Summary
Tørrpulverformuleringer for innånding har stort potensial for behandling av luftveissykdommer. Før du går inn i menneskelige studier, er det nødvendig å evaluere effekten av tørrpulverformuleringen i prekliniske studier. En enkel og ikke-invasiv metode for administrering av tørt pulver hos mus gjennom intratrakealruten presenteres.
Abstract
I utviklingen av inhalerbare tørre pulverformuleringer er det viktig å evaluere deres biologiske aktiviteter i prekliniske dyremodeller. Dette papiret introduserer en ikke-invasiv metode for intratrakeal levering av tørrpulverformulering hos mus. En tørr pulverlasteenhet som består av en 200 μL gellastende pipettespiss koblet til en 1 ml sprøyte via en treveis stoppekran presenteres. En liten mengde tørt pulver (1-2 mg) lastes inn i pipettespissen og spres med 0,6 ml luft i sprøyten. Fordi pipettespisser er disponible og rimelige, kan forskjellige tørre pulverformuleringer lastes inn i forskjellige tips på forhånd. Ulike formuleringer kan evalueres i samme dyreforsøk uten rengjøring av enheter og dosepåfylling, og dermed spare tid og eliminere risikoen for krysskontaminering fra restpulver. Omfanget av pulverdispersjon kan inspiseres av mengden pulver som er igjen i pipettespissen. En protokoll for intubasjon i mus med en skreddersydd lyskilde og en veiledende kanyle er inkludert. Riktig intubasjon er en av nøkkelfaktorene som påvirker intratrakeal levering av tørrpulverformulering til musens dype lungeregion.
Introduction
Lungeveien for administrasjon gir ulike fordeler ved å levere terapeutiske behandlinger for både lokale og systemiske handlinger. For behandling av lungesykdommer kan høy lokal legemiddelkonsentrasjon oppnås ved lungelevering, og dermed redusere den nødvendige dosen og redusere forekomsten av systemiske bivirkninger. Videre kan de relativt lave enzymatiske aktivitetene i lungen redusere for tidlig stoffskifte. Lungene er også effektive for legemiddelabsorpsjon for systemisk virkning på grunn av det store og godt perfused overflatearealet, det ekstremt tynne epitelcellelaget og det høye blodvolumet i lungekapillærer1.
Inhalerte tørrpulverformuleringer har blitt mye undersøkt for forebygging og behandling av ulike sykdommer som astma, kronisk obstruktiv lungesykdom, diabetes mellitus og lungevaksinasjon2,3,4. Legemidler i fast tilstand er generelt mer stabile enn i flytende form, og tørrpulverinhalatorer er mer bærbare og brukervennlige enn forstøvere5,6. I utviklingen av inhalerte tørre pulverformuleringer må sikkerheten, den farmakokinetiske profilen og den terapeutiske effekten evalueres i prekliniske dyremodeller etter lungeadministrasjon7. I motsetning til mennesker som kan inhalere tørt pulver aktivt, er lungelevering av tørt pulver til små dyr utfordrende. Det er nødvendig å etablere en effektiv protokoll for å levere tørt pulver til lungene til dyr.
Mus er mye brukt som forskningsdyrmodeller fordi de er økonomiske og de avler godt. De er også enkle å håndtere og mange sykdomsmodeller er veletablerte. Det er to store tilnærminger for å administrere tørt pulver til musens lunge: innånding og intratrakeal administrering. For innånding plasseres musen i et helkropps- eller nesekammer der tørt pulver aerosoliseres og dyrene puster inn aerosolen uten sedasjon8,9. Dyrt utstyr er nødvendig og legemiddelleveringseffektiviteten er lav. Selv om hele kroppskammeret kan være teknisk mindre utfordrende, kan det eneste neseeksponeringskammeret minimere eksponeringen av legemidler til kroppsoverflaten. Uansett er det fortsatt vanskelig å nøyaktig kontrollere og bestemme dosen som leveres til lungene. Det tørre pulveret er hovedsakelig avsatt i nasopharynx-regionen der mucociliary clearance er fremtredende10. Videre er mus inne i kammeret under betydelig stress under administrasjonsprosessen fordi de er begrenset og fratatt mat og vannforsyning11. For intratrakeal administrering refererer det generelt til innføring av stoffet direkte i luftrøret. Det er to forskjellige teknikker for å oppnå dette: trakeotomi og orotraketisk intubasjon. Førstnevnte krever en kirurgisk prosedyre som gjør et snitt i luftrøret, som er invasiv og sjelden brukt til pulveradministrasjon. Bare den andre teknikken er beskrevet her. Sammenlignet med innåndingsmetoden er intratrakeal administrering den mer brukte metoden for lungelevering i musen på grunn av sin høye leveringseffektivitet med minimalt legemiddeltap12,13. Det er en enkel og rask metode for å nøyaktig levere en liten mengde pulver i løpet av noen få milligram til musen. Selv om musen er anatomisk og fysiologisk forskjellig fra mennesker og bedøvelse er nødvendig under intubasjonsprosessen, omgår intratrakeal administrering øvre luftveier og tilbyr en mer effektiv måte å vurdere de biologiske aktivitetene til tørrpulverformuleringen som lungeabsorpsjon, biotilgjengelighet og terapeutiske effekter14,15.
