通过40W的Elvax缓释给药的大鼠视网膜：对慢性疾病的治疗

Summary

本文详细介绍了如何的Elvax 40W，可作为药物输送到成年大鼠视网膜缓释方法。该协议的制备，装载和输送的药物 – 树脂复合物对眼睛进行说明。

Abstract

视网膜疾病是难以治疗的视网膜深藏在眼内。通常需要药物递送的侵入性的方法来治疗这些疾病。慢性视网膜疾病，如视网膜水肿或新血管形成通常需要多眼内注射，以有效治疗该病症。然而，与这些注射相关的风险增加具有重复输送药物。因此，替代交付方式需要建立以尽量减少回注的风险。几个其他研究已开发的方法来递送药物在延长的时间，通过能够释放的化学物质慢慢进入眼睛的材料。在本次调查中，我们概述了使用的Elvax 40W，共聚物树脂，以充当药物输送到成年大鼠视网膜的车辆。的树脂制成，并装入该药物。该药物 – 树脂复合物，然后注入到玻璃体腔，在那里它会慢慢地释放药物比TI我。使用2 – 氨基-4 – 膦酰（APB），谷氨酸类似物阻止视网膜的光响应这种方法进行了测试。由此表明了该APB慢慢从树脂释放，并且能够阻止在植入后7天的视网膜响应。这表明，使用缓释药物递送该共聚物树脂可有效治疗视网膜上，并且可以用于治疗与进一步的测试。

Introduction

慢性疾病如糖尿病和高血压的治疗中提出了许多挑战，因为这些疾病通常需要治疗延长的时期，常常为生活。这叫做缓慢释放的药物递送系统，其减少需要频繁给药的发展。这些缓慢释放方法的有效性已经通过胰岛素泵的发展已经证明，减少治疗糖尿病需要胰岛素注射的次数。眼睛的慢性疾病，尤其是影响其内层，需要通过药物侵入性操作频繁给药。一个这样的慢性疾病，影响人的眼睛是年龄相关性黄斑变性（AMD）。它影响到中央视网膜，这是一个层位于负责发起视力的眼睛后面的神经组织。 AMD是导致失明的西方^世界第一的主要原因。与治疗真是个特别的挑战tinal疾病是该药物是需要达到的眼睛，这经常需要递送的侵入性方法本深层。药物通常是给药于使用玻璃体内注射玻璃体腔和视网膜。然而，每次注射有一种postinjection并发症，包括眼内炎，视网膜脱离，白内障和玻璃体出血²的风险。这种风险被乘以与药物的每一个回注。

减少需要多次注射会在AMD的治疗的一个主要好处。治疗AMD，在新的血管生长是一个标志性的湿形式，既定的治疗策略是针对使用VEGF抑制剂³的血管内皮生长因子（VEGF）。目前，这是通过重复的玻璃体内注射递送。同样，在黄斑水肿，糖尿病性视网膜病变的常见并发症的治疗，皮质类固醇激素是通过反复注射交付<s达> 4。通过缓慢释放的方式提供这些药物确实可以减少postinjection并发症的风险。

使用有机硅类橡胶车辆提供小分子进入动物组织⁵首次被描述缓慢释放的药物递送系统的概念。自那时以来，其他的缓慢释放的方法已被开发来提供更大的分子，其中一些在眼睛进行了测试。粒子的载体，如可生物降解的微球，聚交酯-共-乙交酯共聚物（PLGA）纳米颗粒和磷脂小泡（脂质体）可以作为运载工具^6,7有用。 PLGA纳米颗粒和脂质体进行了比较， 在体外环境中为它们随着时间的推移⁷穿过巩膜递送抗癌剂的能力。这两款车均有效缓慢释放的药物。然而，该研究只在体外环境下进行。 Bochot 等人 ^（2002）8测试脂质体的效能，提供分子在体内的视网膜。他们已经证明，脂质体成功递送小的寡核苷酸对兔视网膜。作者认为脂质体可能是有益的视网膜疾病⁸的治疗。然而，这些小泡的性质在玻璃体漂浮装置，它们很可能会变得模糊或损害视力^9。

冈部等人^（2003）10中使用由33％的乙烯-乙酸乙烯酯的非生物可降解的聚合物的光盘适用的β-塞米松兔。它们植入光盘插入巩膜袋和演示的有效释放药物进入玻璃体和视网膜的长达一个月^10。然而，在这种特定的协议中​​，植入物是相对大的和刚性的，并且需要更复杂的外科手术，包括一个大的巩膜切口和缝合。

早先的研究中调查了Tissu酒店ë响应于各种聚合物的车辆通过注入成兔眼的角膜，并发现，在醇洗涤的乙烯 – 乙酸乙烯酯共聚物并没有引起炎症或刺激。这些配合物显示出持续的递送较大的化合物的成动物组织为延长的时期，某些超过高达100天依赖于药物^11。一个这种类型的共聚物树脂已开发工业中的Elvax 40W的形式（40％（重量）的乙烯 – 乙酸乙烯酯共聚单体含量用“W”酰胺添加剂以改善沉淀处理）。此共聚物树脂是一种惰性物质，其是稳定的，在室温和体温。它并没有被证明可导致在生物组织中的过敏或毒性。此树脂，有效地传递大量的各种药物在不同的实验模型，探讨各种系统，如乳腺导管系统¹²中，初级听觉皮层^{13,14 <}功能/ SUP>，青蛙视觉系统^15。这种树脂也被用于在眼睛将药物递送到显影龟^16,17，鸡胚^18,19，和成人鼬视网膜^20。在大鼠中枢神经系统中，树脂仅被用于在大脑^21-23，但其在大鼠眼用尚未记录。

