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.

Alle Experimente durchgeführt, waren in Übereinstimmung mit der ARVO Erklärung für die Nutzung von Tieren in der Augenheilkunde und Vision Research und mit Zustimmung der Universität von L&#39;Aquila Tierethikkommission und der Australian National University Tierversuche Ethikkommission. Adulte Ratten (P100-200) wurden in dieser Studie verwendet. 1. Bereiten Sie die Copolymer-Harzpellets <ol><li> Zeigen 20 Elvax 40W Pellets in einem kleinen Becherglas im Abzug. </li><li> Füllen Sie das Becherglas mit 100% Ethanol gewährleistet, alle Pellets zu decken. </li><li> Das Becherglas mit Parafilm, und genießen Sie die Pellets in 100% Ethanol bei Raumtemperatur für 7-10 Tage. HINWEIS: Von diesem Schritt ab, verwenden Sie nicht aus Metall oder Kunststoff zu handhaben oder lagern Sie den Harz. </li></ol> 2. Bereiten Sie die Medikamentenlösung für Laden <ol><li> Lösen Sie das Medikament der Wahl in 0,1% Dimethylsulfoxid (DMSO). Machen die Wirkstofflösung bis zu 40 ul Volumen.Laden des Harzes mit der dreifachen Konzentration des Arzneimittels, die in einer einzigen Dosis gegeben werden würde. </li></ol> 3. Bereiten Sie und laden Sie die Drug-Harz-Komplex <ol><li> Übertragen Sie die 20 gewaschen Pellets zu einem anderen kleinen Becherglas. Die Pellets lösen sich in 4 ml Dichlormethan für ungefähr 45 min. Das Becherglas mit Parafilm, während die Pellets lösen sich auf. </li><li> Eine Lösung von Fast Green FCF durch Auflösen in 0,1% DMSO zu einer Konzentration von 0,001 mg / ml. </li><li> Nehmen Sie eine Pipette, und stellt 40 ul der früheren Arzneimittellösung vorbereitet. Legen Sie eine andere Pipette mit 40 ul Fast Green-Lösung. </li><li> Fügen Sie die beiden Lösungen gleichzeitig in den Becher. Mix schnell mit einem Rührstab aus Glas, bis die grüne Farbstoff gleichmäßig in der Mischung verteilt. </li><li> Das Becherglas wird umgehend übertragen auf Trockeneis für 10 min zu schnell einfrieren des Harzes. </li><li> Einrichtung eines &quot;Verdunstungskammer&quot;, um das Lösungsmittel verdampfen. Füllen eingrößeren Behälter bis zu einem Drittel mit Calciumsulfat Kieselsteinen. Erstellen Sie einen gut in den Kies, und sorgfältig das Becherglas in der auch so, dass die Kieselsteine ​​zu erreichen bis zur Hälfte des Bechers, um den Becher in der Kammer zu stabilisieren. </li><li> Decken Sie die größeren Außenbehälter mit Parafilm. </li><li> Übertragen Sie die Verdunstungskammer in die Tiefkühltruhe. Halten bei -20 ° C für 2-3 Wochen. </li></ol> 4. Bereiten Sie die Arzneimittel-Harz-Komplex für chirurgische Implantation <ol><li> Entfernen Sie die Verdunstungskammer von der Tiefkühltruhe. Übertragen des festen Arzneimittel-Harz-Block eine Glasschale auf Eis gehalten. </li><li> Mit Hilfe eines Mikroskops oder Lupe, schneiden Sie ein Stück etwa 0,05 mm im Durchmesser und 0,1 mm in der Länge aus dem Block mit einem Trepan oder Stanzwerkzeug. </li><li> Wickeln Sie den Rest des Blocks in gefrierfeste Material (zB Aluminiumfolie) und halten bei -20 ° C, bis sie benötigt. </li></ol> 5. Chirurgisch Implant die Drug-Harz-Komplex in der Ratte Augen </p&gt; <ol><li> Bereiten Sie das Tier für Chirurgie. Betäuben Verwendung einer intraperitonealen Injektion einer Mischung von Ketamin (100 mg / kg Körpergewicht) und Xylazin (12 mg / kg Körpergewicht). Beachten Sie das Tier bis zur Vollnarkose erreicht. HINWEIS: Das Tier sollte einen Verlust von Bewegungen (außer Atem) zu haben, und ein Verlust der Hornhaut und Zehen Prise Reflexe. </li><li> Übertragen Sie die vollständig betäubt Tier zu dem OP-Tisch. Verwendung mydriaticum (zB Atropin Sulfat) und Lokalanästhesie (zB Tetracain-Hydrochlorid) fällt auf das Auge (n) einer Operation unterziehen. Künstliche Tränen, die Hornhaut während der Operation feucht zu halten. Verwenden Sie Einweg-Nadeln und sterile Instrumente während der Operation. </li><li> Stabilisierung des Auges mit einem Paar stumpfen gebogenen Pinzette, nachdem die Schüler voll erweitert wird. Verwenden ein Operationsmikroskop, ein voller Tiefe Einstichwunde zu machen, um den Glaskörper, etwa 2 mm vom Limbus unter Verwendung einer 25 G-Nadel zu erreichen. </li><li> Setzen Sie die vorbereitete Stück ter Arzneimittel-Harz-Komplexes in die Stichwunde mit einem Paar von feinen, spitzen Pinzette (zB Pinzette), die in der Lage, die Einstichstelle zu durchdringen sind. </li><li> Als Prophylaxe für die bakterielle Infektion, gelten antibiotische Salbe für das Auge, um Entzündungen zu verhindern, wie auch zur Verhinderung der Hornhaut Trockenheit, während das Tier erholt sich. </li><li> Beachten Sie das Tier bis zur vollständigen Genesung. Sie das Tier nicht unbeaufsichtigt lassen, bis er das Bewusstsein wiedererlangt. Nicht das Tier an der Gesellschaft von anderen Tieren zurück, bis vollständig erholt. Wenn das Tier zeigt Anzeichen von Stress oder Unbehagen, sollten Schmerzmittel nach der zugelassenen Ethik-Protokoll verwendet werden. </li><li> Befolgen Sie die üblichen experimentellen Verfahren für die Sammlung und Analyse der Gewebe. </li><li> Bei Beendigung der Experimente euthanize das Tier mit einer intraperitonealen Injektion von Pentobarbital ein (60 mg / kg Körpergewicht) 2% Lidocain-Hydrochlorid-Lösung. </li></ol> HINWEIS: Lidocain-Hydrochlorid minimizes lokalen Beschwerden.

