Rat Retina için Elvax 40W ile yavaş salınımlı İlaç Dağıtım: Kronik Koşullar Tedavisinde Etkileri
Summary
Bu çalışma, Elvax 40W yetişkin fare retina ilaç verilmesi için bir yavaş-salınımlı bir yöntem olarak kullanılabilir nasıl göstermektedir. Hazırlanması, yükleme ve göze ilaç reçine kompleksi vermek için protokol tarif edilmektedir.
Abstract
Retina hastalıkları retinanın derin göz içinde olduğu gibi tedavi etmek zordur. İlaç verme invazif yöntemler, genellikle, bu hastalıkları tedavi etmek için ihtiyaç vardır. Retinal ödem veya yeni damarlanma kronik retinal hastalıklar genellikle etkin bir durumu tedavi etmek için birden fazla içi enjeksiyon gerektirir. Ancak, bu enjeksiyonlar ile ilişkili riskler ilacın tekrarlanan teslim artar. Bu nedenle, alternatif dağıtım yöntemleri reenjeksiyon risklerini en aza indirmek için tesis edilmesi gerekir. Birkaç diğer araştırmalar göz içine yavaşça kimyasal bırakabilen malzemeler aracılığıyla, uzun zaman içinde uyuşturucu teslim için yöntemler geliştirmişlerdir. Bu çalışmada çeşitli yetişkin fare retina ilaç verilmesi için bir araç olarak hareket etmek Elvax, 40 W, bir kopolimer reçinenin kullanımını özetlemektedir. Reçine yapılan ve ilaç ile yüklenir. İlacı reçine kompleksi, daha sonra yavaş yavaş ti fazla ilacı serbest bırakacak vitröz kavitesine, boşluğuna aşılanmıştırben. Bu yöntem, 2-amino-4-phosphonobutyrate (APB), bloklar retinanın ışık tepkisi, bir glutamat analogu kullanılarak test edilmiştir. Bu APB yavaşça reçineden serbest olduğunu gösterdi ve implantasyondan sonra 7 gün retinal tepkisini bloke başardı. Bu, yavaş salimli ilaç verme, bu kopolimer reçinesi kullanılarak retina tedavisi için etkili olan ve daha fazla test ile birlikte tedavi edici olarak kullanılabilir belirtir.
Introduction
Bu hastalıklar genellikle uzun süre çalıştırılması için tedavi gerektirir gibi diyabet ve yüksek tansiyon gibi kronik hastalıkların tedavisi genellikle yaşam için, çok zorluklar sunuyor. Bu sık dozaj ihtiyacını azaltmak yavaş salınımlı ilaç dağıtım sistemlerinin geliştirilmesi çağrısında bulunmuştur. Bu yavaş bırakma yöntemleri etkinliği diyabeti tedavi etmek için ihtiyaç duyulan büyük insülin enjeksiyon sayısını azaltmak için, insülin pompaları geliştirilmesi yoluyla gösterilmiştir. Göz kronik hastalıklar, iç katmanları etkileyen özellikle de, invaziv prosedürler yoluyla ilaçların sık sık uygulanmasını gerektirir. İnsan gözü etkileyen bir kronik hastalıklar yaşa bağlı maküler dejenerasyon (AMD) 'dir. Bu görme başlatmadan sorumlu gözün arka kısmında yer alan nöral doku tabakası olan merkezi retina etkiler. AMD Batı dünyasında 1 körlüğün önde gelen nedenidir. Yeniden tedavi ile belirli bir zorlukintestinal hastalıklar, ilaç genellikle teslimat yöntemlere gerek duyar göz, bu alt tabakaya ulaşması için gerekli olmasıdır. İlaçlar genellikle vitreus içi enjeksiyonları kullanarak vitreus odasına ve retinaya uygulanır. Ancak, her enjeksiyon ile endoftalmi, retina dekolmanı, katarakt ve vitreus kanaması 2 olmak üzere enjeksiyon sonrası komplikasyon riski vardır. Bu risk ilacın her reenjeksiyon ile çarpılır.