For å administrere tørt pulver intratrakealt, må musen intuberes, noe som kan være utfordrende. I dette papiret er fabrikasjonen av en skreddersydd tørrpulverinsufflator og en intubasjonsenhet beskrevet. Prosedyrene for intubasjon og insufflasjon av tørt pulver i musens lunge er demonstrert.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forsøkene som er utført i denne studien er godkjent av Komiteen for bruk av levende dyr for undervisning og forskning (CULATR), University of Hong Kong. Tørrpulverformuleringer fremstilt ved sprayfrysingstørking (SFD) som inneholder 0,5 % av luciferase messenger RNA (mRNA), 5 % syntetisk peptid PEG12KL4 og 94,5 % av mannitol (m/w) brukes i denne studien til å demonstrere mRNA-uttrykk i lungene16. Mass median aerodynamisk diameter (MMAD) av SFD pulver er 2,4 μm. Spraytørket (SD) mannitolpulver brukes til å undersøke effekten av luftvolum som brukes i pulverdispersjon16. MMAD av SD pulver er 1,5 μm.
1. Fabrikasjon av tørrpulverinsufflator og lasting av tørt pulver
- (Valgfritt) Nøytraliser de statiske ladningene av tørt pulver (i et hetteglass) og den 200 μL ikke-filter runde gellastende pipettespissen. Bruk en antistatisk pistol eller en balanse med deioniseringsfunksjon i henhold til produsentens instruksjon.
- Forbered et veiepapir med en størrelse på rundt 4 cm x 4 cm. Brett papiret i halv diagonalt og brett det ut.
- Vei 1-2 mg tørt pulver på veiepapiret.
- Fyll en gellastende pipettespiss med pulver gjennom den bredere åpningen av spissen. Tapp forsiktig for å pakke pulveret til pulveret danner løse agglomerater nær den smale enden av spissen (Figur 1A). Unngå å pakke pulveret for tett, da det kan hemme pulverdispersjon.
- Koble den pulverbelastede spissen til en 1 ml sprøyte gjennom en treveis stoppekran (figur 1B). Størrelsen på sprøyten kan endres i henhold til luftvolumet som brukes til å spre pulveret. Hold spissen og sprøyten vertikalt under tilkobling for å forhindre søl av pulver. Hvis administrering ikke utføres umiddelbart, bruk parafilm for å forsegle åpningene på spissen og lagre den midlertidig under passende stand til administrering.
2. Fabrikasjon av intubasjonsenhet
- Lyskilde (figur 2)
- Forbered en skreddersydd lyskilde med en lysdiodepistol (LED) og en fleksibel optisk fiber med en diameter på 0,8-1 mm.
- Lag en sentrert åpning på led-brennerens klare linse med en håndbor eller et bor, slik at den optiske fiberen knapt kan passere gjennom.
- Sett den optiske fiberen gjennom åpningen. Slå på LED-brenneren for å justere posisjonen og innsettingsdybden for maksimal lysstyrke i den andre enden av den optiske fiberen.
- Fest den optiske fiberen på plass med klart epoksylim.
- Styrekanyle (figur 3)
- Ta en pasteurpipette av 1 ml plast (figur 3A) og hold pipetten i begge ender.
