Замедленное высвобождение доставка лекарств через Elvax 40 Вт в сетчатке крыс: последствия для лечения хронических условий

Summary

Этот документ описывает, как Элвакс 40W может быть использован в качестве метода медленным высвобождением для доставки лекарственных средств к взрослой крысы сетчатки. Протокол для подготовки, погрузки и доставки препарата-смолы комплекс для глаз описывается.

Abstract

Заболевания сетчатки трудно лечить, как сетчатка лежит глубоко в глаза. Инвазивные методы доставки лекарств часто необходимы для лечения этих заболеваний. Хронические заболевания сетчатки, такие как отек сетчатки или неоваскуляризации, как правило, требуют несколько внутриглазных инъекций для эффективного лечения этого заболевания. Тем не менее, риски, связанные с этими инъекциями увеличить при повторном доставки препарата. Поэтому должны быть созданы для того, чтобы свести к минимуму риски, связанные с обратной закачки альтернативные способы доставки. Несколько других исследований были разработаны методы доставки лекарств в течение длительного времени, за счет материалов, способных к высвобождению химических веществ медленно в глаз. В этом исследовании, мы выделяем использование Elvax 40 Вт, сополимера смолы, чтобы выступать в качестве транспортного средства для доставки лекарств к взрослой сетчатке крыс. Смола выполнена с грузом препарата. Препарат смолы комплекс затем имплантируют в полость стекловидного тела, где оно будет постепенно высвобождать лекарственное средство в течение Tiмне. Этот метод был протестирован с использованием 2-амино-4-phosphonobutyrate (APB), глютамата аналог что блоки светового отклика сетчатки. Было показано, что APB медленно высвобождается из смолы, и смог заблокировать сетчатки ответ, 7 дней после имплантации. Это указывает на то, что с медленным высвобождением для доставки лекарственных средств с помощью этой сополимерной смолы является эффективным для лечения сетчатки и могут быть использованы терапевтически при дальнейших испытаний.

Introduction

Лечение хронических заболеваний, таких как диабет и высокое кровяное давление создает много проблем, так как эти заболевания обычно требуют лечения в течение длительных периодов времени, часто на всю жизнь. Это призвал к разработке систем доставки лекарств с медленным высвобождением, которые уменьшают необходимость частой дозировки. Эффективность этих методов медленных высвобождением была продемонстрирована путем разработки насосов инсулина, чтобы уменьшить количество инъекций инсулина, необходимых для лечения диабета. Хронические заболевания глаз, особенно те, которые затрагивают его внутренние слои, требуют частого администрирование наркотиков через инвазивных процедур. Одним из таких хроническое заболевание влияет на человеческий глаз является возрастная дегенерация желтого пятна (AMD). Это влияет на центральную сетчатку, которая представляет собой слой нервной ткани, расположенной в задней части глаза, ответственной за инициирование зрение. AMD является ведущей причиной слепоты в западном мире ^1. Особой проблемой с лечением повторнокишечные заболевания является то, что препарат требуется для достижения этой глубокий слой в глаза, что часто требует инвазивных методов доставки. Наркотики, как правило, вводят в стекловидное камеры и сетчатки с помощью интравитреальных инъекции. Тем не менее, с каждой инъекции существует риск постинъекционных осложнений, в том числе эндофтальмитов, отслоение сетчатки, катаракта и кровоизлияния стекловидного ^2. Этот риск умножается на каждой повторной инъекцией препарата.

Снижение потребности для многократных инъекций будет основным преимуществом в лечении ВМД. Для лечения влажной формы ВМД, где новый рост судно является отличительной чертой, создана лечебная стратегия направлена ​​на эндотелиальные факторы роста (VEGF), используя ингибиторы VEGF ^3. В настоящее время они поставляются через неоднократные интравитреальных инъекций. Точно так же в лечении отека макулы, частым осложнением диабетической ретинопатии, кортикостероиды поставляются через повторных инъекций <sдо> 4. Доставка этих препаратов с помощью методов с замедленным высвобождением может действительно уменьшить риск постинъекционных осложнений.

Понятие системы доставки медленного высвобождения лекарственного средства впервые был описан с использованием силиконовой резины транспортное средство для доставки небольших молекул в тканях животных ^5. С тех пор, другие методы медленным высвобождением были разработаны, чтобы доставить более крупные молекулы, некоторые из которых были протестированы в глаза. Носители частиц, таких как биоразлагаемых микросфер поли-лактид-со-гликолида (PLGA) наночастиц и фосфолипидные везикулы (липосомы) могут быть полезны в качестве средств доставки ^6,7. PLGA наночастиц и липосомы были сравнены в среде в пробирке на их способность доставки противораковых агентов через склеру в течение долгого времени ^7. Оба транспортных средства были эффективны в медленно выпуская препараты. Тем не менее, исследование было проведено только в среде в пробирке. Bochot и соавт. (2002) ⁸ испытанияэффективность липосом для доставки молекул к сетчатке в естественных условиях. Они показали, что липосомы успешно доставить небольших олигонуклеотидов с кролика сетчатки. Авторы предположили, что липосомы могут быть полезны в лечении заболеваний сетчатки ^8. Однако природа этих пузырьков плавать в стекловидное тело означает, что они, скорее всего, размытие или ухудшить зрение ^9.

