אנו מודים: ד&quot;ר תומס Budiman ב TSE Systems GmbH עבור ההתאמה האישית המומחיות וציוד הטכנית שלו. ג&#39;ון פריי (באטל Inc.) וד&quot;ר רודי יגר (טכנולוגיות בע&quot;מ CH) לדיונים מועילים שלהם. טיאן וו, סם Mboggo, אפריל מילר, ואת שון דייויס (Amgen) לעזרה עם הניסויים.

העכברים ששימשו במחקרים אלה טופלו בהתאם מדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, מהדורה שמינית 24. עכברים היו הקבוצה שוכנו &quot;בהתאחדות הערכה וההסמכה של טיפול בבעלי חיים מעבדה (AAALAC) מתקן בינלאומי מוכר בדיור microisolator מאוורר סטרילי על מצעים קלח תירס. כאשר מודדים bronchoconstriction, עכברים היו מורדמים עם 100 מ&quot;ג / פנטוברביטול IP ק&quot;ג עומק ההרדמה היה פיקוח על ידי חוסר רפלקס הבוהן קמצוץ ומתוחזק על ידי הרדמה ip לפי הצורך. בתום הניסויים, העכברים היו מורדמים על ידי נקע בצוואר הרחם לאחר מנת יתר של ברביטורטים. אימות של המתת חסד אושרה על ידי חוסר נשימה. אין ניתוחי הישרדות שבוצעו על העכברים. כל פרוטוקולי המחקר אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי החיים המוסדי השתמש (IACUC). בחירת גיבוש התקן 1. עבור הדור של Pharהאירוסולים maceutical הערה: גיבוש ובחירת מכשיר תלויים מאפייני physicochemical של תרופת הפרט להיות תרסיס, ולכן פרוטוקולים כלליים מוצגים להלן והקורא התייחס הביקורות ידי זנג 25 ו O&#39;Riordan 26. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אירוסולים אבקת ניקוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Micronize התרופה אבקות יבש בתוך טחנת הכדור, טחנת סילון או מכשיר דומה 27 ולהבטיח את התפלגות גודל החלקיקים מיקרוני (PSD) מכיל חלקיקים נשימים של (0.5-5 מיקרומטר קוטר אווירודינמי החציוני המונית, MMAD) גודל החלקיקים. ערבב תרכובות מבחן עצמה הדורשות דילול עם לקטוז מיקרוני. הערה: אם אין מספיק מיקרוני אבקה לקבוע את PSD עם impactor מפל, את PSD של קטן (תת-מיליגרם) מדגם של אבקת מיקרוני ניתן למדוד על ידי פיזור אור כדי לאשר שהוא מכיל חלקיקים נשימים / קטנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור את תרסיס אבקה יבשה באמצעות מחולל אירוסול אבקה יבשה להאכיל אבק רייט. ארוז את התרופה מיקרוני / אבקת לקטוז לתוך המאגר הגלילי באמצעות מכבש הידראולי ידני כ 1000 פאונד לאינץ &#39;מרובע (psi) לייצר עוגות דחוסות של אבקה המשמשת כקלט ידי מחולל אירוסול להאכיל אבק רייט 17. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הברג את המאגר הגלילי על להאכיל אבק רייט לקידום המאגר עד שלהב המגרד הוא במגע עם עוגת הסמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר היציאה של הזנת אבק רייט ציקלון ואת כניסת מקור אוויר דחוס מוגדר 15 שיעור זרימת אוויר L / min (PSI 90 לחץ המרבי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הבקר להאכיל שיעור ל 0.7 סיבובים לדקה (סל&quot;ד) ולהדליק את מחולל אירוסול להאכיל אבק רייט. הערה: 0.7 סל&quot;ד מתאים לשיעור feed עוגת מבחן מאמר של 1 גר &#39;/ h כאשר באמצעות המאגר להאכיל גלילי רייט אבק קטן. הזנת אבק רייט מגרד שכבה דקה של פו נדחסwder את עוגת מאמר מבחן על ידי החלפת המאגר. האוויר נושא את האבק של הזנת אבק רייט, דרך נחיר קולי במשך-למסכת דה, ולתוך ציקלון להסיר חלקיקי agglomerates הלא נשימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר היציאה של ציקלון למליאת התרסיס המרכזי של יחידת אינהלציה (איור 1). הערה: תרכובות ניתן דחוס מן 300 כדי 1500 psi במאגר של הזנת אבק רייט. המטרה היא לדחוס את החלקיקים מספיק כדי שהם יישמרו במאגר כאשר הפוכים, אבל לא עד כדי כך את הזנת אבק רייט לא יכולה לגרד שכבה דקה מחדש aerosolization. יש לזכור כי המד על עיתונות היד ההידראולית קורא בלירות ואת הבוכנה על המאגר להאכיל אבק הקטן בעל שטח פנים של כ 0.25 אינץ &#39;מרובע. לכן, 250 קילוגרמים של כוח דחיסה על 0.25 אינץ &#39;מרובע שווה 1000 psi. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אירוסולים נוזלים nebulized <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים את התרופה ב 100 מ&quot;ל של מים או תמיסת מלח פיזיולוגיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען מזרק מ&quot;ל 100 עם הפתרון התרופה ולמקם את המזרק לתוך משאבת מזרק עם קצב הזרימה נקבע על 1 מ&quot;ל / דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את משאבת מזרק אל nebulizer סילון ולטהר את האוויר מקו ההזנה המוביל nebulizer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מקור האוויר הדחוס אל nebulizer סילון ולהגדיר את מד זרימת אוויר 10 L / min. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את nebulizer סילון לתוך-מפריד מראש. The-מפריד מראש המחבר את nebulizer למליאת התרסיס המרכזית של יחידת אינהלציה (איור 1). הערה: תרכובות סמים רבות מוגבלות מסיסות מימית ו מנוסחות טובות כמו אירוסולים אבקה יבשים. אם השעיה יציבה יכולה להתבצע מתוך מיקרוני (MMAD &lt;5 מיקרומטר) למתחם, הוא עשוי לשמש עם nebulizer סילון. זהירות צריכה לשמש ההשעיה שעלול לסתום את nebulizer. ריכוזים להאכיל Nebulizer מ 1 מ&quot;ג / מיליליטר עבור תרכובות חזקות (כמו הסימפונותipratropium) כדי 40 מ&quot;ג / מיליליטר השעיות (עבור תרכובות חזקות פחות כמו סולפט salbutamol) שמשו. שיעור להאכיל מזרק משאבה מוגדר 1 מ&quot;ל / דקה מסיבה מעשית; כדי לאפשר תקופת איזון ריכוז האירוסולים וחשיפה-דק-ארוך 45 להסתיים ללא צורך לטעון מחדש את המזרק. </li></ol></li></ol> 2. הגדרת ניסוי חשיפת תרסיס <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את ריכוז התרופה (על ידי איסוף תרסיס על מסנן מוחלט) לבין התפלגות גודל חלקיקים (על ידי איסוף תרסיס באמצעות impactor מפל) של התרסיס כי נכנס / ציקלון פוסט היחיד שאיפה מראש המפריד. שימוש בפרמטרים אלה יחד עם אוורור הדקות של החיה, משקל גוף, וחשיפת זמן להעריך את המינון של תרופה שהופקדה הריאות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את המסנן המוחלט ולהקליט את המשקל המסנן. מניחים את המסנן לתוך מחזיק המסנן ולהרכיב בעל מסנן. חבור את הכניסה של בעל מסנן המוחלטליציאת מדגם מליאת תרסיס מרכזית ולשקע למקור ואקום להגדיר לדגום את התרסיס בקצב זרימה של 1 ליטר / דקה עבור כל תקופת הניסוי. הערה: המסה של תרופה על המסנן לאחר הדגימה עבור 45 דקות יכולה להיות בטווח תת-מיקרוגרם ו / או להיות מעורבת עם לקטוז, מלח NaCl, או רכב אחר. Microbalance שקוראת ל 0.1 מיקרוגרם הוא הכרחי. כדי לקבל משקל מדויק של סמים שהופקדו על המסנן, המסנן חייב להיות equilibrated ומשקל בסביבה מבוקרת לחות. המשקל של תרופה על המסננים יכול לשמש רק בחישוב מינון אם אין רכב בניסוח או הרכב הוא מים. כשיש רכב בניסוח האחר מאשר מים, המשקל של חומר על המסנן רק נותן נקודת התחלה משוערת ניתוח נוסף של תוכן תרופה על ידי כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים (HPLC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול ולהקליט את המשקל של מסנני שלב 7 מפל impactor ו &quot;חתיכת זנב&quot; אחד סופית; לְסַנֵן. מקום מסנן על כל אחד משבעת שלבי impactor מפל ולהרכיב את impactor מפל מרסר 28. חבור את הכניסה של impactor המפל ליציאת מדגם מליאת תרסיס מרכזי ולשקע למקור ואקום להגדיר לדגום את התרסיס בשיעור תזרים impactor המפל הוא מכויל על (בדרך כלל 0.5 או 1 L / min) למשך של לְנַסוֹת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנטר את התוכן אירוסול של היחידה אינהלציה עם צג תרסיס בזמן אמת (ראו טבלה של חומרים ריאגנטים) כדי לאשר את מחוללי אירוסול הם פונקציונליים הפקת תרסיס יציב לאורך הניסוי. חבור את הכניסה של צג התרסיס בזמן האמת ליציאת מדגם מליאת תרסיס מרכזי ולשקע למקור ואקום להגדיר לדגום את התרסיס בקצב זרימה של 1 ליטר / דקה עבור כל תקופת הניסוי. הערה: האות מהרגע האמיתי צג תרסיס מדווח מיקרוגרם / ליטר, אבל הוא מכויל עבור אבק הכביש חייב להיות recalibratedעבור כל תרסיס תרופת פרט להניב ערכי תרסיס ריכוז נכונים. כיול אין צורך להשתמש בצג כדי לאשר את קיומו או העדרו ויציבות הזמנית של ריכוז האירוסולים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את פרמטרי בקרת תהליכים (זרימת אוויר, אבק, לחץ, כוח מחולל אירוסול) לערכים הנדרשים כי תלוי במספר של חיות כדי להיות מחובר ליחידת אינהלציה. יחידת שהאיפה וגנרטורים תרסיס נשלטים באופן רציף / פיקוח על ידי רכישת מערכת בקרת תהליכים ממוחשבת / נתונים (DACO) המסופקת על ידי היצרן (ראה טבלה של חומרים ריאגנטים). קצב זרימת אוויר ליחידת שהאיפה צריך להיות מינימאלי בערך פעמי 2 קצב תחלופת האוויר דק הכולל של כל בעלי החיים ביחידת אינהלציה כדי למנוע הצטברות של CO 2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכברים טענו לתוך restrainers אף בלבד לפני החשיפה כדי האירוסולים היחידים שאיפה בלבד האף. כמו כן לטעון איפוק מתח מלא חיותכדי restrainers לנשום אוויר בחדר. הערה: ניסוי מנה / תגובת מורכקבוצת המרובה של עכברים שנחשפו ריסוס עבור כמויות שונות של זמן. זמן חשיפה משמש לשליטה והמנה בכל קבוצה מקבלת במהלך ניסוי מנה / תגובה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זווית כלפי מעלה צינור ההרחקה כלפי התקרה בעת שניסתה לטעון את החיות, כפי שהם נוטים מרוצתו מנסה להימלט. הצבעת הצינורות למטה בזמן הטעינה תעודד להסתובב ולברוח החוצה האחורי של הצינור. ודא האף של העכבר מכוון אל הקצה המחודד של הצינור ולתקן את הבוכנה משתנית-עמדה לתוך בקצה האחורי של העוצר. הערה: בטובלן מעוצב כדי לאפשר את הזנב של העכבר כדי לבלוט מבעל, אשר מאפשר לעכבר לווסת את טמפרטורת הגוף שלה בעוד העוצר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הבוכנה כדי לאפשר עכברים כדי לסובב, אבל לא לסובב את הראש אל הזנב; כדי להבטיח נשאף אירוסול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ורצוף אחרעכברים ואילו צינורות הרחקה. לאחר צבת הבוכנה, עכברים קטנים (&lt;20 גרם) לעתים קרובות מנסה לסובב את הראש אל זנב של הצינורות ולאמץ פנייה במצב שבו הם מתקשים לנשום. התנהגות מפנה זו נפוצה ביותר איפוק 5 הדקות הראשונות, לאחר מכן העכברים לעתים רחוקות מנסים לסובב את הראש אל הזנב. </li></ol></li></ol> 3. משלוח תרסיס <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס פקקים לחבר את יציאות משלוח של יחידת שאיפה ולהפעיל את הגנרטור תרסיס, בקר זרימת אוויר דחוס, ואת משאבת ואקום יחידת שאיפה מתוך התוכנה בקרת תהליכים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הקריאות מצג התרסיס בזמן האמת להדגים את ריכוז האירוסולים יש לבוא שיווי משקל (~ 30 דקות, איור 2), להתחיל הסרת פקקים והכנסת אף בלבד הרחקת הצינורות המכילים עכברים ליחידת אינהלציה. חזור על הפעולה עד שכל העכברים להיחשף התרופה מחוברים יחידת אינהלציה. הערה:ניסוי הדוגמא, את זרימת האוויר הכולל שסופקה יחידת שהאיפה דרך אוויר גנרטור ודילול תרסיס מוגדר לספק קצב זרימת 0.5 L / min לכל יציאות חשיפה חיות בשימוש. לדוגמא, 15 L / זרימת אוויר דקות בסה&quot;כ הוא מספיק כדי לספק כל אחד 30 היציאות ביחידת אינהלציה. זה הרבה יותר זרימת אוויר יותר מהנדרש על פי אוורור דקה של עכברים, אבל זרימת אוויר גדולה יותר יש צורך לספק את (ירידה בלחץ ברחבי מחולל אירוסול) אנרגיה כדי לייצר (להפריד לאטומים / דה-מצבר) אירוסול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שכל החיות נטענות לתוך יחידת החשיפה, להפעיל את משאבות ואקום הדגימה כי מחוברי impactor מסנן המפל המוחלט באמצעות תוכנת בקרת תהליכים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר כל החשיפות מושלמות, לכבות את הגנרטור התרסיס ולהסיר עכברים הנותרים מיחידת אינהלציה. הערה: בעלי חיים יטופלו ברדס תחנת שינוי או על ידי אנשי לובש facemask. לאחר סיום משלוח תרסיס, העכברים הם removed מן הצינורות ואת הצינורות הם מחוטאים לאחר כל שימוש. </li></ol> חישוב 4. המנה למוסרם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחשב את המינון שהופקדו 29 ב מיקרוגרם / ק&quot;ג (משוואה 1) להכפיל את ריכוז התרופה ב אירוסול (מיקרוגרם / ליטר) אוורור דקה x (L / min) x משך החשיפה (דקות) x השבר inhalable x שבריר בתצהיר ריאתי ולחלק ידי משקל הגוף (ק&quot;ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את ריכוז האירוסולים (מיקרוגרם / ליטר) על ידי חלוקת המסה של התרופה על הסינון המוחלט (מיקרוגרם) בשיעור זרימת אוויר דרך הפילטר (L / min) מוכפל זמן דגימה (min). הערך את אוורור הדקות של העכבר על ידי משוואת allometric מבוססת על משקל גוף 30. שבר inhalable הוא 1 כמו התרסיס נחקק דרך-מפריד מראש כדי להסיר חלקיקים שאינם נשימים, והחלקיק בתצהיר ריאתי נקבע מן MMAD תרופה אירוסול (איור 3) באמצעותעקומות כיול ניסיוניות אירוסולים monodisperse (איור 4) 31. </li></ol><img alt="משוואה" src="/files/ftp_upload/55454/55454eq1.jpg" />

<ol>