- Bruk en alkohollampe (eller andre varmekilder i laboratoriet, for eksempel en Bunsen-brenner) til å varme opp midten av pipetten ved å plassere den 5-10 cm over flammen (Figur 3B). Roter pipetten for å være sikker på at den varmes opp jevnt.
- Når plasten blir myk og deformerbar, flytt pipetten bort fra flammen og strekk pipetten forsiktig.
- Klipp den strakte pipetten i midten med en saks i del A og del B (figur 3C-E). Bruk del A som en pipette med fin spiss og del B som styrekanyle. For å øke sjansen for vellykket intubasjon med styrekanylen, gjør du en skråkant (ikke for skarp, noe som kan øke risikoen for å skade dyret) på slutten av del B (figur 3F). Når en 200 μL gellastende pipettespiss (for pulverlasting) settes inn i styrekanylen, skal den stikke ut kanylen med 1-2 mm.
MERK: En styrekanyle (del B) med riktig dimensjon (innvendig og ekstern diameter) for intubasjon kan ha en 21 gauge nål som passer inni den, mens den også kan passe inn i en 17 gauge nål. Det kan være nødvendig med flere forsøk på å strekke pipettene for å oppnå riktig dimensjon. - (Valgfritt): Klipp en liten åpning i den bredere enden av styrekanylen for å gjøre den mer fleksibel slik at den blir lettere å holde den optiske fiberen (Figur 3F). Denne åpningen tillater også montering av en mikrosprayer for administrering av flytende aerosol.
3. Intubasjon
- Bedøv musen (BALB/c, 7-9 uker) med ketamin (100 mg/kg) og xylazin (10 mg/kg) ved intraperitoneal injeksjon.
- Forbered en plattform laget av Plexiglass og monter den på et stativ med en klemme (Figur 4A). Plasser den bedøvede musen på plattformen (ved rundt 60° helling) i en liggende stilling. Høyden og hellingsvinkelen på plattformen kan justeres med klemmens posisjon på stativet.
- Heng musen ved å hekte snittene på en nylontråd (Figur 4B). Fest musens posisjon med et stykke tape eller et gummibånd.
- Sett den optiske fiberen inn i styrekanylen før intubering med spissen av fibernivået med åpningen av styrekanylen. Slå på LED-brenneren for å lyse.
- Trekk forsiktig ut musens tunge med et par tang for å eksponere luftrøret.
- Bruk den andre hånden til å holde styrekanylen med optisk fiber inni. Sett dem inn gjennom munnhulen. Med belysningen fra den optiske fiberen kan åpningen av luftrøret visualiseres som en åpning mellom stemmebåndene.
- Juster skråkanten på styrekanylen mot midtlinjen på åpningen (Figur 5A). Intuber forsiktig styrekanylen med optisk fiber inn i luftrøret ved å sikte den fineste spissen av kanylen ved trakealåpningen.
- Ved intubasjon, fjern raskt den optiske fiberen og la styrekanylen være inne i luftrøret (Figur 5B). En normal åndedrett bør observeres.
- Hold den fine spisspipetten (del A) ved åpningen av styrekanylen og fyll en liten luftpust (ca. 0,2 ml) inn i musens lunge. En liten inflasjon i musens bryst indikerer riktig intubasjon. Fjern den fine tupppipetten før pulveradministrasjon.
4. Pulver administrering
- Hold den pulverbelastede spissen som er koblet til sprøyten, som beskrevet i trinn 1.5. Kontroller at luftstrømmen mellom sprøyten og spissen er frakoblet.
- Trekk sprøytestempelen bakover for å trekke ut 0,6 ml luft.
MERK: Luftvolumet som brukes til å spre pulveret, avhenger av pulverets egenskaper og mengden pulver som lastes inn. Dette er nærmere beskrevet i resultatdelen. - Drei ventilen på den treveis stoppekranen for å koble luftstrømmen mellom sprøyten og den pulverbelastede spissen.
- Sett den pulverbelastede spissen inn i styrekanylen som allerede er plassert i musens luftrør (figur 5C). Hold styrekanylen og skyv sprøytestempeet kraftig i en kontinuerlig virkning for å spre pulveret som aerosoler inn i lungen.
MERK: Enhver fremoverbevegelse av enheten bør minimeres for å unngå å skade dyret. - Fjern spissen og kontroller om pulveret inne i spissen er tømt. Hvis ikke, gjentar du trinn 4.1 til 4.4.