Çok sayıda enjeksiyondan ihtiyacını azaltarak AMD tedavisinde büyük yararı olacaktır. Yeni damar büyüme özelliğidir AMD, ıslak formunu tedavi etmek için kurulan bir tedavi stratejisi, VEGF inhibitörleri 3 kullanılarak endotelyal büyüme faktörlerini (VEGF) hedef etmektir. Şu anda, bu tekrar edilen intravitreal enjeksiyonlar yoluyla teslim edilir. Benzer şekilde, maküla ödemi, diyabetik retinopati ortak bir komplikasyon tedavisinde, kortikosteroidler tekrarlanan enjeksiyon yoluyla teslim edilir <s> 4 kadar. Yavaş serbest bırakma yöntemleri aracılığıyla, bu ilaçların verilmesinde gerçekten enjeksiyondan komplikasyon riskini azaltabilir.
Yavaş salimli ilaç verme sistemi kavramı ilk hayvan dokularında 5 içine küçük moleküller verilmesi için bir araç silikon kauçuk kullanılarak tarif edilmiştir. O zamandan beri, diğer yavaş serbest bırakma yöntemleri gözüne test edilmiş birkaç ya da daha büyük molekülleri sağlamak için geliştirilmiştir. Bu tür biyo-bozunabilir mikrosferler, poli-laktid-ko-glikolid (PLGA) nanopartiküller ve fosfolipid vezikülleri (lipozomlar) gibi parçacık taşıyıcılar, dağıtım araçları 6,7 olarak yararlı olabilir. PLGA nano partiküller ve lipozomlar yer alır zaman 7 boyunca skleranın üzerinde anti-kanser ajanları vermek için kabiliyetleri açısından in vitro ortamda karşılaştırılmıştır. Her iki araç yavaş yavaş ilaçları bırakmadan etkili olmuştur. Bununla birlikte, çalışma sadece in vitro ortamda gerçekleştirilmiştir. Bochot ve ark. (2002) 8 testLipozomların etkinliği, in vivo olarak retinaya molekülleri salıvermek için. Bunlar, lipozomlar başarıyla tavşan retinaya küçük emplantlar, oligonükleotidlerin olduğunu göstermiştir. Yazarlar lipozomlar retina hastalıklarının 8 tedavisinde yararlı olabileceğini önerdi. Ancak, vitreustaki yüzer bu veziküllerin doğası büyük olasılıkla bulanıklık veya görme 9 bozar anlamına gelir.
Okabe ve ark. (2003) 10, tavşanlarda, beta-metazon uygulamak için% 33 etilen-vinil asetat kullanılır olmayan biyolojik olarak parçalanabilir polimer diskleri kullanılır. Bunlar, bir skleral cebine diskleri implante edilir ve bir ay 10 vitröz ve retina içine ilacın etkili serbest gösterdi. Ancak, bu protokolde, implant, nispeten büyük ve sert olan, ve büyük bir skleral kesik içinden açılmakta ve dikiş de dahil olmak üzere daha karmaşık bir cerrahi prosedür gereklidir.
Daha önceki bir çalışmada Tissu araştırdıkE tavşan gözün korneası içine implante çeşitli polimer araçlara yanıt ve alkol içinde yıkandı, etilen-vinil asetat kopolimerleri, enflamasyon veya tahrişe neden olmadığı sonucuna ulaşmıştır. Bu kompleksler, uzun zaman süreleri için hayvan dokularına geniş bileşiklerin sağlayabilmesi yönünde gösterilmiştir bazı ilaç 11 bağlı olarak, 100 güne kadar aşmaktadır. Kopolimer reçinenin bu tip Elvax 40W şeklinde endüstriyel geliştirilmiştir ("W" amid ilaveli ağırlıklı etilen-vinil asetat komonomer içeriği ile% 40 pelet kullanımını iyileştirmek için). Bu yardımcı polimer, reçine oda sıcaklığı ile vücut sıcaklığı hem de kararlı olan bir atıl bir maddedir. Bu biyolojik dokuda alerjiye veya zehirlenmeye neden gösterilmemiştir. Bu reçine etkili şekilde meme kanalı sistemi 12, birincil işitsel korteks 13,14 <gibi çeşitli sistemler, fonksiyonlarını incelemek farklı deneysel modellerde ilaçların büyük bir çeşitlilik vermiştir/ Sup>, ve kurbağa görsel sistem 15. Bu reçine, aynı zamanda kaplumbağa 16,17, tavuk embriyo 18,19 gelişmekte ilaçları teslim etmek gözü kullanılmıştır ve yetişkin gelincik 20 retinalar. Sıçan, merkezi sinir sisteminde, reçine yalnızca beyinde 21-23 kullanılmıştır, ancak sıçan gözünde kullanımı belgelendirilmiştir edilmemiştir.