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Die Autoren haben nichts zu Veröffentlichung.

Dieses Papier demonstriert die Verwendung eines Arzneimittel-Harz-Komplex für die langsame Freisetzung Abgabe von Arzneimitteln an die Netzhaut. Unser Ziel war es, ein Verfahren, das relativ kostengünstig und einfach in einem Kleintiermodell anzuwenden ist, zu präsentieren. Da die Funktion des APB ist als Glutamat-Analogon handelt, wird es den Netzhautreaktion im Auge zu blockieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Blockade verursacht APB des Netzhautreaktion um eine Woche nach der Implant...

Die Behandlung von chronischen Krankheiten, wie Diabetes und Bluthochdruck stellt viele Herausforderungen, da diese Erkrankungen erfordern im allgemeinen für die Behandlung über längere Zeiträume, die oft für das Leben. Dies hat zur Entwicklung von langsamer Freisetzung Arzneimittelabgabesysteme, die die Notwendigkeit für häufige Dosierung reduzieren bezeichnet. Die Wirksamkeit dieser Methoden langsame Freisetzung wurde durch die Entwicklung von Insulinpumpen nachgewiesen worden, um die Zahl der Insulin-Injektionen benötigt, um Diabetes zu behandeln reduzieren. Chronische Erkrankungen des Auges, insbesondere bezogen auf seinen inneren Schichten, erfordern die häufige Verabreichung von Arzneimitteln durch invasive Verfahren. Eine solche chronische Krankheit, die das menschliche Auge ist altersbedingte Makuladegeneration (AMD). Es wirkt sich auf die zentrale Netzhaut, die eine Schicht von Nervengewebe auf der Rückseite des Auges zu initiieren Sehen verantwortlich liegt. AMD ist die häufigste Ursache für Erblindung in der westlichen Welt ein. Eine besondere Herausforderung bei der Behandlung von WiederDarm-Erkrankungen ist, dass das Medikament wird benötigt um dieses tiefen Schicht im Auge, die oft invasive Methoden der Lieferung erfordert erreichen. Medikamente werden in der Regel an den Glaskörperraum und der Netzhaut mit intravitrealen Injektionen verabreicht. Jedoch bei jeder Injektion besteht die Gefahr von Komplikationen nach der Injektion, einschließlich Endophthalmitis, Netzhautablösung, Katarakt und Glaskörperblutungen 2. Dieses Risiko wird mit jeder Wiedereinleitung des Medikaments multipliziert. Wodurch die Notwendigkeit für Mehrfachinjektionen wäre ein großer Vorteil bei der Behandlung von AMD. Um die feuchte Form der AMD, wo neue Gefäßwachstum ist ein Markenzeichen zu behandeln, ist die etablierte therapeutische Strategie, um die endotheliale Wachstumsfaktoren (VEGF) mit VEGF-Inhibitoren 3 Ziel. Derzeit werden diese durch wiederholte intravitreale Injektionen geliefert. Ähnlich wird in der Behandlung von Makula-Ödem, eine häufige Komplikation der diabetischen Retinopathie, Kortikosteroide werden durch wiederholte Injektionen zuge <sbis&gt; 4. Abgabe dieser Arzneimittel durch langsame Freisetzung Verfahren könnte in der Tat das Risiko von Komplikationen nach der Injektion. Der Begriff einer langsamen Wirkstofffreisetzung System wurde unter Verwendung eines Silikonkautschuk-Fahrzeug für kleine Moleküle in tierische Gewebe liefern 5 beschrieben. Seitdem wurden andere langsame Freisetzung Verfahren entwickelt worden, um größere Moleküle, von denen mehrere in dem Auge getestet zu liefern. Partikelträger, wie biologisch abbaubare Mikrokügelchen, Poly-Lactid-co-Glycolid (PLGA) Nanopartikeln und Phospholipid-Vesikel (Liposomen) können die als Abgabevehikel 6,7 sein. PLGA-Nanopartikel und Liposomen wurden in einer in vitro-Umgebung für ihre Fähigkeit, Antikrebsmittel für die Lederhaut mit der Zeit 7 liefern verglichen. Beide Fahrzeuge waren wirksam in langsam die Freigabe der Drogen. Jedoch wurde die Studie nur bei einem in vitro-Umgebung durchgeführt. Bochot et al. (2002) 8 getestetDie Wirksamkeit der Liposomen auf Moleküle an der Retina in vivo zu liefern. Sie haben gezeigt, dass kleine Liposomen Oligonukleotiden erfolgreich zu liefern, um das Kaninchen Netzhaut. Die Autoren schlugen vor, dass Liposomen könnte nützlich bei der Behandlung von Netzhauterkrankungen 8 sein. Die Natur dieser Vesikel in den Glaskörper schwimmen bedeutet jedoch, dass sie wahrscheinlich zu verwischen oder Vision 9 beeinträchtigen. Okabe et al. (2003) 10 verwendete nicht biologisch abbaubare Polymerscheiben aus 33% Ethylen-Vinylacetat auf Beta-methasone Kaninchen angewendet. Sie implantiert Scheiben in eine Skleratasche und demonstriert die wirksame Freisetzung des Arzneimittels in den Glaskörper und der Retina für bis zu einem Monat 10. Aber in diesem besonderen Protokoll wurde das Implantat relativ groß und starr und benötigt eine komplexe chirurgische Verfahren einschließlich einer großen Skleraeinschnitt und Nähen. Eine frühere Studie untersuchten die tissue Antwort auf verschiedene Polymervehikel durch Implantieren sie in die Hornhaut von Kaninchen-Augen und fanden, daß Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit Alkohol gewaschen keine Entzündung oder Reizung verursachen. Diese Komplexe wurden gezeigt, um die Abgabe von größeren Verbindungen in tierischen Geweben für längere Zeiträume aufrecht zu erhalten, etwas mehr als bis zu 100 Tage abhängig von der Droge 11. Ein solcher Typ von Copolymer-Harz ist industriell in Form von Elvax 40W entwickelt (40 Gew% Ethylen-Vinylacetat-Comonomer-Gehalt mit einem &quot;W&quot; Amidadditiv Pellet Handhabung zu verbessern). Dieses Copolymer-Harz ist eine inerte Substanz, die sowohl bei Raum