	<li>Chapman, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacology+of+a+potent+and+selective+inhibitor+of+PDE4+for+inhaled+administration.">Pharmacology of a potent and selective inhibitor of PDE4 for inhaled administration.</a> Eur J Pharmacol. 643 (2-3), 274-281 (2010).</li><li>Phillips, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Btk+inhibitor+RN983+delivered+by+dry+powder+nose-only+aerosol+inhalation+inhibits+bronchoconstriction+and+pulmonary+inflammation+in+the+ovalbumin+allergic+mouse+model+of+asthma.">Btk inhibitor RN983 delivered by dry powder nose-only aerosol inhalation inhibits bronchoconstriction and pulmonary inflammation in the ovalbumin allergic mouse model of asthma.</a> J Aerosol Med Pulm Drug Deliv. 29 (3), 233-241 (2016).</li><li>Zecchi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+drug+administration+route+on+drug+delivery+and+distribution+into+the+lung:+an+imaging+mass+spectrometry+approach.">Impact of drug administration route on drug delivery and distribution into the lung: an imaging mass spectrometry approach.</a> Eur J Mass Spectrom. 19 (6), 475-482 (2013).</li><li>Cooper, A. E., Ferguson, D., Grime, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimisation+of+DMPK+by+the+inhaled+route:+challenges+and+approaches.">Optimisation of DMPK by the inhaled route: challenges and approaches.</a> Curr Drug Metab. 13 (4), 457-473 (2012).</li><li>Leong, B. K., Coombs, J. K., Sabaitis, C. P., Rop, D. A., Aaron, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+morphometric+analysis+of+pulmonary+deposition+of+aerosol+particles+inhaled+via+intratracheal+nebulization,+intratracheal+instillation+or+nose-only+inhalation+in+rats.">Quantitative morphometric analysis of pulmonary deposition of aerosol particles inhaled via intratracheal nebulization, intratracheal instillation or nose-only inhalation in rats.</a> J Appl Toxicol. 18 (2), 149-160 (1998).</li><li>Pauluhn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+inhalation+exposure+techniques:+strengths+and+weaknesses.">Overview of inhalation exposure techniques: strengths and weaknesses.</a> Exp Toxicol Pathol. 57 Suppl 1, 111-128 (2005).</li><li>Wong, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhalation+exposure+systems:+design,+methods+and+operation.">Inhalation exposure systems: design, methods and operation.</a> Toxicol Pathol. 35 (1), 3-14 (2007).</li><li>Phalen, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Inhalation Studies Foundations and Techniques. , (2009).</li><li>Siddiqui, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+eosinophilia+correlates+with+allergen+deposition+to+the+lower+respiratory+tract+in+a+mouse+model+of+asthma.">Pulmonary eosinophilia correlates with allergen deposition to the lower respiratory tract in a mouse model of asthma.</a> Clin Exp Allergy. 38 (8), 1381-1390 (2008).</li><li>Brain, J. D., Knudson, D. E., Sorokin, S. P., Davis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+distribution+of+particles+given+by+intratracheal+instillation+or+by+aerosol+inhalation.">Pulmonary distribution of particles given by intratracheal instillation or by aerosol inhalation.</a> Environ Res. 11 (1), 13-33 (1976).</li><li>Liu, F., Li, W., Pauluhn, J., Trubel, H., Wang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipopolysaccharide-induced+acute+lung+injury+in+rats:+comparative+assessment+of+intratracheal+instillation+and+aerosol+inhalation.">Lipopolysaccharide-induced acute lung injury in rats: comparative assessment of intratracheal instillation and aerosol inhalation.</a> Toxicology. 304, 158-166 (2013).</li><li>Bivas-Benita, M., Zwier, R., Junginger, H. E., Borchard, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+pulmonary+aerosol+delivery+in+mice+by+the+endotracheal+route.">Non-invasive pulmonary aerosol delivery in mice by the endotracheal route.</a> Eur J Pharm Biopharm. 61 (3), 214-218 (2005).</li><li>Morello, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry-powder+pulmonary+insufflation+in+the+mouse+for+application+to+vaccine+or+drug+studies.">Dry-powder pulmonary insufflation in the mouse for application to vaccine or drug studies.</a> Tuberculosis (Edinb). 89 (5), 371-377 (2009).</li><li>Guillon, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+delivery+of+dry+powders+to+rats:+tolerability+limits+of+an+intra-tracheal+administration+model.">Pulmonary delivery of dry powders to rats: tolerability limits of an intra-tracheal administration model.</a> Int J Pharm. 434 (1-2), 481-487 (2012).</li><li>Pauluhn, J., Mohr, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhalation+studies+in+laboratory+animals--current+concepts+and+alternatives.">Inhalation studies in laboratory animals--current concepts and alternatives.</a> Toxicol Pathol. 28 (5), 734-753 (2000).</li><li>Snipes, M. B., McClellan, R. O., Mauderly, J. L., Wolff, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retention+patterns+for+inhaled+particles+in+the+lung:+Comparisons+between+laboratory+animals+and+humans+for+chronic+exposures.">Retention patterns for inhaled particles in the lung: Comparisons between laboratory animals and humans for chronic exposures.</a> Health Phys. 57 (Sup 1), 69-78 (1989).</li><li>Wright, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+dust-feed+mechanism.">A new dust-feed mechanism.</a> J Sci Inst. 27, 12-15 (1950).</li><li>Scheuch, G., Siekmeier, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+approaches+to+enhance+pulmonary+delivery+of+proteins+and+peptides.">Novel approaches to enhance pulmonary delivery of proteins and peptides.</a> J Physiol Pharmacol. 58 Suppl 5 (Pt 2), 615-625 (2007).</li><li>Phillips, J. E., Ji, L., Rivelli, M. A., Chapman, R. W., Corboz, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+analysis+of+rodent+paranasal+sinus+cavities+from+X-ray+computed+tomography+(CT)+scans.">Three-dimensional analysis of rodent paranasal sinus cavities from X-ray computed tomography (CT) scans.</a> Can J Vet Res. 73 (3), 205-211 (2009).</li><li>Wolff, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicology+studies+for+inhaled+and+nasal+delivery.">Toxicology studies for inhaled and nasal delivery.</a> Mol Pharm. , (2015).</li><li>Oldham, M. J., Phalen, R. F., Budiman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+predicted+and+experimentally+measured+aerosol+deposition+efficiency+in+BALB/c+mice+in+a+new+nose-only+exposure+system.">Comparison of predicted and experimentally measured aerosol deposition efficiency in BALB/c mice in a new nose-only exposure system.</a> Aerosol Sci Technol. 43 (10), 970-977 (2009).