Diğer yöntemlere göre, retinaya yavaş yavaş ilaç vermek için, bu kopolimer reçinenin kullanılmasının avantajları, bu göz enflamasyonu veya tahrişe neden olmayan bir stabil bir bileşik olmasıdır. Genellikle yerine vitröz yüzen teslim yerinde kalacak partikül taşıyıcıları farklı olarak, ilaç reçine kompleksi, implantasyon sonrası görme düĢürmeyeceğine. Bu sadece gözün limbus yakın vitroz boşluğu içine basit bir implantasyon işlemi gerektirir ve implantasyondan sonra dikilmesi gerektirmez. Son zamanlarda, örneğin, bir kaç yeni bir iletim sistemlerinde bir çıkışı olmuşturkapsüllü hücre teknolojisi (ECT) 24,25, 26, ve mikrofilmlere 27 hidrojellerinin. Bununla birlikte, hazırlama ve ilaç reçine kompleksi vermek için bu çalışmada kullanılan yöntem, ve böylece bazik bir araştırma ortamında kullanım için daha avantajlı olmak üzere, iki takip edilmesi kolay ve ucuzdur. Uzun süreli ilaç tedavileri sunmak için bu kompleksi kullanarak zorluk az intravitreal sahip terapötik faydalarını maksimize edecek ilacın optimal konsantrasyonunu belirlemektir.
Bu çalışma, yetişkin fare retina uzun süreli tedavi için ilaç reçine kompleksinin kullanımını ortaya koymayı amaçlamaktadır. Sağlama tarzında etkinliği ilaç olarak glutamat analog 2-amino-4-phosphonobutyrate (APB) kullanılarak test edilmiştir. APB blok Retina 28 glutamat, endojen bir nörotransmitter taklit ederek ON iki kutuplu hücreler üzerindeki ışık tepkisi. APB kendi reseptörü bloke eder Aydınlatabiliriz glutamat ile rekabet eden zamant yanıtı. APB retina fonksiyonunu kontrol etmek ve bu elektroretinografi (ERG) gibi elektrofizyolojik yöntemler kullanılarak etkisini ölçmek için fizyolojik çalışmalar kullanılmıştır. Önceki çalışmalarda, APB kısa vadeli 29 ve gelişmekte olan retinanın uzun süreli tedavi amacıyla kullanılmıştır; son 30 gün boyunca günlük 30 intraoküler enjeksiyon ile tek bir doz veren yer. Önceki çalışma 28,29,31 önerildiği şekilde APB aynı miktarda (50 uM bir konsantrasyonda steril tuzlu su içinde 0.092 mg) tüm enjeksiyonlar için kullanılmıştır. Biz göz içine ilaç vermek için bir yavaş salıveren bir araç ve ilacın reçine kompleksi test etmek APB seçtik. Bu çalışmada anlatılan yöntemler, 16,32 karmaşık ilaç reçinesinin hazırlanmasını kapsayan, daha önce tarif edilen yöntemler ile benzerdir; Bununla birlikte, yetişkin sıçan gözünde özellikle daha da ayrıntılı kullanımını. Göz içine APB yüklü reçinenin cerrahi implantasyon sonrası ERG APB r ortadan kaldıran olmadığını belirlemek için yapıldıetinal hafif tepki ve bu nedenle APB başarılı bir şekilde vitröz ve retina salınan olup olmadığını belirlemektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, retinaya ilaçların, yavaş salimli iletim için bir ilaç reçinesi kompleksi kullanımını göstermiştir. Biz nispeten ucuz ve küçük bir hayvan modelinde uygulamak kolay bir yöntem sunmayı amaçladık.