MERK: Hvis pulveret er pakket for tett på grunn av overdreven tapping, kan det hende at det ikke spres ordentlig. - Når administrasjonen er fullført, fjern styrekanylen fra luftrøret.
- La musen komme seg ved å plassere den horisontalt i en liggende stilling med tungen halvveis uttrukket for å unngå blokaden av luftveiene.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Når en tørr pulverinsufflator brukes til å levere pulver aerosol til lungen til et dyr, er volumet av luft som brukes kritisk, da det påvirker sikkerheten så vel som pulverdispersjonseffektiviteten. For å optimalisere metoden ble forskjellige mengder luft (0,3 ml, 0,6 ml og 1,0 ml) brukt til å spre det tørre pulveret (1 mg spraytørket mannitol) og vekten av mus ble overvåket i 48 timer etter administrering (figur 6). Bruken av 0,3 ml og 0,6 ml luft forårsaket ikke vekttap av musene opp til 48 timer etter administrering. Dispergering av pulveret med 1 ml luft resulterte i over 5% vekttap innen 24 timer, som ikke ble fullstendig gjenopprettet etter 48 timer. I denne protokollen ble BALB/ c mus av 7-9 uker gamle brukt. Avhengig av arten, dyrets belastning og alder, pulveregenskapene (f.eks. partikkelstørrelsesfordeling, sammenheng og tetthet) og massen av pulver som skal administreres, kan luftvolumet som skal brukes til effektiv pulverdispersjon og dyretoleranse kreve optimalisering av undersøkere for forskjellige dyremodeller.
Tørrpulverformulering fremstilt ved sprayfrysingstørking (SFD) ble levert til musene ved hjelp av metoden beskrevet ovenfor. SFD-formuleringen inneholdt 0,5% av mRNA som uttrykker luciferaseprotein, 5% syntetisk peptid som leveringsvektor og 94,5% mannitol16. BALB/c mus ble intratrakealt administrert med 1 mg SFD-pulver som inneholdt 5 μg mRNA og luciferaseuttrykket i lungene ble evaluert ved 24 timers etter administrering ved hjelp av in vivo imaging system (IVIS) (figur 7). SFD-pulveret ble spredt i dyp lunge og luciferaseuttrykk ble observert. Til sammenligning ble SFD-pulveret rekonstituert i PBS (til et sluttvolum på 75 μL) og administrert til mus som væske med samme intubasjonsprosedyre, men en mikrosprayer ble brukt i stedet for å generere flytende aerosol16. Luciferase-uttrykket for den rekonstituerte formuleringen var betydelig høyere enn tørrpulverformuleringen, noe som kan skyldes pulveroppløsningsproblemet eller en annen farmakokinetisk profil mellom pulver og flytende form. Lungenes histologiske egenskaper behandlet med mRNA tørrpulver aerosol ble sammenlignet med ubehandlet kontroll og lipopolysakkarid (LPS) behandlede grupper (Figur 8). Lungene uten behandling illustrerte en sunn presentasjon mens lungen behandlet med 10 μg LPS intratrakealt viste uregelmessig fordeling av luftrom og inflammatorisk celleinfiltrasjon i interstitielle og alveolarrom. Lungene som ble behandlet med SFD-pulver viste ingen tegn på betennelse.
Figur 1: Skreddersydd tørrpulversufflator.
(A) Pulveret er pakket nær den smale enden av spissen. (B) En gellastende pipettespiss er koblet til en 1 ml sprøyte via en treveis stoppekran. Figuren er tilpasset fra Liao et al.21. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Skreddersydd lyskilde for intubasjon.
En fleksibel optisk fiber er koblet til en LED-lommelykt ved å lage et lite hull på linsen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Veiledende kanyle.
(A) En 1 ml pasteurpipette i plast brukes til å lage en styrekanyle. (B) Pipetten er myknet ved oppvarming. (C) Den oppvarmede pipetten strekkes og kuttes. (D) Del A av pipetten brukes som finspisspipette. (E&F) Del B av pipetten brukes som styrekanyle. En skråkant er opprettet for å lette intubasjonsprosedyren. En liten åpning (valgfritt) kan gjøres for å øke kanylens fleksibilitet. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Intubasjonsplattform.