und Körpertemperatur stabil ist. Es hat nicht gezeigt, dass Allergien oder Toxizität in biologischem Gewebe verursachen. Dieses Harz effektiv in verschiedenen experimentellen Modellen, die die Funktionen von verschiedenen Systemen, wie der Brustmilchgangsystem 12 des primären auditorischen Cortex 13,14 &lt;untersuchen lieferte eine große Vielzahl von Arzneimitteln/ Sup&gt;, und der Frosch visuelle System 15. Dieses Harz hat sich auch in die Augen eingesetzt, um Drogen zu entwickeln Schildkröte 16,17, 18,19 Hühnerembryo zu liefern, und erwachsene Frettchen Retina 20. Bei der Ratte zentrale Nervensystem wurde das Harz nur im Gehirn 21-23 verwendet worden, aber ihre Verwendung in der Rattenauge ist nicht belegt. Die Vorteile der Verwendung dieser Copolymer-Harz, Medikamente langsam zu der Netzhaut gegenüber anderen Verfahren zu liefern, ist, dass es eine stabile Verbindung, die nicht Entzündung oder Reizung des Auges verursacht. Anders als Partikelträger, die Arzneimittel-Harz-Komplex nicht Vision nach der Implantation zu beeinträchtigen, wie es an der Stelle der Abgabe statt schweben in den Glaskörper bleibt in der Regel. Es wäre nur eine einfache Implantationsprozess erfordern, in den Glaskörperraum nahe dem Limbus des Auges und nicht Nähen nach der Implantation erforderlich. Kürzlich gab es ein Auftreten in mehrere neuartige Abgabesysteme, wie beispielsweise(Encapsulated Cell Technology ECT) 24,25 Hydrogele 26 und 27 Mikrofilme. Jedoch ist die in der vorliegenden Studie zum Zubereiten und Abgeben des Arzneimittel-Harz-Komplex verwendete Verfahren sowohl einfach zu folgen und kostengünstig, wodurch sie zur Verwendung in einer Grundlagenforschung Umwelt vorteilhafter. Die Herausforderung, mit diesen komplexen, langfristige medikamentöse Behandlungen zu liefern ist, um die optimale Konzentration des Arzneimittels, die die therapeutischen Vorteile von weniger intravitreale Injektionen maximieren bestimmen. Dieses Papier soll die Verwendung der Arzneimittel-Harz-Komplex für die Langzeitbehandlung von Erwachsenen Rattenretina demonstrieren. Die Wirksamkeit dieser Art der Verabreichung wird unter Verwendung des Glutamat analogen 2-Amino-4-phosphonobutyrate (APB) als Medikament getestet. APB blockiert die Lichtreaktion der ON bipolaren Zellen durch die Nachahmung von Glutamat, einen endogenen Neurotransmitter in der Netzhaut 28. Wenn APB konkurriert mit Glutamat für seinen Rezeptor, blockiert es die Light Antwort. APB hat in physiologische Studien genutzt, um Netzhautfunktion steuern und messen ihre Wirkung mit elektrophysiologischen Methoden wie Elektroretinographie (ERG). In früheren Studien hat APB sowohl für kurzfristige 29 und Langzeitbehandlung der Entwicklungsnetzhaut verwendet; Letztere bestand darin, dass eine Einzeldosis über intraokulare Injektion täglich für 30 Tage 30. Die gleiche Menge an APB (0,092 mg in steriler Salzlösung in einer Konzentration von 50 uM) wurde für alle Injektionen verwendet werden, wie in früheren Arbeiten 28,29,31 vorgeschlagen. Wir wählten APB die Arzneimittel-Harz-Komplex als slow-release Fahrzeug Medikamente in das Auge zu liefern testen. Die in dieser Studie beschriebenen Verfahren sind ähnlich wie die zuvor beschriebenen Verfahren, die die Herstellung der Arzneimittel-Harz-Komplex 16,32; aber wir auch ausführlich seine Verwendung speziell in der erwachsenen Ratte Auge. Nach der chirurgischen Implantation der APB-beladenen Harzes in das Auge wurde ERG durchgeführt, um festzustellen, ob APB hebt den Retinal Lichtverhalten und damit, ob APB wurde erfolgreich in den Glaskörper und Netzhaut freigesetzt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Elvax 40W Pellets</td>
			<td>Du Pont, DE, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td>A1910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td>34856</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Green FCF</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drierite, calcium sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. LLC., MO, USA</td>
			<td>238910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine, Ilium Ketamil</td>
			<td>Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine, Ilium Xylazil-20</td>
			<td>Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atropine Sulphate, Minims eye drops</td>
			<td>Bausch &#38; Lomb Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetracaine Hydrochloride, Minims eye drops</td>
			<td>Bausch &#38; Lomb Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloramphenicol, Chlorsig ointment</td>
			<td>Aspen Pharma Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital, Lethabarb</td>
			<td>Virbac Australia Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lignocaine Hydrochloride, Ilium Lignocaine-20</td>
			<td>Troy Laboratories Pty. Ltd., NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uni-Core Punch Tool</td>
			<td>World Precision Instruments Inc., FL, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Forceps</td>
			<td>World Precision Instruments Inc., FL, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating Microscope, Zeiss OPMI 99</td>
			<td>Zeiss, West Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25G Insulin Needle</td>
			<td>Terumo Corp., Tokyo, Japan</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont Tweezers</td>
			<td>World Precision Instruments Inc., FL, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