</li><li>Cannon, W. C., Blanton, E. F., McDonald, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+flow-past+chamber:+an+improved+nose-only+exposure+system+for+rodents.">The flow-past chamber: an improved nose-only exposure system for rodents.</a> Am Ind Hyg Assoc J. 44 (12), 923-928 (1983).</li><li>Narciso, S. P., Nadziejko, E., Chen, L. C., Gordon, T., Nadziejko, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptation+to+stress+induced+by+restraining+rats+and+mice+in+nose-only+inhalation+holders.">Adaptation to stress induced by restraining rats and mice in nose-only inhalation holders.</a> Inhal Toxicol. 15 (11), 1133-1143 (2003).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).</li><li>Zeng, X., Martin, G., Marriott, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particulate Interactions in Dry Powder Formulations for Inhalation. , (2001).</li><li>O'Riordan, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formulations+and+nebulizer+performance.">Formulations and nebulizer performance.</a> Respir Care. 47 (11), 1305-1313 (2002).</li><li>Pilcer, G., Amighi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formulation+strategy+and+use+of+excipients+in+pulmonary+drug+delivery.">Formulation strategy and use of excipients in pulmonary drug delivery.</a> Int J Pharm. 392 (1-2), 1-19 (2010).</li><li>Mercer, T. T., Tillery, M. I., Newton, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multi-stage,+low+flow+rate+cascade+impactor.">A multi-stage, low flow rate cascade impactor.</a> J. Aerosol Sci. 1 (1), 9-15 (1970).</li><li>Forbes, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+in+inhaled+product+development+and+opportunities+for+open+innovation.">Challenges in inhaled product development and opportunities for open innovation.</a> Adv Drug Deliv Rev. 63 (1-2), 69-87 (2011).</li><li>Alexander, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+inhalation+toxicologists+(AIT)+working+party+recommendation+for+standard+delivered+dose+calculation+and+expression+in+non-clinical+aerosol+inhalation+toxicology+studies+with+pharmaceuticals.">Association of inhalation toxicologists (AIT) working party recommendation for standard delivered dose calculation and expression in non-clinical aerosol inhalation toxicology studies with pharmaceuticals.</a> Inhal Toxicol. 20 (13), 1179-1189 (2008).</li><li>Hsieh, T. H., Yu, C. P., Oberdorster, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+and+clearance+models+of+Ni+compounds+in+the+mouse+lung+and+comparisons+with+the+rat+models.">Deposition and clearance models of Ni compounds in the mouse lung and comparisons with the rat models.</a> Aerosol Sci Technol. 31 (5), 358-372 (1999).</li><li>Phillips, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=House+dust+mite+models:+will+they+translate+clinically+as+a+superior+model+of+asthma.">House dust mite models: will they translate clinically as a superior model of asthma.</a> J Allergy Clin Immunol. 132 (1), 242-244 (2013).</li><li>McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+respiratory+system+mechanics+in+mice+using+the+forced+oscillation+technique.">Evaluation of respiratory system mechanics in mice using the forced oscillation technique.</a> JoVE. (75), e50172 (2013).</li><li>Storms, W. W., DoPico, G. A., Reed, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerosol+Sch+1000.+An+anticholinergic+bronchodilator.">Aerosol Sch 1000. An anticholinergic bronchodilator.</a> Am Rev Respir Dis. 111 (4), 419-422 (1975).</li><li>Schanker, L. S., Mitchell, E. W., Brown, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Species+comparison+of+drug+absorption+from+the+lung+after+aerosol+inhalation+or+intratracheal+injection.">Species comparison of drug absorption from the lung after aerosol inhalation or intratracheal injection.</a> Drug Metab Dispos. 14 (1), 79-88 (1986).</li><li>Biju, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Steroidal+C-21+mercapto+derivatives+as+dissociated+steroids:+discovery+of+an+inhaled+dissociated+steroid.">Steroidal C-21 mercapto derivatives as dissociated steroids: discovery of an inhaled dissociated steroid.</a> Bioorg Med Chem Lett. 21 (21), 6343-6347 (2011).</li><li>West, L. J., Pierce, C. M., Thomas, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysergic+acid+diethylamide:+Its+effects+on+a+male+asiatic+elephant.">Lysergic acid diethylamide: Its effects on a male asiatic elephant.</a> Science. 138 (3545), 1100-1103 (1962).</li><li>Boxenbaum, H., DiLea, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First-time-in-human+dose+selection:+allometric+thoughts+and+perspectives.">First-time-in-human dose selection: allometric thoughts and perspectives.</a> J Clin Pharmacol. 35 (10), 957-966 (1995).</li><li>Spina, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+and+novel+bronchodilators+in+respiratory+disease.">Current and novel bronchodilators in respiratory disease.</a> Curr Opin Pulm Med. 20 (1), 73-86 (2014).</li><li>Degeorge, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Considerations+for+toxicology+studies+of+respiratory+drug+products.">Considerations for toxicology studies of respiratory drug products.</a> Regul.Toxicol.Pharmacol. 25 (2), 189-193 (1997).</li><li>McClellan, R. O., Henderson, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Concepts in Inhalation Toxicology. , (1989).</li><li>Patton, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+particle+has+landed--characterizing+the+fate+of+inhaled+pharmaceuticals.">The particle has landed--characterizing the fate of inhaled pharmaceuticals.</a> J Aerosol Med Pulm Drug Deliv. 23 Suppl 2, S71-S87 (2010).</li><li>Depreter, F., Pilcer, G., Amighi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhaled+proteins:+Challenges+and+perspectives.">Inhaled proteins: Challenges and perspectives.</a> Int J Pharm. 447 (1-2), 251-280 (2013).</li></ol>

כל המחברים מועסקים על ידי חברת אמג&#39;ן. עמלות פרסום עבור מאמר וידאו זה זה משולמות על ידי חברת אמג&#39;ן.