(A) Plattformen for intubasjon består av en Plexiglassplate som er montert på et stativ. (B) En bedøvet mus er plassert på plattformen i en liggende stilling, suspendert ved å hekte snittene med en nylontråd. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Skjematisk diagram som illustrerer intubasjonsprosedyren.
(A) Skråkanten på styrekanylen er på linje med midtlinjen på trakealåpningen. (B) Styrekanylen settes inn i luftrøret og er klar til pulveradministrasjon. (C) Den pulverbelastede spissen (koblet til sprøyten gjennom en treveis stoppekran) settes inn i styrekanylen som allerede er plassert i musens luftrør. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: Intratrakeal administrering av tørt pulver med forskjellig luftvolum.
BALB/c mus ble administrert intratrakealt med spraytørket (SD) mannitolpulver dispergert med 0,3 ml, 0,6 ml og 1,0 ml luft. Kroppsvekten til musene ble overvåket før administrering og ved 18 timer, 24 timer og 48 timer etter administrering. Dataene ble presentert som gjennomsnittsverdi av prosentvis vektendring (n=2). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 7: Intratrakeal administrering av mRNA-formulering som tørt pulver og rekonstituert flytende aerosol.
BALB/c mus ble administrert intratrakealt med sprayfrysing tørket (SFD) 0,5% mRNA (luciferase) formulering som pulver aerosol (1 mg) ved hjelp av skreddersydd tørt pulver insufflator eller rekonstituert flytende aerosol (1 mg i 75 μL PBS) ved hjelp av mikrosprayer. Hver mus fikk en dose på 5 μg mRNA. PBS (75 μL) ble brukt som kontroll. Ved 24 timers etter administrering (A) ble lungene isolert for bioluminescensavbildning; (B) luciferase proteinuttrykk av lungevevet ble målt. Dataene ble uttrykt som gjennomsnittsverdien av relativ lysenhet (RLU) per mg protein, analysert av enveis ANOVA etterfulgt av Tukeys post-hoc-test, ***p < 0,001 (n = 4). Figuren er tilpasset fra Qiu et al.16. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 8: Histologi av musenes lunger etter intratrakeal administrering av mRNA tørrpulverformulering.
(A) ubehandlet kontroll; mus ble intratrakealt administrert med (B) LPS (10 mg i 25 μL PBS), og (C) spray fryse tørket mRNA pulver (1 mg). Lysbilder ble sett ved hjelp av et oppreist mikroskop ved 20x forstørrelse (skalastang = 100 mm). Figuren er tilpasset fra Qiu et al.16. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I dette papiret presenteres skreddersydde enheter for tørrpulverinsufflasjon og intratrakeal intubasjon. I pulverlastingstrinnet lastes tørt pulver inn i en 200 μL gellastende pipettespiss. Det er viktig å trykke forsiktig på spissen for å tillate løs pakking av pulver i den smale enden av spissen. Men hvis pulveret er pakket for tett, vil de sitte fast i spissen og kan ikke spres riktig. Det anbefales å nøytralisere pulverets statiske ladninger og pipettespissen for å lette pulverbelastningen, spesielt for pulver med lav tetthet og i lav relativ fuktighet. Styrekanylen er en kritisk komponent i enheten. Den brukes til å lette intubasjon av pulverbelastet pipettespiss i musens luftrør. Diameteren på styrekanylen bør ikke være for bred; Ellers vil det være vanskelig å sette den inn i luftrøret og kan skade musen. Diameteren på styrekanylen skal være akkurat bred nok til å passe til den optiske fiberen og den pulverbelastede pipettespissen, og pipettespissen skal stikke ut styrekanylen med ca. 1-2 mm.
Evnen til å visualisere åpningen av luftrøret er avgjørende i intubasjonsprosessen, slik at styrekanylen kan settes riktig inn. Trakealåpningen består av hvit arytenoid brusk med vanlig åpning og lukkebevegelse på baksiden av halsen. Med fiberoptisk belysning kan åpningen av luftrøret lett visualiseres. Ved å blåse et lite volum luft gjennom den fine tuppen plastpipetten, indikerer en inflasjon på brystet en riktig intubasjon. Hvis inflasjonen ved brystet ikke observeres eller motstanden merkes under innsetting, trekk tilbake styrekanylen raskt og gjenta trinnene igjen.