Окабе и соавт. (2003) ¹⁰ использовании не биоразлагаемые полимерные диски, состоящие из 33% этилена и винилацетата, чтобы применить бета-methasone у кроликов. Они имплантировали дисков в кармане склеры и показали эффективное высвобождение лекарственного средства в стекловидном теле и сетчатке на срок до одного месяца ^10. Тем не менее, в данном конкретном протоколе, имплантат был относительно большим и жестким, и требует более сложной хирургической процедуры с большой разрез склеры и наложении швов.

В более раннем исследовании исследовали Текстильнаяе ответ на различных полимерных транспортных средств путем имплантации их в роговицу глаза кролика, и обнаружили, что этилен-винилацетата промывают в спирте не вызывают воспаление или раздражение. Эти комплексы были показаны поддержания поставок крупных соединений в тканях животных в течение длительных периодов времени, некоторые превышения до 100 дней в зависимости от препарата ^11. Один такой тип сополимерной смолы была разработана в промышленности в форме ElvaX 40 Вт (40% по весу этилен-винил ацетата содержанием сомономера с 'W' амидной добавки, чтобы улучшить обработку гранул). Этот сополимер представляет собой инертное вещество, которое является стабильным при комнатной, так и температуры тела. Это не было показано, что причиной аллергии или токсичность в биологической ткани. Эта смола эффективно доставлен большое разнообразие препаратов в различных экспериментальных моделях, которые исследуют функции различных систем, таких как молочной системы протоков ^12, первичной слуховой коры ^{13,14 <}/ SUP>, и лягушка визуальная система ^15. Эта смола также используется в глаза, чтобы доставлять лекарства к разработке черепаху ^16,17, куриный эмбрион ^18,19, и взрослых хорек сетчатки ^20. В крыс центральной нервной системы, смола использовалась только в головном мозге ^21-23, но его использование в глаза крысы не была документально.

Преимущества использования этой сополимерной смолы для доставки лекарства медленно к сетчатке по сравнению с другими методами, в том, что он является устойчивым соединением, которое не вызывает воспаление или раздражение в глазу. В отличие от носителей частиц, препарат-полимер комплекс не будет ухудшать зрение после имплантации, как это обычно остается на месте доставки вместо плавающих в стекловидное тело. Это потребовало бы только простой процесс имплантации в полость стекловидного тела, близкой к лимба глаза, и не потребует наложения швов после имплантации. В последнее время наблюдается появление в нескольких новых систем доставки, таких какинкапсулированные клеточной технологии (ЭСТ) ^24,25, гидрогели ²⁶ и микрофильмы ^27. Тем не менее, метод, использованный в данном исследовании для подготовки и доставки наркотиков смолы комплекс является одновременно легко следовать, и недорого, тем самым быть более выгодным для использования в основной исследовательской среды. Проблема с использованием этого комплекса, чтобы доставить долгосрочные медикаментозного лечения является определение оптимальной концентрации препарата, который будет максимизировать терапевтический эффект имеют меньше интравитреальных инъекции.

Эта статья призвана продемонстрировать использование наркотиков смолы комплекса для долгосрочного лечения взрослой крысы сетчатки. Эффективность этого способа доставки проверяется с помощью глутамата аналоговый 2-амино-4-phosphonobutyrate (APB) в качестве лекарственного средства. APB блокирует свет реагирования из биполярных клеток НА имитируя глутамат, эндогенный медиатор в сетчатки ^28. Когда APB конкурирует с глутаматом для его рецептором, блокирует Бордовыйт ответ. АПБ был использован в физиологических исследований, чтобы контролировать функции сетчатки и измерить его воздействие с помощью электрофизиологических методов, таких как электроретинографии (ЭРГ). В предыдущих исследованиях, APB был использован для проведения краткосрочных ²⁹ и долгосрочного лечения развивающейся сетчатке; последний участвует давая одну дозу через внутриглазного инъекции в день в течение 30 дней ^30. То же самое количество APB (0,092 мг в стерильном физиологическом растворе, при концентрации 50 мкМ) использовали для всех инъекций как это было предложено в предыдущей работе ^28,29,31. Мы выбрали APB, чтобы проверить препарат-смола комплекс как с медленным высвобождением средства для доставки лекарственных средств в глаз. Методы, описанные в данном исследовании похожи на описанных выше методов, связанных с разработкой препарата смолы сложного ^16,32; Однако мы также подробно его использование именно в взрослой крысы глаза. После хирургической имплантации АПБ-загруженной смолы в глаз, ЭРГ была выполнена, чтобы установить отменяет ли АПБ в Retinal реакция света, и поэтому ли APB успешно выпущен в стекловидное тело и сетчатку.

Protocol

Все эксперименты, проведенные были в соответствии с Положением ARVO для использовании животных в офтальмологической и Vision Research, и с одобрения университета комитета Аквиле животных этике и комитета Австралийского национального университета экспериментов на животных по этике. Взрослые …

Representative Results

Полное поле электроретинография (ЭРГ) был использован для определения эффекта APB на сетчатке. Для получения дополнительной информации о том, как была выполнена ERG, обратитесь к следующим исследований 33,34. Вкратце, после анестезии животного, золотой электрод помещали на роговице г?…

Discussion

Эта статья продемонстрировала использование наркотиков смолы комплекса на поставку медленным высвобождением лекарств в сетчатке. Мы стремились представить метод, который является относительно недорогой и легко наносится в небольшом животной модели.

Учитывая, что фу?…

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