APB fonksiyonu glutamat analog olarak hareket olduğunu göz önüne alındığında, gözün retina tepkisini bloke edecektir. Sonuçlar APB bir hafta implantasyon sonrası retinal tepkinin tıkanmasına neden olduğunu göstermiştir. Bu APB başarıyla camsıların …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by the Australian Research Council through the ARC Centre of Excellence in Vision Science (CE0561903), the National Health and Medical Research Council (1049990), and Progetto regionale speciale multiasse ‘Reti per l’Alta Formazione’ – PO FSE Abruzzo 2007-2013 – Azione 4.II.iii.
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 |
References
- Access Economics, . The global economic cost of visual impairment. AMD Alliance International. , 26-27 (2010).
- Jager, R., Aiello, L., Patel, S., Cunningham, E. Risks of intravitreous injection: A comprehensive review. Retina. 24 (5), 676-698 (2004).
- Rosenfeld, P. J., et al. Ranibizumab for neovascular age-related macular degeneration. New England Journal of Medicine. 355 (14), 1419-1431 (2006).
- Cunningham, M. A., Edelman, J. L., Kaushal, S. Intravitreal steroids for macular edema: The past, the present, and the future. Survey of Ophthalmology. 53 (2), 139-149 (2008).
- Folkman, J., Long, D. M. The use of silicone rubber as a carrier for prolonged drug therapy. Journal of Surgical Research. 4 (3), 139-142 (1964).
- Herrero-Vanrell, R., Refojo, M. F. Biodegradable microspheres for vitreoretinal drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 52 (1), 5-16 (2001).
- Kim, E., et al. Human scleral diffusion of anticancer drugs from solution and nanoparticle formulation. Pharmaceutical Research. 26 (5), 1155-1161 (2009).
- Bochot, A., et al. Intravitreal delivery of oligonucleotides by sterically stabilized liposomes. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 43 (1), 253-259 (2002).
- Bochot, A., Fattal, E. Liposomes for intravitreal drug delivery: A state of the art. Journal of Controlled Release. 161 (2), 628-634 (2012).
- Okabe, K., Kimura, H., Okabe, J., Kato, A., Kunou, N., Ogura, Y. Intraocular tissue distribution of betamethasone after intrascleral administration using a non-biodegradable sustained drug delivery device. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 44 (6), 2702-2707 (2003).
- Langer, R., Folkman, J. Polymers for the sustained release of proteins and other macromolecules. Nature. 263 (5580), 797-800 (1976).
- Silberstein, G. B., Daniel, C. W. Elvax 40P implants: Sustained, local release of bioactive molecules influencing mammary ductal development. 발생학. 93 (1), 272-278 (1982).
- Smith, A. L., et al. An investigation of the role of auditory cortex in sound localization using muscimol-releasing Elvax. European Journal of Neuroscience. 19 (11), 3059-3072 (2004).
- Anomal, R., De Villers-Sidani, E., Merzenich, M. M., Panizzutti, R. Manipulation of BDNF signaling modifies the experience-dependent plasticity induced by pure tone exposure during the critical period in the primary auditory cortex. PloS one. 8 (5), e64208 (2013).
- Tu, S., Butt, C. M., Pauly, J. R., Debski, E. A. Activity-dependent regulation of substance P expression and topographic map maintenance by a cholinergic pathway. The Journal of Neuroscience. 20 (14), 5346-5357 (2000).
- Sernagor, E., Grzywacz, N. M. Influence of spontaneous activity and visual experience on developing retinal receptive fields. Current Biology. 6 (11), 1503-1508 (1996).
- Leitch, E., Coaker, J., Young, C., Mehta, V., Sernagor, E. GABA type-A activity controls its own developmental polarity switch in the maturing retina. The Journal of Neuroscience. 25 (19), 4801-4805 (2005).
