözlenmemiştir.
Intratrakeal doz üretilen İlacın akciğerlerdeki homojen olmayan çökeltme model aynı zamanda, ilaç sistemik dolaşıma girdiği oranını azaltmak ve sistemik yan etkilere görme şansını düşürür, akciğer 35 ile ilacın emilimini düşürür. Bu nedenle, güvenlik / etkinliğini (terapötik indeksi) yeni solunan ilaçlar 36 optimize etmek için, sadece burundan inhalasyon kullanılmalıdır. Intratrakeal çökeltme sistemik dolaşıma akciğer ve düşük dozlarda hatalı bir şekilde yüksek etkili dozların üreterek TI yanlış bir tahmin sağlar.
inhalasyon yoluyla teslim edilen yeni ilaçlar geliştirilmiştir gibi, uygun bir ef tahmin etmek klinik öncesi etkinlik çalışmalarından etkili ilaç dozunu çevirmek için esastırklinik denemeler için ficacious insan dozu. Fil 37 literatürde sıkça çağırılır Tusko rezil ölüm türler arası ilaç dozlarını tahmin etmek allometrik ölçeklendirme kullanmamızı hatırlatmak ve türler arası ilaç dozları doğrusal vücut kitlelerinin basit karşılaştırma temelinde teşmil edilmemesi gerektiğini söyledi. Ön klinik etkinlik 38 çalışmalar insan ilaç dozlarını tahmin etmek için 0.67 bir allometrik üs b bir allometrik yaklaşım kullanımı yaygındır. Fare kullanarak 0.9 ug / ipratropium için kg, 0.67 bir allometrik üs, 0.03 kg fare vücut kütlesi ve 60 kg'lık bir insan vücut kütlesinin ED 90 inhale; 0.07 ug tahmini insan ED90 / kg ((0.9 * (0.03 / 60). Bu değer tahmin eden fare verilerden tahmin edilen insan biriken doz olarak hesaplanabilir (1-0,67) = 0.07), gerçek insan karşılaştırılabilir do teslim hesaplanabilir 0.26 ug / kg etkili konulan doz,16 0.4 ((40/60) * 0.4 = 0.26), bir insan, ağızdan soluma pulmoner birikimi fraksiyonu ile çarpılması 60 kg insan vücut kütlesi bölü 40 ug 39 se. Etkin insan inhale bırakılan dozun bir tahmini de klinik çalışmalarda 40 için gerekli inhalasyon toksikoloji çalışmalarında kullanılan dozun planlamak için yardımcı olur.
sadece burundan içe çekme tekniği geliştirirken, özel ekipman ve sadece burundan solunan ilaç verilmesi için gerekli olan test bileşiği (gram mertebesinde) ve büyük miktarda önemli sınırlamalar olabilir. Belirli bir doz (genellikle toksikoloji ve bir etkililik doz / cevap) çalışma için gerekli olan ve bu kalibrasyon çalışması kullanılabilmesi için daha fazla ilaç gerektirir mevcut olması halinde, hayvanlar olmayan bir kalibrasyon çalışması gereklidir. her ilaç / formülasyonun fiziksel-kimyasal özellikleri büyük ölçüde biriken doz etkileyecek kadar değişebilir, bu kalibrasyon çalışması gereklidirİlacın akciğerlerdeki. Kalibrasyon çalışması sırasında aerosol üretecine hava ve ilaç besleme hızları optimizasyonu gerekli olan belirli dozu için bir aerosol partikül boyutu ve konsantrasyon elde etmek için gereklidir. yöntemlerde önerilen aerosol üreteci hava ve ilaç besleme hızları makul bir başlangıç noktası olsa da, belirli bir ilaç formülasyonu için bir solunamayan (parçacık boyutu> 5 mm), aerosol oluşturulur potansiyel vardır. klinik öncesi aşamada, orada bir kalibrasyon çalışmasını yapmak yeterince sık ilaç mevcut değildir ve ciğerlerine alıyorsanız (varsa) Ne dozlar önsel bilmek mümkün değildir. Ayrıca, statik elektrik aerosol üretim işlemi sırasında üretilir ve denge sağlaması için ayresol için gerekli zamanı etkilemektedir. Düzgün statik yükü azaltmak için ekipman toprağa önemlidir. Statik elektriği en aza indirmek için bir diğer seçenek iletkenliği artırmak için, inhalasyon ünitesine beslenen havaya nem eklemek veparçacıkların 25 elektrostatik yükleri dağıtmak. aerosol üretecine beslenen hava nemlendirme kısa (<1 saat) dozlama oturumları sırasında hayvan konfor için gerekli değildir, ancak uzun doz süreleri kullanıldığında göz önüne alınmalıdır.
İlaçlar pasif sadece burundan inhalasyon veya nazofaringeal birikimini bypass doğrudan nefes borusuna ilacın yöntemlerle hayvanların akciğerlerine teslim edilebilir. Burun sadece inhalasyon yaygın inhalasyon toksikoloji 41 alanında kullanılan, ancak az miktarda erken ilaç bulma işleminde kullanılır. Bir çok disiplinli araştırma ekibi nedeniyle sadece burundan soluma çalışmaları yürütmek için gereklidir: İlacın, formüle oluşturmak ve aerosollerin ayırt etmek için gereken özel bilgi büyük miktarlarda ihtiyaç; karmaşık donanım yapmaktadır ve solunum hastalığının hayvan modellerinde ilacın etkinliğini ölçmek. Burada tarif edilen uygulama teknikleri hızlı s geliştirmek için kullanılırl molekül ilaçların inhale ancak gelecekte, 43 solunan biyolojikler 42 geliştirmek için uygulanabilir. Umarım bu yazının belgelenen prosedürler ve ipuçları aerosol inhalasyon şeklinde kemirgenler ilaç vermenin gerekli becerileri edinmek için yeni ön-klinik ilaç keşfi ve toksikoloji araştırmacılar kolaylaştıracaktır.
The authors have nothing to disclose.
Biz kabul: Onun teknik uzmanlık ve ekipman özelleştirme için TSE Systems GmbH Dr. Thomas Budiman. Onların yararlı tartışmalar için John Fry (Battelle A.Ş.) ve Dr Rudy Jaeger (CH Technologies Inc.). Tian Wu Sam Mboggo Nisan Miller ve deneyler konusunda yardım için Sean Davis (Amgen).
Nose-only exposure inhalation unit | TSE systems | 700100-KNES-040-ss | Custom configurations available |
DACO data acquisition system | TSE systems | 700400-PRO-C-D/1 | |
MC One Jet Mill | Jetpharma | DEC MicroJet 10 | |
Turbula Mixer | GlenMills Inc | T2F | |
Micronized Lactose | DFE Pharma | Lactohale 200 | |
Hydraulic press | Specac | GS15011 | |
Cascade impactor filters | Pall Life Sciences | 7219 | Emfab filter |
Absolute filters | Whatman | 10370302 | 5 cm diameter |
Real time aerosol monitor Microdust Pro Monitor |
Casella | CEL-712 | |
Ipratropium bromide | Spectrum Chemical | I1178 | pre-micronized |
flexiVent FX1 system | scireq | FV-FXCS |