Tørpulverformuleringer til indånding har et stort potentiale i behandling af luftvejssygdomme. Før du går ind i humane undersøgelser, er det nødvendigt at evaluere effekten af den tørre pulverformulering i prækliniske undersøgelser. Der præsenteres en enkel og ikke-invasiv metode til indgift af tørt pulver i mus gennem intratracheal ruten.
I udviklingen af inhalerbare pulverformuleringer er det vigtigt at evaluere deres biologiske aktiviteter i prækliniske dyremodeller. Dette papir introducerer en ikke-invasiv metode til intratracheal levering af tør pulverformulering hos mus. En tør pulverbelastningsanordning, der består af en 200 μL gellæssning pipettespids forbundet til en 1 mL sprøjte via en trevejs stophane præsenteres. En lille mængde tørt pulver (1-2 mg) læsses i pipettespidsen og spredes med 0,6 mL luft i sprøjten. Fordi pipette tips er engangstændere og billige, forskellige tørre pulver formuleringer kan indlæses i forskellige tips på forhånd. Forskellige formuleringer kan evalueres i det samme dyreforsøg uden anordningrensning og dosispåfyldning, hvilket sparer tid og eliminerer risikoen for krydskontaminering fra restpulver. Omfanget af pulverspredning kan kontrolleres af mængden af pulver, der er tilbage i pipettespidsen. En protokol for intubation i mus med en skræddersyet lyskilde og en vejledende kanyle er inkluderet. Korrekt intubation er en af de vigtigste faktorer, der påvirker intratracheal levering af tør pulverformulering til musens dybe lungeregion.
Den lungemæssige indgiftsmåde giver forskellige fordele ved at levere terapi til både lokale og systemiske handlinger. Til behandling af lungesygdomme kan høj lokal lægemiddelkoncentration opnås ved lungelevering, hvilket reducerer den krævede dosis og sænker forekomsten af systemiske bivirkninger. Desuden kan de relativt lave enzymatiske aktiviteter i lungerne reducere for tidlig lægemiddelmetabolisme. Lungerne er også effektive til lægemiddelabsorption for systemisk virkning på grund af det store og godt perfunderede overfladeareal, det ekstremt tynde epitelcellelag og det høje blodvolumen i lungekapillærer1.
Inhalerede tørpulverformuleringer er blevet undersøgt bredt til forebyggelse og behandling af forskellige sygdomme som astma, kronisk obstruktiv lungesygdom, diabetes mellitus og lungevaccination2,3,4. Stoffer i fast tilstand er generelt mere stabile end i flydende form, og tør pulverinhalatorer er mere bærbare og brugervenlige end forstøvere5,6. Ved udviklingen af inhalerede pulverformuleringer skal sikkerheden, den farmakokinetiske profil og den terapeutiske effekt evalueres i prækliniske dyremodeller efter lungeindgift7. I modsætning til mennesker, der aktivt kan indånde tørt pulver, er lungelevering af tørt pulver til små dyr udfordrende. Det er nødvendigt at etablere en effektiv protokol for levering af tørt pulver til dyrenes lunger.
Mus er meget udbredt som forskning dyremodeller, fordi de er økonomiske, og de yngler godt. De er også nemme at håndtere, og mange sygdomsmodeller er veletablerede. Der er to vigtige metoder til at administrere tørt pulver til musens lunge: indånding og intratracheal administration. Til indånding placeres musen i et helkrops- eller næsekammer, hvor tørt pulver aerosoliseres, og dyrene indånder aerosolen uden sedation8,9. Dyrt udstyr er påkrævet, og leveringseffektiviteten for lægemidler er lav. Mens hele kroppen kammer kan være teknisk mindre udfordrende, næse-only eksponering kammer kunne minimere eksponering af lægemidler til kroppens overflade. Uanset hvad er det stadig svært at præcist kontrollere og bestemme den dosis, der leveres til lungerne. Det tørre pulver deponeres hovedsageligt i nasopharynx-regionen, hvor slimhindefrigøring er fremtrædende10. Desuden er mus inde i kammeret under betydelig stress under administrationsprocessen, fordi de er begrænset og berøvet mad og vandforsyning11. Ved intratracheal indgift henviser det generelt til indslæbning af stoffet direkte i luftrøret. Der er to forskellige teknikker til at opnå dette: trakeotomi og orotracheal intubation. Førstnævnte kræver en kirurgisk procedure, der gør et snit i luftrøret, som er invasiv og sjældent anvendes til pulver administration. Kun den anden teknik er beskrevet her. Sammenlignet med indåndingsmetoden er intratracheal administration den mere almindeligt anvendte metode til lungelevering i musen på grund af dens høje leveringseffektivitet med minimalt lægemiddeltab12,13. Det er en enkel og hurtig metode til præcist at levere en lille mængde pulver inden for et par milligram til musen. Selvom musen er anatomisk og fysiologisk forskellig fra mennesker, og bedøvelse er påkrævet under intubationsprocessen, omgår intratracheal administration de øvre luftveje og tilbyder en mere effektiv måde at vurdere de biologiske aktiviteter i den tørre pulverformulering som lungeabsorption, biotilgængelighed og terapeutiske virkninger14,15.
For at administrere tørt pulver intratracheally skal musen intuberes, hvilket kan være udfordrende. I dette papir beskrives fremstillingen af en specialfremstillet tør pulverlysdæmper og en intubationsanordning. Procedurerne for intubation og insufflation af tørt pulver i musens lunge er påvist.
I dette papir præsenteres skræddersyede enheder til tør pulverinsufflation og intratracheal intubation. I pulverbelastningstrinnet læsses tørt pulver i en 200 μL gel-loading pipettespids. Det er vigtigt forsigtigt at trykke på spidsen for at tillade løs pakning af pulver i den smalle ende af spidsen. Men hvis pulveret er pakket for tæt, vil de sidde fast i spidsen og kan ikke spredes korrekt. Det anbefales at neutralisere pulverets statiske ladninger og pipettespidsen for at lette pulverbelastningen, især for p…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gerne takke Mr. Ray Lee, Mr. HC Leung og Mr. Wallace Så for deres venlige hjælp til at gøre lyskilden og pulver insufflator; og Fakultetets kernefacilitet for hjælp til dyrebilleddannelse. Arbejdet blev støttet af Research Grant Council, Hong Kong (17300319).
BALB/c mouse | Female; 7-9 weeks old; Body weight 20-25 g | ||
CleanCap Firefly Luciferase mRNA | TriLink Biotechnology | L-7602 | |
Dry Powder Insufflator | PennCentury | Model DP-4M | |
Ketamine 10% | Alfasan International B.V. | NA | |
Light emitting diode (LED) torch | Unilite Internation | PS-K1 | |
Mannitol (Pearlitol 160C) | Roquette | 450001 | |
Non-filter round gel loading pipette tip (200 µL) | Labcon | 1034-800-000 | |
Nylon floss | Reach | 30017050 | |
One milliliter syringe without needle | Terumo | SS-01T | |
Optical fibre | Fibre Data | OMPF1000 | |
PEG12KL4 peptide | EZ Biolab | (PEG12)-KLLLLKLLLLKLLLLKLLLLK-NH2 | |
Plastic Pasteur fine tip pipette | Alpha Labotatories | LW4061 | |
Three-way stopcock | Braun | D201 | |
Xylazine 2% | Alfasan International B.V. | NA | |
Zerostat 3 anti-static gun | MILTY | 5036694022153 |