Det var en mye brukt kommersielt tilgjengelig tørrpulver insufflator12,17,18 ( Tabell overmaterialer; denne enheten er nå avviklet). Det tørre pulveret lastes inn i prøvekammeret på enheten og spres med luft fra en 3 ml plastluftsprøyte eller en luftpumpe. For å måle den avgitte dosen må enheten veies før og etter pulveradministrasjon, noe som fører til unøyaktighet med tanke på at dosen av pulver vanligvis er svært liten (i forhold til massen av enheten). Sammenlignet med den kommersielle insufflatoren, er den største fordelen med den skreddersydde enheten at suksessen med pulverdispersjon kan observeres ved fravær av pulver i de gjennomsiktige gellastende pipettespissene. Siden pipettespissen er lett, kan den også veies nøyaktig før og etter administrering for å måle den avgitte dosen. Pipettespissen settes inn i styrekanylen i stedet for å bli utsatt for dyrets luftrør. Det er minimal risiko for å forurense spissen med fuktighet eller sekresjon i luftrøret (noe som kan påvirke nøyaktigheten av utsendt dosemåling). Siden pipettespissene er disponible og rimelige, kan forskjellige tørre pulverformuleringer lastes inn i forskjellige tips på forhånd. Ulike formuleringer kan evalueres i samme dyreforsøk uten behov for rengjøring av enheter og dosepåfylling, og dermed spare tid og eliminere risikoen for krysskontaminering fra restpulver. Videre varierte pulverdispersjonsmønsteret generert av den kommersielle insufflatoren blant forskjellige formuleringer. En rekke studier rapporterte at tørt pulver spredt av den kommersielle insufflatoren lett ble agglomerert og ikke nådde den dype lungen ved administrasjon19,20. Derimot rapporteres andre formuleringer spredt av enheter som ligner våre, å ha en høy lungeavsetning15,21,22.
Det er andre lignende skreddersydde enheter rapportert i litteraturen for administrering av pulver aerosol til lunge av dyr. For eksempel beskrev Chaurasiya et al. bruken av et kanylerør for intubasjon samt pulverbelastning, med en sprøyte koblet til kanylerøret etter intubasjon for pulverdispersjon23. Mens deres tilnærming bruker standardisert utstyr og materiale (f.eks. otoskop, kanyle og sprøyte) med mindre tilpasning, tilbyr metoden her noen klare fordeler. For det første tillater det bekreftelse av riktig intubasjon før legemiddeladministrasjon. Dette trinnet er spesielt nyttig for mindre erfarne brukere. For det andre kan styrekanylen fungere som et beskyttende skjold for å forhindre at sekresjon eller fuktighet i luftrøret forurenser den gellastende pipettespissen, noe som gir en mer nøyaktig utsendt dosemåling ved veiing. Til slutt kan den mer fleksible styrekanylen sammen med den optiske fiberen muliggjøre enklere intubasjon.
Oppsummert introduseres en skreddersydd tørrpulver insufflator som er billig, engangs, reproduserbar og effektiv i å spre liten mengde pulver nettopp i dette papiret. Intubasjonsprosessen som er nevnt er ikke-invasiv, rask og kan levere pulverformuleringer til musene trygt og nøyaktig. Det kan også vedtas å administrere flytende formulering for lungelevering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingen interessekonflikter å avsløre.
Acknowledgments
Forfatterne vil takke Mr. Ray Lee, Mr. HC Leung og Mr. Wallace So for deres vennlige hjelp til å lage lyskilden og pulverinsufflatoren; og Fakultetets kjerneanlegg for bistand til dyreavbildning. Arbeidet ble støttet av Research Grant Council, Hong Kong (17300319).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- Newman, S. P. Drug delivery to the lungs: challenges and opportunities. Therapeutic Delivery. 8 (8), 647-661 (2017).
- Setter, S. M., et al. Inhaled dry powder insulin for the treatment of diabetes mellitus. Clinical Therapeutics. 29 (5), 795-813 (2007).
- Muralidharan, P., Hayes, D., Mansour, H. M. Dry powder inhalers in COPD, lung inflammation and pulmonary infections. Expert Opinion on Drug Delivery. 12 (6), 947-962 (2015).