מערכת שאיפת אף בלבד ותפעולו לספק אירוסולים תרופות אל הריאות של מכרסמי תוארה. ריסון בעלי חיים בבעלים-רק אף הוא שיטה נפוצה עבור חשיפת חיות לחומר מוטס. ניסוי נערך הוכחת איפראטרופיום הסימפונות אנטיכולינרגיות 34 יכול להפוך בעצמה methacholine מושרה bronchoconstriction כאשר נמסרו על ידי שאיפת אף-רק בעכברים עם ED 50 של 0.1 מיקרוגרם / קילו שהופקד מנה. גדולה יותר מאשר העלייה 10 של פי המינון האפקטיבי של ipratropium נדרשה עבור הרחבת סימפונות הבאים משלוח intratracheal (ED 50 intratracheal = 1.3 מיקרוגרם / ק&quot;ג, מידע לא מוצג) משלוח. זאת בשל דפוס בתצהיר הלא הומוגנית של התרופה בתוך הריאות המיוצר על ידי המינון intratracheal 3, 5, 10. 10-פי מינון יעיל יותרהפרשים בין טכניקות מינון בשאיפת intratracheal לתרופות אחרות נצפו בעבר על ידי אחרים 4. הדפוס בתצהיר הלא הומוגנית של תרופה בתוך הריאות המיוצר על ידי מינון intratracheal גם מאט ספיג תרופה על ידי הריאה 35, להקטין את הקצב שבו התרופה נכנסה למחזור הדם המערכתי, ולהקטין את הסיכוי לראות תופעות לוואי מערכתיות. לכן, כדי לייעל את הבטיחות / היעילות (חלון תרפויטי) 36 תרופות בשאיפת רומן, אף בלבד משלוח שאיפה צריך לשמש. בתצהיר intratracheal ייתן אומדן מדויק של TI ידי יצירת מינונים אפקטיביים גבוהים בטעות במינוני הריאה נמוכה אל המחזור המערכתי. כמו תרופות חדשות אשר נמסרו על ידי המסלול בשאיפה מפותחות, זה חיוני כדי לתרגם את מינון התרופה היעיל כראוי ממחקרים פרה-קליניים יעילים לחזות EFמנת אדם ficacious עבור ניסויים קליניים. מותו הידוע לשמצה של Tusko הפיל 37 מצוטט בדרך כלל בספרות כדי להזכיר לנו להשתמש דרוג allometric לחזות מינוני תרופות interspecies וכי מינוני תרופות interspecies לא צריכים להסיק באופן לינארי על בסיס השוואה פשוטה של המוני גוף. המקובל להשתמש בגישת allometric עם b מעריך allometric של 0.67 לחזות מינוני תרופות אדם מן היעילות פרה-קלינית לומדת 38. שימוש בעכבר בשאיפה ED 90 של 0.9 מיקרוגרם / ק&quot;ג עבור ipratropium, המעריך allometric של 0.67, מסת גוף העכבר של 0.03 ק&quot;ג, וכן מסת הגוף האנושי של 60 ק&quot;ג; ED אדם מוערך 90 של 0.07 מיקרוגרם / קילו ((0,9 * (0,03 / 60 ) (1-0.67) = 0,07) ניתן לחשב את המינון שהופקד האנושי החזוי מנתוני העכבר שלנו. זה שחזה ערך ניתן להשוות את האדם בפועל מנה שהופקדו יעיל של 0.26 מיקרוגרם / ק&quot;ג, אשר יכול להיות מחושב מן נמסר לעשותse של 40 מיקרוגרם 39 מחולק מסת הגוף האנושי של 60 ק&quot;ג מוכפל בשבריר בתצהיר ריאתי שאיפה אנושית אוראלי 16 של 0.4 ((40/60) * 0.4 = 0.26). אומדן של המינון שהופקד בשאיפה האנושי היעיל גם עוזר לתכנן את המנות נמסרו שימוש במחקרים טוקסיקולוגיה שאיפה הנדרשים לניסוי 40. הציוד המיוחד הכמות גדולה של מתחם מבחן (כמויות גרם) נדרשי אף בלבד משלוח סמים בשאיפה יכולים להיות מגבלות משמעותיות בעת פיתוח טכניקת שאיפה בלבד האף. ריצת כיול בלי חיות נוכחיות היא הכרחית אם מנה ספציפית נדרשה עבור (טוקסיקולוגיה בדרך כלל ולא יעיל מינון / תגובה) במחקר, ובורח כיול זה ידרוש יותר תרופה יהיה זמין. בטווח כיול זה הכרחי כי מאפייני physicochemical של כל ניסוח סמים / יכולים להשתנות מספיק כדי להשפיע על המינון שהופקד מאודשל סמים בתוך הריאות. אופטימיזציה של הזנת אוויר תרופה שיעורי למחולל התרסיס במהלך ריצת הכיול נדרשה להשיג גודל חלקיקי תרסיס וריכוז עבור המנה הספציפית הנדרשת. בעוד להאכיל תרופת האוויר המחולל אירוסול השיעורים הציעו בשיטות הם נקודת התחלה סבירה, יש פוטנציאל כי עבור ניסוח סמים ספציפי אירוסול הלא נשימים (גודל חלקיקים&gt; 5 מ&quot;מ) יופק. בשלב הפרה-קליני, יש לעיתים קרובות לא מספיק סמים זמין לעשות ריצת כיול ואי אפשר לדעת מראש מה מינונים (אם בכלל) מקבלים לתוך הריאות. כמו כן, חשמל סטטי מיוצר בתהליך הדור אירוסול יכול להשפיע על הזמן הנדרש עבור ריכוז האירוסולים