slow-release drug delivery through elvax 40w to the rat retina: implications for the treatment of chronic conditions

Erkrankungen der Netzhaut sind schwierig zu behandeln, wie die Netzhaut liegt tief in die Augen. Invasive Methoden der Arzneimittelabgabe sind häufig erforderlich, um diese Krankheiten zu behandeln. Chronische Netzhauterkrankungen wie Netzhautödeme oder Neovaskularisation benötigen in der Regel mehrere intraokulare Injektionen, um den Zustand effektiv zu behandeln. , Welche Risiken mit den Injektionen nicht zu erhöhen aber bei wiederholter Verabreichung des Arzneimittels. Daher müssen alternative Versandmethoden, um die Risiken der Wiedereinleitung zu minimieren festgelegt werden. Mehrere andere Untersuchungen haben Methoden entwickelt, um Medikamente über längere Zeit zu liefern, durch Materialien, die zur Freisetzung Chemikalien langsam in die Augen. In dieser Untersuchung, skizzieren wir die Verwendung von Elvax 40W, ein Copolymer-Harz, um als Vehikel für die Arzneimittelabgabe an der erwachsenen Ratte Netzhaut wirken. Das Harz wird hergestellt und mit dem Arzneistoff beladen. Der Arzneimittel-Harz-Komplex wird dann in den Glaskörperraum, wo sie langsam über ti das Arzneimittel implantiertmich. Dieses Verfahren wurde unter Verwendung von 2-Amino-4-phosphonobutyrate (APB), Glutamat-Analogon, das das Licht blockiert Antwort der Netzhaut getestet. Es wurde gezeigt, dass die APB wurde langsam aus dem Harz freigesetzt, und konnte die Netzhautantwort durch 7 Tage nach der Implantation zu blockieren. Dies zeigt, dass langsam Wirkstofffreisetzung mit dieser Copolymer-Harz ist wirksam für die Behandlung der Netzhaut, und konnte mit therapeutisch weitere Tests verwendet werden.