- de Boer, A. H., et al. Dry powder inhalation: past, present and future. Expert Opinion on Drug Delivery. 14 (4), 499-512 (2017).
- Das, S., Tucker, I., Stewart, P. Inhaled dry powder formulations for treating tuberculosis. Current Drug Delivery. 12 (1), 26-39 (2015).
- Okamoto, H., et al. Stability of chitosan-pDNA complex powder prepared by supercritical carbon dioxide process. International Journal of Pharmaceutics. 290 (1-2), 73-81 (2005).
- He, J., et al. Evaluation of inhaled recombinant human insulin dry powders: pharmacokinetics, pharmacodynamics and 14-day inhalation. Journal of Pharmacy and Pharmacology. 71 (2), 176-184 (2019).
- Durham, P. G., Young, E. F., Braunstein, M. S., Welch, J. T., Hickey, A. J. A dry powder combination of pyrazinoic acid and its n-propyl ester for aerosol administration to animals. International Journal of Pharmaceutics. 514 (2), 384-391 (2016).
- Phillips, J. E., Zhang, X., Johnston, J. A. Dry powder and nebulized aerosol inhalation of pharmaceuticals delivered to mice using a nose-only exposure system. JoVE (Journal of Visualized Experiments). (122), e55454 (2017).
- Nahar, K., et al. In vitro, in vivo and ex vivo models for studying particle deposition and drug absorption of inhaled pharmaceuticals). European Journal of Pharmaceutical Sciences. 49 (5), 805-818 (2013).
- Price, D. N., Muttil, P. Delivery of Therapeutics to the Lung. Methods in Molecular Biology. 1809, 415-429 (2018).
- Chang, R. Y. K., et al. Proof-of-Principle Study in a Murine Lung Infection Model of Antipseudomonal Activity of Phage PEV20 in a Dry-Powder Formulation. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 62 (2), (2018).
- Ito, T., Okuda, T., Takayama, R., Okamoto, H. Establishment of an Evaluation Method for Gene Silencing by Serial Pulmonary Administration of siRNA and pDNA Powders: Naked siRNA Inhalation Powder Suppresses Luciferase Gene Expression in the Lung. Journal of pharmaceutical sciences. 108 (8), 2661-2667 (2019).
- Patil, J. S., Sarasija, S. Pulmonary drug delivery strategies: A concise, systematic review. Lung India. 29 (1), 44-49 (2012).
- Ihara, D., et al. Histological Quantification of Gene Silencing by Intratracheal Administration of Dry Powdered Small-Interfering RNA/Chitosan Complexes in the Murine Lung. Pharmaceutical Research. 32 (12), 3877-3885 (2015).
- Qiu, Y., et al. Effective mRNA pulmonary delivery by dry powder formulation of PEGylated synthetic KL4 peptide. Journal of Controlled Release. 314, 102-115 (2019).
- Pfeifer, C., et al. Dry powder aerosols of polyethylenimine (PEI)-based gene vectors mediate efficient gene delivery to the lung. Journal of Controlled Release. 154 (1), 69-76 (2011).
- Kim, I., et al. Doxorubicin-loaded highly porous large PLGA microparticles as a sustained- release inhalation system for the treatment of metastatic lung cancer. Biomaterials. 33 (22), 5574-5583 (2012).
- Tonnis, W. F., et al. A novel aerosol generator for homogenous distribution of powder over the lungs after pulmonary administration to small laboratory animals. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 88 (3), 1056-1063 (2014).
- Hoppentocht, M., Hoste, C., Hagedoorn, P., Frijlink, H. W., de Boer, A. H. In vitro evaluation of the DP-4M PennCentury insufflator. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 88 (1), 153-159 (2014).
- Liao, Q., et al. Porous and highly dispersible voriconazole dry powders produced by spray freeze drying for pulmonary delivery with efficient lung deposition. International Journal of Pharmaceutics. 560, 144-154 (2019).
- Ito, T., Okuda, T., Takashima, Y., Okamoto, H. Naked pDNA Inhalation Powder Composed of Hyaluronic Acid Exhibits High Gene Expression in the Lungs. Molecular Pharmaceutics. 16 (2), 489-497 (2019).
- Chaurasiya, B., Zhou, M., Tu, J., Sun, C. Design and validation of a simple device for insufflation of dry powders in a mice model. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 123, 495-501 (2018).