- Park, C. M., Hollenberg, M. J. Basic fibroblast growth factor induces retinal regeneration in vivo. 발생학. 134 (1), 201-205 (1989).
- Whitsel, A. I., Johnson, C. B., Forehand, C. J. An in ovo chicken model to study the systemic and localized teratogenic effects of valproic acid. Teratology. 66 (4), 153-163 (2002).
- Prusky, G. T., Ramoa, A. S. Novel method of chronically blocking retinal activity. Journal of Neuroscience Methods. 87 (1), 105-110 (1999).
- Colonnese, M. T., Constantine-Paton, M. Chronic NMDA receptor blockade from birth increases the sprouting capacity of ipsilateral retinocollicular axons without disrupting their early segregation. The Journal of Neuroscience. 21 (5), 1557-1568 (2001).
- Oliveira-Silva, P., et al. Matrix metalloproteinase-9 is involved in the development and plasticity of retinotectal projections in rats. Neuroimmunomodulation. 14 (3-4), 144-149 (2007).
- Trindade, P., et al. Evidence for a role of calcineurin in the development of retinocollicular fine topography. Neuroscience Letters. 487 (1), 47-52 (2011).
- Kauper, K., et al. Two-year intraocular delivery of ciliary neurotrophic factor by encapsulated cell technology implants in patients with chronic retinal degenerative diseases. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53 (12), 7484-7491 (2012).
- Birch, D. G., Weleber, R. G., Duncan, J. L., Jaffe, G. J., Tao, W. Randomized of ciliary neurotrophic factor delivered by encapsulated cell intraocular implants for retinitis pigmentosa. American Journal of Ophthalmology. 156 (2), 283-292 (2013).
- Rauck, B. M., et al. Biocompatible reverse thermal gel sustains the release of intravitreal bevacizumab in vivo. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (1), 469-476 (2014).
- Liu, Y. C., Peng, Y., Lwin, N. C., Venkatraman, S. S., Wong, T. T., Mehta, J. S. A biodegradable, sustained-released, prednisolone acetate microfilm drug delivery system effectively prolongs corneal allograft survival in the rat keratoplasty model. PloS one. 8 (8), e70419 (2013).
- Slaughter, M. M., Miller, R. F. 2-amino-4-phosphonobutyric acid: a new pharmacological tool for retina research. Science. 211 (4478), 182-185 (1981).
- Bodnarenko, S., Jeyarasasingam, G., Chalupa, L. Development and regulation of dendritic stratification in retinal ganglion cells by glutamate-mediated afferent activity. The Journal of Neuroscience. 15 (11), 7037-7045 (1995).
- Deplano, S., Gargini, C., Maccarone, R., Chalupa, L. M., Bisti, S. Long-term treatment of the developing retina with the metabotropic glutamate agonist APB induces long-term changes in the stratification of retinal ganglion cell dendrites. Dev Neurosci. 26 (5-6), 396-405 (2004).
- Horton, J., Sherk, H. Receptive field properties in the cat’s lateral geniculate nucleus in the absence of on-center retinal input. The Journal of Neuroscience. 4 (2), 374-380 (1984).
- Smith, A. L., Cordery, P. M., Thompson, I. D. Manufacture and release characteristics of Elvax polymers containing glutamate receptor antagonists. Journal of Neuroscience Methods. 60 (1), 211-217 (1995).
- Gargini, C., Bisti, S., Demontis, G. C., Valter, K., Stone, J., Cervetto, L. Electroretinogram changes associated with retinal upregulation of trophic factors: observations following optic nerve section. 신경과학. 126 (3), 775-783 (2004).
- Maccarone, R., Di Marco, S., Bisti, S. Saffron supplement maintains morphology and function after exposure to damaging light in mammalian retina. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 49 (3), 1254-1261 (2008).
- Tsai, T., Bui, B., Vingrys, A. Dimethyl sulphoxide dose-response on rat retinal function. Documenta Ophthalmologica. 119 (3), 199-207 (2009).