לאזן. חשוב לעגן את הציוד כראוי כדי למזער מטען סטטי. אפשרות נוספת כדי למזער חשמל סטטי היא להוסיף לחות לאוויר המסופק ליחידת אינהלציה, להגדיל מוליכותלפזר האשמות אלקטרוסטטית על חלקיקים 25. Humidifying האוויר המסופקת מחולל אירוסול אינה נדרשת עבור נוחות חיה במהלך קצר (&lt;1 h) הפעלות מינון אך יש לשקול אם פעמים מינון כבר נמצאים בשימוש. סמים יכולים להיות מועברים אל הריאות של חיות על ידי שאיפת אף בלבד פסיבית או שיטות ממשל ישירות intratracheal העוקפים בתצהיר אף ולוע. אף-רק משלוח שאיפה נפוץ בתחום טוקסיקולוגיה שאיפה 41 אך משמש במשורה בתחילת תהליך גילוי תרופות. צוות מחקר רב תחומי דרוש לביצוע מחקרים שאיפה בלבד אף עקב: הצורך בכמויות גדולות של סמים, ידע מקצועי נדרש לגבש, ליצור, ולאפיין אירוסולים; להפעיל ציוד מורכב, ולמדוד יעילות התרופה במודלים של בעלי חיים במחלות נשימתיות. טכניקות המסירה כפי שיתואר בהמשך משמשים לפתח smalמולקולת l בשאיפת תרופות אך בעתיד ניתן ליישם ולפתח תרופות ביולוגיות בשאיפה 42, 43. יש לקוות הנהלים והטיפים תעדו בכתב היד הזה יקלו חוקרים התגלו ואת רעלי תרופה טרום קליניים חדשים לרכוש את הכישורים דרושים כדי לספק תרופות מכרסמות ידי שאיפת תרסיס.

ישנם יתרונות רבים בממשל בשאיפה של תרופות לטיפול במחלות בדרכי הנשימה. משלוח בשאיפה חל הסוכן הטיפולי ישירות לאתר של פעולה, הריאות. ריכוז מקומי גבוה של התרופה לריאות מציע יתרון משמעותי ממזער מנה וחשיפה מערכתית, למקסימום יעיל. זהו יתרון חשוב שיכול להגדיל את החלון תרפויטי מאוד (TI, יחס של מינון של תרופה שגורמת תופעת לוואי מעל המינון של תרופה המספק יעיל) של תרופה. Β 2 בשאיפה אגוניסטים -adrenergic, קורטיקוסטרואידים, תרופות אנטי-כולינרגיות הוכיחו יעילות לשפר את תפקוד הריאות במטופלים עם אסתמה ו- COPD, תוך מזעור תופעות לוואי מערכתיות (טכיקרדיה, דיכוי חיסוני, ועצירות) נצפתה כאשר התרופות הללו נלקחים דרך הפה. כיתות תרופה חדשות (למשל, מעכבי PDE4 1 ומעכבי BTK 2) יש לאחרונההוכח כיעיל לשיפור תפקוד הריאות ב מודלים למחלות בעלי חיים פרה-קליניים אך, בדומה בטא 2 -agonists, קורטיקוסטרואידים, תרופות אנטי-כולינרגיות, סובלים מתופעות לוואי מערכתיות שניתן למזער על ידי משלוח בשאיפה. בשל העלות הנוספת של פיתוח תרופות פומיות בשאיפה לעומת, ניסוח בשאיפה צריך להיחשב רק להתוויות נשימה לאחר מתן פומי / מערכתי מוצלח מגלה הגביל את מינון תופעות לוואי מערכתי מבוסס מנגנון. תרכובות טרום קליני, בשאיפה מותאמות להגדיל את TI, אשר דורש במדידות תופעת לוואי יעילות vivo. בתחילה מדידות אלה יכולים להתבצע מבחנים נפרדים, בדרך כלל מדידה יעילה נמסרה מקומי וכן מדידת תופעת לוואי נמסר מערכתי, אבל להשוות תרכובות באמת, תופעות לוואי יעילות צריכות להימדד באותן חיות לאחר בשאיפת ממשל. זה דורש מנה / מחקרים בתגובה כי achieve מספיק מתחם מנוהל לריאות לגרום תופעת לוואי למדידה. הדרך היחידה כרגע להפיץ מינונים גדולים באופן אחיד של תרופה לתוך הריאות של חיות קטנות מרובות הוא זמנית אף בלבד אינהלציה 3, 4, 5. את נקודות החוזק והחולשה של טכניקות שאיפת חשיפה שונות נבדקו לאחרונה 6, 7, 8. ציוד מיוחד וכמות גדולה של מתחם מבחן (כמויות גרם) נדרשים למסירת אף בלבד תרופה בשאיפה, אבל הוכחה של קונספט מחקרים ייתכן שניתן באמצעים אחרים. כאשר כמות התרופה מוגבלת (כמויות מ&quot;ג), שיטות ממשל ישירות הן אופציה אבל כל סובלים בתצהיר הלא הומוגנית, עם סמים יותר מרוכזים לאורך דרך הנשימה המרכזית ופחות טוב המיוצגים parenchymal / המכתשיתאזורים 3, 4, 5. המינון האפקטיבי מועבר על ידי החדרה ישירה הוא תמיד גבוה ולא ניתן להשוות ישירות מינונים בשאיפה 4. שיטות החדרה ישירות כוללים אפים 9, intratracheal 10 נוזלים, 11 ו תרסיס החדרה 12, או הֲפָחָה-אבקה יבשה 13, 14 יכולה לשמש ככלי מיון כדי לקבוע את טווח המינון המשוער ללימודי שאיפת אף בלבד מאוחר יותר, או כדי לקבוע את הדירוג