Vollfeld Elektroretinogramm (ERG) wurde verwendet, um die Wirkung der APB auf der Netzhaut zu erfassen. Für Details, wie die ERG durchgeführt wurde, um den folgenden Studien 33,34 beziehen. Kurz, nachdem das Tier zu betäuben, eine Goldelektrode wurde auf der Hornhaut des Auges angeordnet ist, und die Referenzelektrode in der vorderen Kopfhaut zwischen den Augen angeordnet ist, um die elektrische Aktivität der Netzhaut aufzuzeichnen. Stimuli wurden mit einem Elektronenblitzgerät erzeugt wird und die Inten...

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Slow-release Drug Delivery through Elvax 40W to the Rat Retina: Implications for the Treatment of Chronic Conditions

Dieses Papier beschreibt, wie Elvax 40W kann als Slow-Release-Verfahren für die Arzneimittelabgabe an die erwachsenen Ratte Netzhaut verwendet werden. Das Protokoll für die Herstellung, Laden und Zuführen des Arzneimittel-Harz-Komplex für das Auge beschrieben.

Slow-Release-Drug Delivery durch Elvax 40W, um die Ratte Retina: Implikationen für die Behandlung von chronischen Erkrankungen

Diseases of the retina are difficult to treat as the retina lies deep within the eye. Invasive methods of drug delivery are often needed to treat these ...

slow-release-drug-delivery-through-elvax-40w-to-rat-retina

Research

JoVE Journal

Medicine

11.4K Aufrufe.  University of L'Aquila.  Dieses Papier beschreibt, wie Elvax 40W kann als Slow-Release-Verfahren für die Arzneimittelabgabe an die erwachsenen Ratte Netzhaut verwendet werden. Das Protokoll für die Herstellung, Laden und Zuführen des Arzneimittel-Harz-Komplex für das Auge beschrieben. 

Serie: Slow-release Drug Delivery through Elvax 40W to the Rat Retina: Implications for the Treatment of Chronic Conditions

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current estimates put the prevalence of amblyopia at approximately 1-3%1-3, the majority of cases being monocular2. Amblyopia is most frequently caused by ocular misalignment (strabismus), blur induced by unequal refractive error (anisometropia), and in some cases by form deprivation.
Although amblyopia is initially caused by abnormal visual input in infancy, once established, the visual deficit often remains when normal visual input has been restored using surgery and/or refractive correction. This is because amblyopia is the result of abnormal visual cortex development rather than a problem with the amblyopic eye itself4,5 . Amblyopia is characterized by both monocular and binocular deficits6,7 which include impaired visual acuity and poor or absent stereopsis respectively. The visual dysfunction in amblyopia is often associated with a strong suppression of the inputs from the amblyopic eye under binocular viewing conditions8. Recent work has indicated that suppression may play a central role in both the monocular and binocular deficits associated with amblyopia9,10 .
Current clinical tests for suppression tend to verify the presence or absence of suppression rather than giving a quantitative measurement of the degree of suppression. Here we describe a technique for measuring amblyopic suppression with a compact, portable device11,12 . The device consists of a laptop computer connected to a pair of virtual reality goggles. The novelty of the technique lies in the way we present visual stimuli to measure suppression. Stimuli are shown to the amblyopic eye at high contrast while the contrast of the stimuli shown to the non-amblyopic eye are varied. Patients perform a simple signal/noise task that allows for a precise measurement of the strength of excitatory binocular interactions. The contrast offset at which neither eye has a performance advantage is a measure of the "balance point" and is a direct measure of suppression. This technique has been validated psychophysically both in control13,14 and patient6,9,11 populations.
In addition to measuring suppression this technique also forms the basis of a novel form of treatment to decrease suppression over time and improve binocular and often monocular function in adult patients with amblyopia12,15,16 . This new treatment approach can be deployed either on the goggle system described above or on a specially modified iPod touch device15.

