March 30th, 2017
Während der Entwicklung von Medikamenten zur pulmonalen Verabreichung, ist es notwendig, Pharmakokinetik und Wirksamkeit in einem Tiermodell zu bewerten. Wir stellen ein Verfahren, ein Wegwerf-Aerosoldispersionssystem aus of-the-shelf-Komponenten zu bauen, die verwendet werden können, intrapulmonalen Aerosoltrockenpulver zu Nagetieren zu verabreichen.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, ein Einweg-Aerosol-Dispersionssystem für die Entwicklung und Bewertung von Trockenpulveraerosolen zusammenzustellen. Diese Technik befasst sich mit Schlüsselfragen in der Pharmazie und Aerosolwissenschaft in Bezug auf die Abgabe von trockenen Pulveraerosolen, die für die Pharmakokinetik und auch für die Wirksamkeitsprüfung von Bedeutung sind, und deckt derzeit einen ungedeckten Bedarf. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie Dosatoren verwendet, die aus leicht verfügbaren Materialien hergestellt werden und diese Materialien ziemlich wirtschaftlich sind.
Ein großer Vorteil ist, dass sie in einer gefährlichen Umgebung eingesetzt werden können, da die Materialien selbst wegwerfbar sind. Beginnen Sie damit, den Boden eines 0,5-Milliliter-Mikrozentrifugenröhrchens aus Polypropylen mit einem Loch von ein bis zwei Millilitern Durchmesser zu perforieren. Erstellen Sie anschließend mit einem Bohrer mit der Nummer 22 ein Loch mit einem Durchmesser von etwa vier Millimetern in der Mitte der Mikrozentrifugenkappe.
Stanzen Sie ein 60 x 60 Millimeter großes Netz mit einem Sieb von 0,0045 Zoll Drahtdurchmesser und einem Außendurchmesser von fünf Millimetern aus einem Drahtgewebe aus Edelstahl 304 aus und führen Sie das Sieb mit dem Ende einer stumpfen Nadel in den Boden des Mikrozentrifugenröhrchens ein, so dass es die Perforation bedeckt. Drücken Sie dann das schmale Ende des Mikrozentrifugenröhrchens mit genügend Druck in das Ende der Nadel, um die Röhrchenspitze an der Nadel zu befestigen, ohne den Kunststoff zu knacken, und verwenden Sie Ethanol, um die Oberseite der Nadel und die Unterseite des Röhrchens vorsichtig zu reinigen. Die Montage des Dosators, während er noch nass ist, hilft dabei, einen festen Sitz zu erreichen. Die Materialien können jedoch auch nach dem Zusammenstecken mit Laborfolie umwickelt werden, um bei Bedarf zusätzliche Stabilität zu gewährleisten.
Nachdem Sie eine analytische Mikrowaage aufgerissen haben, laden Sie das Pulver in den Dosator und verstopfen Sie mit einer Pinzette die Oberseite des Mikrozentrifugenröhrchens mit Watte. Schließen Sie anschließend den Deckel des Mikrozentrifugenröhrchens und ziehen Sie einen Spritzenkolben auf das entsprechende Volumen entsprechend der spezifischen experimentellen Anwendung zurück. Führen Sie dann die Spritze in das hintere Ende des Dosators ein, wobei sich das Nadelende des Dosators in der Dosieröffnung der Expositionskammer befindet, und drücken Sie den Kolben kräftig nieder, um das Pulver aus dem Gerät in die Kammer auszustoßen.
Die Dosierkammer kann aus Acryl mit einem drei Zoll langen zentralen Aerosolfach mit einem Durchmesser von vier Zoll und konischen Nasenkegeln zur Bewertung der Aerosolexposition durch passive Inhalation zusammengebaut werden. In diesem repräsentativen Experiment wurde Meerschweinchen in einer Dosierkammer unter Verwendung der gezeigten Verabreichungstechnik ein sprühgetrocknetes Arzneimittelpulver mit einem mittleren aerodynamischen Massendurchmesser von 2,9 Mikrometern verabreicht. Fünf 10-Milligramm-Dosen Pulver, die in Abständen von drei Minuten verabreicht wurden, führten zu einer maximalen Plasmakonzentration von fünf Mikrogramm pro Milliliter, eine ähnliche Konzentration wie bei der endotrachealen Verabreichung von einem Milligramm pro Kilogramm Pulver nach Standardmethoden, was darauf hindeutet, dass die Pulverabgabe in der Dosierkammer ein effizientes Mittel zur Dispersion auf die primäre Partikelgröße ist.
Nach der Eingewöhnung an die Methode kann die Montage und Befüllung des Dosators bei sachgemäßer Ausführung in etwa fünf Minuten durchgeführt werden. Nach ihrer Entwicklung ermöglichte diese Technik Forschern auf dem Gebiet der pulmonalen Arzneimittelverabreichung, neuartige Tuberkulosetherapien in einem Meerschweinchenmodell für Krankheiten zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Einwegdosatoren für die Dispersion von technisch hergestellten Trockenpulveraerosolen baut.
Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit einigen Arten von Maschinen gefährlich sein kann und dass bei der Arbeit mit diesen Materialien immer Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen einer Schutzbrille getroffen werden sollten.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
This article presents a method for assembling a disposable aerosol dispersion system for administering dry powder aerosols to rodents. The technique addresses critical aspects of pharmacokinetics and efficacy testing in drug development for pulmonary delivery.