של רעילות יעילות / לסדרה של תרופות דומות מבחינה מבנית 15. בשל הדפוס בתצהיר בדרך הנשימה המרכזי, שיטות ניהול ישירות עלולות להיות יותר שימושיות כדי לקבוע את ההשפעות של תרכובות לפעול על דרך הנשימה המרכזית (מרחיבי סימפונות או מעכבי תא פיטום) משאניn הריאה ההיקפית (נוגדי דלקות). בניגוד לבני האדם, שיכול לשאוף מנה ניכרת של תרסיס מרוכז מ משאף נשימה עמוקה אחת, דור רציף של נשימים (0.5-5 מיקרומטר קוטר אווירודינמי החציוני המוני, MMAD) תרסיס, עד שעה, נדרש להפקיד מינון תרופה יעיל לתוך הריאות של מכרסמים נושמים באופן ספונטני במערכת שאיפת אף בלבד 16. גנרטורים תרסיס (nebulizer סילון או להאכיל אבק רייט 17) שיכול לייצר את גודל חלקיקי תרסיס הנדרש ברציפות וריכוז ללימודי שאיפה בלבד אף אינם יעילים מאוד ביצירת איכות גבוהה אירוסולים (נשימים). השיעורים להאכיל סמים כדי גנרטורים תרסיס אלה עצמה (IC 50 בערב עד ננומטר מבחנים תפקודיים תא מבוסס) התרכובות הן בדרך כלל בטווח 1 עד 10 מ&quot;ג / דקה ובדרך כלל פחות מ 1% של תרסיס תרופה שעושה אותו לאזור הנשימה של חיות(איור 1). רבים מן החלקיקים שנוצרו הם גדולים מדי (&gt; 5 מיקרומטר) כדי לחדור לריאות יוסרו על ידי מסווג אירוסול (א-מפריד מראש או ציקלון עם נקודת חיתוך 5 מיקרומטר) כדי למנוע מינון גבוה של התרופה באף. הוספת חוסר יעילותן של מערכות שאיפה בלבד אף היא טווח גודל חלקיקים הקטן (0.5 עד 5 מיקרומטר MMAD) עבור חלקיקים נשימים. רבים מן החלקיקים, פחות מ 0.5 מיקרומטר הם נשף (כמו עשן סיגריות) ולא שהופקדו ריאות 18. כמו כן, רב של החלקיקים &quot;הגדולים&quot; אירוסול (~ 5 מיקרומטר) הפקדת האף נספגת או מועברת על ידי אישור mucociliary לכיוון החלק האחורי של הגרון שבו הם נבלעים לתוך הבטן 19. בעת השימוש שאיפת אף בלבד, המינון שהופקד האף הוא תמיד גדול יותר מאשר המינון שהופקד ריאות ואת מינון האף יכול לתרום חשיפה מערכתית תופעות לוואי 20. מטבעו, בשאיפה druמינוני g הם קטנים (בטווח מיקרוגרם) מזעור כל פוטנציאל תופעת לוואי סיסטמיות של תרופה נספג על ידי האף, ריאות, או ברקמות עיכול. גם כאשר גודל החלקיקים של התרסיס שסופק החיות הוא בטווח נשימים, בממוצע רק 4% של החלקיקים, שהופכים אותו לאזור הנשימה של הפיקדון החי בתוך הריאות. נוסף גנרטורים תרסיס יעילים זמינים, אך nebulizer הסילון ומזון אבק רייט הם ללא תחרות עבור היכולת שלהם לייצר אירוסולים רציפים מן ניסוחי אבקה נוזליים ויבשים מגוונים, בהתאמה. תרסיס נשימים מן-מפריד מראש עובר ליחידת שאיפת חשיפת האף בלבד 21 כי הוא מבוסס על-עבר זרימת עיצוב האף 22. יחידת שהאיפה יש 3 שכבות (רק שתי שכבות מוצגות באיור 1) וכל נדבך מכיל 10 יציאות חשיפה לבעלי חיים ודגימת תרסיס. היציאות ממוקמות שולי סביב לספירהמליאת תרסיס ntral. עכברים מודעים ממוקמים מחזיקי הרחקת זכוכית (6 סנטימטרים ידי 1.2 אינץ &#39;קוטר) ונושמים את התוכן אירוסול של יחידת אינהלציה. העכברים אינם אקלום התקני הריסון 23. ניסיון קודם שנעשה בתחום הראה כי עכברים לסבול צינור ריסון של פחות משך שעה דומה, עם או בלי הסתגלות 2. יחידת שהאיפה נועדה לספק אירוסולים תרופה ישירות לריאות של החיות, תוך הימנעות מחשיפה המפעילה. עוצמתה / הרעילות של תרופות אלה היא בדרך כלל שולט בטיחות והנדסה ידועה מרובה משמשים כדי להימנע מחשיפה המפעילה. המפעילים תמיד חייבים ללבוש ציוד מגן אישי (כפפות, מעיילי מעבדה, מסכת גז, וכוסות בטיחות). המליאה החיצונית של היחידה שהאיפה נמצאת תחת לחץ שלילי בכל העת במהלך מבצע, המאפשר ההסרה הבטוחה של יחיד או קבוצות של חיות withoUT וכיבוי הגנרטור תרסיס. יחידת שהאיפה גם מוכל בתוך מתחם משני שמור על לחץ שלילי על ידי יציאת פליטה בתקרה כדי למנוע בריחה של תרסיס לחדר במקרה של תקלה. כל החדרים השפכים ממערכת שאיפה מסונן על ידי פילטר HEPA לפני השחרור לתוך הסביבה. מערכת חשיפת האף בלבד המשמשת כתב היד הזה נקנתה אצל ספק יחיד (ראה טבלת משלים של חומרים).