Amblyopia is a developmental disorder of the visual cortex that is often accompanied by strong suppression of one eye. We present a new technique for measuring and treating interocular suppression in patients with amblyopia that can be deployed using virtual reality goggles or a portable iPod Touch device.

Die Messung und Behandlung von Unterdrückung in Amblyopie

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

Forschung

Medizin

A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to affect the function of several organs and tissues and to contribute to the development of the many complications associated with obesity and the metabolic syndrome, including type 2 diabetes. To study the mechanisms by which excessive levels of glucose and fatty acids affect the pancreatic beta-cell and the secretion of insulin, we have established a chronic nutrient infusion model in the rat. The procedure consists of catheterizing the right jugular vein and left carotid artery under general anesthesia; allowing a 7-day recuperation period; connecting the catheters to the pumps using a swivel and counterweight system that enables the animal to move freely in the cage; and infusing glucose and/or Intralipid (a soybean oil emulsion which generates a mixture of approximately 80% unsaturated/20% saturated fatty acids when infused with heparin) for 72 hr. This model offers several advantages, including the possibility to finely modulate the target levels of circulating glucose and fatty acids; the option to co-infuse pharmacological compounds; and the relatively short time frame as opposed to dietary models. It can be used to examine the mechanisms of nutrient-induced dysfunction in a variety of organs and to test the effectiveness of drugs in this context.

A protocol for chronic infusions of glucose and Intralipid in rats is described. This model can be used to study the impact of nutrient excess on organ function and physiological parameters.

Ein Modell der chronischen Nährstoff Infusion in der Ratte

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to  affect the function of several organs and tissues and to contribute to the  ...

Osmotic Drug Delivery to Ischemic Hindlimbs and Perfusion of Vasculature with Microfil for Micro-Computed Tomography Imaging

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to stimulate microcirculation. The choice of delivery method for these agents is important because the route of administration profoundly affects the bioactivity and efficacy of these agents1,2. In this article, we demonstrate how to locally administer a substance in ischemic hindlimbs by using a catheterized osmotic pump. This pump can deliver a fixed volume of aqueous solution continuously for an allotted period of time. We also present our mouse model of unilateral hindlimb ischemia induced by ligation of the common femoral artery proximal to the origin of profunda femoris and epigastrica arteries in the left hindlimb. Lastly, we describe the in vivo cannulation and ligation of the infrarenal abdominal aorta and perfusion of the hindlimb vasculature with Microfil, a silicone radiopaque casting agent. Microfil can perfuse and fill the entire vascular bed (arterial and venous), and because we have ligated the major vascular conduit for exit, the agent can be retained in the vasculature for future ex vivo imaging with the use of small specimen micro-CT3.

We show here the in vivo insertion of an osmotic pump for constant local drug delivery and the creation of hindlimb ischemia in a mouse model. Moreover, the hindlimb vasculature is perfused with Microfil, a silicone radiopaque agent, to prepare for micro-computed tomography (micro-CT) imaging.

Osmotic Drug Delivery zu ischämischen Hinterbeine und Perfusion von Blutgefäßen mit Microfil für Mikro-Computertomographie

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to ...

Heterotopic Mucosal Engrafting Procedure for Direct Drug Delivery to the Brain in Mice

Delivery of therapeutics into the brain is impeded by the presence of the blood-brain barrier (BBB) which restricts the passage of polar and high molecular weight compounds from the bloodstream and into brain tissue. Some direct delivery success in humans has been achieved via implantation of transcranial catheters; however this method is highly invasive and associated with numerous complications. A less invasive alternative would be to dose the brain through a surgically implanted, semipermeable membrane such as the nasal mucosa that is used to repair skull base defects following endoscopic transnasal tumor removal surgery in humans. Drug transfer though this membrane would effectively bypass the BBB and diffuse directly into the brain and cerebrospinal fluid. Inspired by this approach, a surgical approach in mice was developed that uses a donor septal mucosal membrane engrafted over an extracranial surgical BBB defect. This model has been shown to effectively allow the passage of high molecular weight compounds into the brain. Since numerous drug candidates are incapable of crossing the BBB, this model is valuable for performing preclinical testing of novel therapies for neurological and psychiatric diseases.

A mouse model of human endoscopic skull base reconstruction has been developed that creates a semipermeable interface between the brain and nose using nasal mucosal grafts. This method allows researchers to study delivery to the central nervous system of high molecular weight therapeutics which are otherwise excluded by the blood-brain barrier when administered systemically.

Heterotope Mucosal-Transplantationsverfahren für Direkt Drug Delivery zum Gehirn bei Mäusen

Delivery of therapeutics into the brain is impeded by the presence of the blood-brain barrier (BBB) which restricts the passage of polar and high ...