使用该共聚物树脂慢慢将药物递送至视网膜方法比其他方法的优点是，它是一种不引起炎症或刺激的眼睛稳定的化合物。不同于粒子的载体，该药物 – 树脂复合物就不会在植入后损害视力的，因为它通常保持在输送，而不是浮在玻璃体的部位。这将只需要一个简单的植入过程进入玻璃体腔内靠近眼睛的角膜缘，并在植入后不会需要缝合。最近，出现了几种新颖的递送系统的出现，如封装的电池技术^{（ECT）24,25，}水凝胶²⁶和缩微胶片^27。然而，在目前的研究中制备和输送的药物 – 树脂复合物所用的方法是既容易跟踪和便宜的，由此用于在基础研究环境中使用的更有利的。使用这种复合物能够提供长期的药物治疗的挑战是确定该药物，这将最大限度地具有较少的玻璃体内注射的治疗益处的最佳浓度。

本文旨在演示使用的药物 – 树脂复合物的长期治疗的成年大鼠视网膜。交付该模式的效果是用谷氨酸类似物2 – 氨基-4 – 膦酰（APB）作为药物测试。 APB块的ON双极细胞通过模仿谷氨酸，内源性神经递质在视网膜²⁸的光响应。当建业竞争与谷氨酸受体，它会阻止二极管灯吨的回应。 APB已用于生理研究，以控制视网膜功能和使用电生理学方法，如电图（ERG）测量它的效果。在以前的研究中，APB已被用于短期²⁹和长期治疗显影视网膜;后者所涉及的日常给予通过眼内注射单剂量为30天^30。用APB的相同量（0.092毫克，无菌盐水，以50μM的浓度）为所有注射如以前的工作^28,29,31建议。我们选择了APB以测试药物 – 树脂复合物作为缓释载体将药物递送到眼睛。在本研究中所述的方法类似的涉及药物-树脂复合物^16,32的制备以前描述的方法;然而，我们也详细的使用特别是在成年大鼠的眼睛。后的APB-装载树脂进入眼睛的手术植入，ERG进行建立APB是否废除第retinal光响应，并且因此是否APB已经成功地释放到玻璃体和视网膜。

Protocol

进行的所有实验均按照ARVO声明眼科及视觉研究用动物，并与阿奎拉动物伦理委员会的大学和澳大利亚国立大学动物实验伦理委员会的批准。成年大鼠（P100-200）用于在本研究中。 1，准备共聚树脂颗粒将20的Elvax 40W的小球进入在通风橱内的小玻璃烧杯中。 填用100％乙醇确保覆盖所有粒料的烧杯中。 用封口膜封住烧杯中，并将其浸泡在100％乙醇中的粒料在?…

Representative Results

全视野视网膜电图（ERG）被用于检测APB的视网膜上的效果。有关如何在ERG进行详细说明，请参阅下面的研究33,34。简言之，麻醉动物后，金电极被放置在眼睛的角膜上，和参考电极放置在两眼之间的前头皮，以记录视网膜的电活动。使用电子闪光灯单元中产生的刺激和10的强度不等，以10 6个光异构化反应，其表示每根棒的活化光敏分子的数目。在这些实验中，ERG记录采取了在1和后…

Discussion

本文证明了使用的药物 – 树脂复合物的药物缓释递送至视网膜。我们的目的是提出一种方法，它是相对便宜和容易在小动物模型适用。

鉴于APB的功能是作为一种谷氨酸类似物，它会阻止在眼睛的视网膜响应。结果表明，APB引起一个星期着床后的视网膜响应的堵塞。这表明，APB成功释放到玻璃体和视网膜，并且其作用仅限于眼睛的药物 – 树脂复合物注入。药物的全面影响变得?…

Materials

Elvax 40W Pellets	Du Pont, DE, USA
Dimethyl sulfoxide (DMSO)	Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA
2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB)	Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA	A1910
Dichloromethane	Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA	34856
Fast Green FCF	Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA
Drierite, calcium sulfate	Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA	238910
Ketamine, Ilium Ketamil	Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia
Xylazine, Ilium Xylazil-20	Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia
Atropine Sulphate, Minims eye drops	Bausch & Lomb Pty. Ltd., NSW, Australia
Tetracaine Hydrochloride, Minims eye drops	Bausch & Lomb Pty. Ltd., NSW, Australia
Chloramphenicol, Chlorsig ointment	Aspen Pharma Pty. Ltd., NSW, Australia
Pentobarbital, Lethabarb	Virbac Australia Pty. Ltd., NSW, Australia
Lignocaine Hydrochloride, Ilium Lignocaine-20	Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia
Uni-Core Punch Tool	World Precision Instruments Inc., FL, USA
Curved Forceps	World Precision Instruments Inc., FL, USA
Operating Microscope, Zeiss OPMI 99	Zeiss, West Germany
25G Insulin Needle	Terumo Corp., Tokyo, Japan
Dumont Tweezers	World Precision Instruments Inc., FL, USA