Intraluminal Drug Delivery to the Mouse Arteriovenous Fistula Endothelium

Delivery of therapeutic agents to enhance arteriovenous fistula (AVF) maturation can be administered either via intraluminal or external routes. The simple murine AVF model was combined with intraluminal administration of drug solution to the venous endothelium at the same time as fistula creation. Technical aspects of this model are discussed. Under general anesthesia, an abdominal incision is made and the aorta and inferior vena cava (IVC) are exposed. The infra-renal aorta and IVC are dissected for clamping. After proximal and distal clamping, the puncture site is exposed and a 25 G needle is used to puncture both walls of the aorta and into the IVC. Immediately after the puncture, a reporter gene-expressing viral vector was infused in the IVC via the same needle, followed by 15 min of incubation. The intraluminal administration method enabled more robust viral gene delivery to the venous endothelium compared to administration by the external route. This novel method of delivery will facilitate studies that explore the role of the endothelium in AVF maturation and enable intraluminal drug delivery at the time of surgical operation.

After puncturing the aorta through the inferior vena cava (IVC) to create an aorto-caval fistula in the mouse, solution containing a drug is infused into the IVC via the same needle, followed by incubation. This method enables more robust drug delivery to the venous endothelium compared to the external route.

Intraluminale Drug Delivery auf die Maus arteriovenöse Fistel Endothel

Delivery of therapeutic agents to enhance arteriovenous fistula (AVF) maturation can be administered either via intraluminal or external routes. The ...

Intravascular Delivery of Biologics to the Rat Kidney

The renal microvascular compartment plays an important role in the progression of kidney disease and hypertension, leading to the development of End Stage Renal Disease with high risk of death for cardiovascular events. Moreover, recent clinical studies have shown that renovascular structure and function may have a great impact on functional renal recovery after surgery. Here, we describe a protocol for the delivery of drugs into the renal artery of rats. This procedure offers significant advantages over the frequently used systemic administration as it may allow a more localized therapeutic effect. In addition, the use of rodents in pharmacodynamic analysis of preclinical studies may be cost effective, paving the way for the design of translational experiments in larger animal models. Using this technique, infusion of rat recombinant Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) protein in rats has induced activation of VEGF signaling as shown by increased expression of FLK1, pAKT/AKT, pERK/ERK. In summary, we established a protocol for the intrarenal delivery of drugs in rats, which is simple and highly reproducible.

The administration of drugs for recovery of kidney function requires control of the localization and distribution of the therapeutic compound. Here, we describe in detail a simple technique for intrarenal delivery of drugs in rats. This procedure may be easily performed with no mortality and high reproducibility.

Die intravaskuläre Lieferung von Biologics zur Rattenniere

The renal microvascular compartment plays an important role in the progression of kidney disease and hypertension, leading to the development of End Stage ...

Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control seizures. However, a significant minority of patients continues to exhibit post-operative seizures, even in those cases in which the suspected source of seizures has been correctly localized and resected. The protocol presented here combines a clinical procedure routinely employed during the pre-operative evaluation of temporal lobe epilepsy (TLE) patients with a novel technique for network analysis. The method allows for the evaluation of the temporal evolution of mesial network parameters. The bilateral insertion of foramen ovale electrodes (FOE) into the ambient cistern simultaneously records electrocortical activity at several mesial areas in the temporal lobe. Furthermore, network methodology applied to the recorded time series tracks the temporal evolution of the mesial networks both interictally and during the seizures. In this way, the presented protocol offers a unique way to visualize and quantify measures that considers the relationships between several mesial areas instead of a single area.

This protocol describes a procedure to track the evolution of mesial network measures in temporal lobe epilepsy (TLE) patients. It is based on the combination of intracranial recordings with a novel numerical technique for data analysis. Specifically, we present a protocol for network analyses of foramen ovale recordings.

Netzwerkanalyse von Foramen Ovale Elektrode Recordings in Resistente Temporallappen Epilepsie-Patienten

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control ...

Optimized LC-MS/MS Method for the High-throughput Analysis of Clinical Samples of Ivacaftor, Its Major Metabolites, and Lumacaftor in Biological Fluids of Cystic Fibrosis Patients

Defects in the cystic fibrosis trans-membrane conductance regulator (CFTR) are the cause of cystic fibrosis (CF), a disease with life-threatening pulmonary manifestations. Ivacaftor (IVA) and ivacaftor-lumacaftor (LUMA) combination are two new breakthrough CF drugs that directly modulate the activity and trafficking of the defective CFTR-protein. However, there is still a dearth of understanding on pharmacokinetic/pharmacodynamic parameters and the pharmacology of ivacaftor and lumacaftor. The HPLC-MS technique for the simultaneous analysis of the concentrations of ivacaftor, hydroxymethyl-ivacaftor, ivacaftor-carboxylate, and lumacaftor in biological fluids in patients receiving standard ivacaftor or ivacaftor-lumacaftor combination therapy has previously been developed by our group and partially validated to FDA standards. However, to allow the high-throughput analysis of a larger number of patient samples, our group has optimized the reported method through the use of a smaller pore size reverse-phase chromatography column (2.6 &#181;m, C8 100 &#197;; 50 x 2.1 mm) and a gradient solvent system (0-1 min: 40% B; 1-2 min: 40-70% B; 2-2.7 min: held at 70% B; 2.7-2.8 min: 70-90% B; 2.8-4.0 min: 90% B washing; 4.0-4.1 min: 90-40% B; 4.1-6.0 min: held at 40% B) instead of an isocratic elution. The goal of this study was to reduce the HPLC-MS analysis time per sample dramatically from ~15 min to only 6 min per sample, which is essential for the analysis of a large amount of patient samples. This expedient method will be of considerable utility for studies into the exposure-response relationships of these breakthrough CF drugs.

Ivacaftor and ivacaftor-lumacaftor combination are two new CF drugs. However, there is still a dearth of understanding on their PK/PD and pharmacology. We present an optimized HPLC-MS technique for the simultaneous analysis of ivacaftor and its major metabolites, and lumacaftor.

Optimierte LC-MS/MS-Methode für die Hochdurchsatz-Analyse der klinischen Proben von Ivacaftor, seinen Hauptmetaboliten und Lumacaftor in biologischen Flüssigkeiten von Mukoviszidose-Patienten

Defects in the cystic fibrosis trans-membrane conductance regulator (CFTR) are the cause of cystic fibrosis (CF), a disease with life-threatening ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) models based on pBECs in mono-culture (MC), MC with astrocyte-conditioned medium (ACM), and non-contact co-culture (NCC) with astrocytes of porcine or rat origin. pBECs were isolated and cultured from fragments of capillaries from the brain cortices of domestic pigs 5-6 months old. These fragments were purified by careful removal of meninges, isolation and homogenization of grey matter, filtration, enzymatic digestion, and centrifugation. To further eliminate contaminating cells, the capillary fragments were cultured with puromycin-containing medium. When 60-95% confluent, pBECs growing from the capillary fragments were passaged to permeable membrane filter inserts and established in the models. To increase barrier tightness and BBB characteristic phenotype of pBECs, the cells were treated with the following differentiation factors: membrane permeant 8-CPT-cAMP (here abbreviated cAMP), hydrocortisone, and a phosphodiesterase inhibitor, RO-20-1724 (RO). The procedure was carried out over a period of 9-11 days, and when establishing the NCC model, the astrocytes were cultured 2-8 weeks in advance. Adherence to the described procedures in the protocol has allowed the establishment of endothelial layers with highly restricted paracellular permeability, with the NCC model showing an average transendothelial electrical resistance (TEER) of 1249 &#177; 80 &#937; cm2, and paracellular permeability (Papp) for Lucifer Yellow of 0.90 10-6 &#177; 0.13 10-6 cm sec-1 (mean &#177; SEM, n=55). Further evaluation of this pBEC phenotype showed good expression of the tight junctional proteins claudin 5, ZO-1, occludin and adherens junction protein p120 catenin. The model presented can be used for a range of studies of the BBB in health and disease and, with the highly restrictive paracellular permeability, this model is suitable for studies of transport and intracellular trafficking.

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of the protocol is to present an optimized procedure for the establishment of an in vitro blood-brain barrier (BBB) model based on primary porcine brain endothelial cells (pBECs). The model shows high reproducibility, high tightness, and is suitable for studies of transport and intracellular trafficking in drug discovery.

Verbesserte Methode für die Einrichtung einer In-vitro- Blut - Hirn-Schranke Modell auf porcinen Endothelzellen Gehirnzellen basiert

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

Trans-Tympanic Drug Delivery for the Treatment of Ototoxicity

The systemic administration of protective agents to treat drug-induced ototoxicity is limited by the possibility that these protective agents could interfere with the chemotherapeutic efficacy of the primary drugs. This is especially true for the drug cisplatin, whose anticancer actions are attenuated by antioxidants which provide adequate protection against hearing loss. Other current or potential otoprotective agents could pose a similar problem, if administered systemically. The application of various biologicals or protective agents directly to the cochlea would allow for high levels of these agents locally with limited systemic side effects. In this report, we demonstrate a trans-tympanic method of delivery of various drugs or biological reagents to the cochlea, which should enhance basic science research on the cochlea and provide a simple way of directing the use of otoprotective agents in the clinics. This report details a method of trans-tympanic drug delivery and provides examples of how this technique has been used successfully in experimental animals to treat cisplatin ototoxicity.

We present a technique for localized administration of drugs through the trans-tympanic route into the cochlea. Drug delivery through this route would not interfere with the anti-cancer efficacy of the chemotherapeutic drugs such as cisplatin.

Trans-Trommelfells Drug-Delivery für die Behandlung von Ototoxizität

The systemic administration of protective agents to treat drug-induced ototoxicity is limited by the possibility that these protective agents could ...