<table><tbody><tr><td>Nose-only exposure inhalation unit</td><td>TSE systems</td><td>700100-KNES-040-ss</td><td>Custom configurations available</td></tr><tr><td>DACO data acquisition system</td><td>TSE systems</td><td>700400-PRO-C-D/1</td><td></td></tr><tr><td>MC One Jet Mill</td><td>Jetpharma</td><td>DEC MicroJet 10</td><td></td></tr><tr><td>Turbula Mixer</td><td>GlenMills Inc</td><td>T2F</td><td></td></tr><tr><td>Micronized Lactose</td><td>DFE Pharma</td><td>Lactohale 200</td><td></td></tr><tr><td>Hydraulic press</td><td>Specac</td><td>GS15011</td><td></td></tr><tr><td>Cascade impactor filters</td><td>Pall Life Sciences</td><td>7219</td><td>Emfab filter</td></tr><tr><td>Absolute filters</td><td>Whatman</td><td>10370302</td><td>5 cm diameter</td></tr><tr><td>Real time aerosol monitor&lt;br/&gt; Microdust Pro Monitor</td><td>Casella</td><td>CEL-712</td><td></td></tr><tr><td>Ipratropium bromide</td><td>Spectrum Chemical</td><td>I1178</td><td>pre-micronized</td></tr><tr><td>flexiVent FX1 system</td><td>scireq</td><td>FV-FXCS</td><td></td></tr></tbody></table>

dry powder and nebulized aerosol inhalation of pharmaceuticals delivered to mice using a nose-only exposure system

מחלות בדרכי נשימה חסימתית כמו אסטמה ומחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD) מטופלות כיום על ידי תרופות אנטי-דלקתיות סימפונות בשאיפה. למרות הזמינות של טיפולים מרובים, הן מחלות צומחות חששות לבריאות הציבור. רוב חולי אסטמה נשלטים היטב על טיפולים בשאיפה נוכחיים אך מספר לא מבוטל של חולים הסובלים מאסטמה חמורה אינו. אסטמה משפיע על אנשים -300 מיליון מוערך ברחבי העולם וכ 20 אחוז יש צורה חמורה של המחלה. בניגוד אסטמה, ישנם כמה טיפולים יעילים ל- COPD. לפי הערכות, 10% מהאוכלוסייה יש COPD ואת המגמה בשיעורי תמותה גדלה ל- COPD תוך הפחתה למחלות גדולות אחרות. למרות שתרופות בפיתוח למסירה בשאיפה היא מאתגר, יחידת שהאיפה בלבד האף מאפשרת משלוח ישיר של תרופות חדשניות אל הריאות של מכרסמים עבור מחקרים יעילים טרום קליניים והבטיחות / טוקסיקולוגיה. משלוח סמים בשאיפהיש יתרונות מרובים למחלות בדרכי הנשימה, שבו ריכוז גבוה של ריאה ומשפר את היעילות ואת ממזער תופעות לוואי מערכתיות. קורטיקוסטרואידים ו מרחיבי סימפונות בשאיפה ליהנות מיתרונות אלה ואספקה ​​בשאיפה עלולה גם להחזיק פוטנציאל טיפולים ביולוגיים בעתיד. יחידת שאיפה כפי שיתואר בהמשך ניתן להפיק, מדגם לאפיון, ואחיד להפקיד תרסיס סמים בתוך הריאות של מכרסמים. זה מאפשר קביעה מראש קלינית של היעילות והבטיחות של התרופה במינונים שהופקדו הריאות של מכרסמים, נתוני מפתח הנדרשים לפני ביצוע הפיתוח הקליני.

איפראטרופיום הסימפונות פורק ב מלוח 0.9% נורמלים בריכוז של 1 מ&quot;ג / מיליליטר. מזרק 100 מ&quot;ל התמלא הפתרון ניסוח ipratropium ואת מזרק הוכנס לתוך משאבת מזרק להגדיר להאכיל את nebulizer סילון (איור 1) בקצב זרימה של 1 מ&quot;ל / דקה. הפעלת מערכת הבקרה עבור יחידת שהאיפה יוזמת זרימת אוויר 10 L / min אל nebulizer הסילון, 5 L / זרימת אוויר דילול דקות לתא הדילול, ו- 15.5 L / min של זרימת אוויר ואקום לצייר אירוסול הסמים מתוך יחידת שאיפה פעם שהוא עובר את האף של עכברים. משאבת מזרק משאבה מדגם תרסיס לפקח בזמן אמת הופעלו. עשרים וארבעה עכברים הוכנסו לתוך יחידת שהאיפה אחרי מוניטור התרסיס בזמן האמת מאשר את הריכוז האירוסולים ביחידת שהאיפה הגיע לשיווי משקל (15-30 דק &#39;, איור 2). מדגם משאבות עבור המסנן המוחלט (1 L / min) ו המפלimpactor (0.5 L / min) הודלק פעם כל העכברים היו מחוברים ליחידת אינהלציה. הקבוצה הראשונה של 8 עכברים הוסרה מיחידת שהאיפה אחרי 5 דקות, והקבוצה השנייה אחרי 15 דקות, והקבוצה השלישית אחרי 45 דקות. Bronchoconstriction 32 נמדד כגידול התנגדות מערכת נשימה (RRS) כדי מנת nebulized יחידה של methacholine (30 מ&quot;ג / מיליליטר) נמסרו 2 שעות לאחר מינון ipratropium באמצעות מכונת ההנשמה המכרסמת 33. הגידול אחוזים ב RRS עבור כל חיה, מחושב כיחס בין RRS המרבי על מרווח 3-דקות לאחר methacholine nebulized (Rmax) בניכוי השווי RRS של מדידת הבסיס לפני methacholine (Rbase) מחולק Rbase (עלייה% ב RRS = (Rmax -Rbase) / Rbase), שימש לכמת את bronchoconstriction. אירוסול שהופקד על מסנני impactor המפל ולסנן מוחלטים במהלך 45 הדקות של חשיפה אירוסול פורק ב<html> 50% אצטוניטריל ואת המסה של ipratropium ונרשמה על ידי HPLC (לוח 1). MMAD x / GSD של תרסיס ipratropium חושב להיות 1.7 x / 1.5 מיקרומטר (איור 3) ו שבריר בתצהיר (DF) של 0.037 עבור עכברים שמשו תרסיס עם MMAD של 1.7 מיקרומטר (איור 4). שבר inhalable (IF) היה 1 כמו התרסיס נחקק דרך-מפריד מראש כדי להסיר חלקיקים שאינם נשימים. הריכוז הממוצע של ipratropium ב אירוסול (0.5 מיקרוגרם / ליטר) חושב מתוך מסה של ipratropium על הסינון המוחלט (22 מיקרוגרם) חלקי את קצב הזרימה של אוויר משך דרך המסנן (1 L / min) מוכפל זמן הדגימה (45 דק &#39;). משקל הגוף הממוצע של העכברים היה 0.019 קילו ואוורור דקות החזה שלהם חושב כמו 0.021 L / min. באמצעות משוואה 1, המינונים שהופקדו עבור 5, 15, ו 45 קבוצות חשיפה דקות היו 0.1, 0.3, ו 0.9 מיקרוגרם / ק&quot;ג; בהתאמה. <html> = &quot;1&quot;&gt; ipratropium עכבות nebulized המושרה methacholine bronchoconstriction ב 8 שבוע הישן C57Bl / 6 עכברים. Methacholine גדל RRS בתוך שניות של הממשל nebulized (איור 5, הפאנל העליון). RRS של קבוצת הביקורת (חשוף לאוויר החדר במקום תרסיס ipratropium) עלה מ שווי הבסיס של 0.62 ± 0.03 2 CMH O * s / מ&quot;ל לערך מרבי של 1.66 ± 0.12 CMH 2 O * s / מ&quot;ל, המייצג עלייה 168 ± 9% ב RRS, 70 ים לאחר מתן תרסיס methacholine. הגידול אחוז התנגדות מערכת הנשימה נבלם באופן תלוי מינון על ידי מינונים בשאיפה של ipratropium. הגידול האחוז ב RRS היה עצור על ידי 51 ± 9%, 79 ± 14%, ו 89 ± 2% (איור 5, פנל תחתון) במינונים שהופקדו בשאיפה של ipratropium של 0.1, 0.3, ו 0.9 מיקרוגרם / קילו, בהתאמה. ז&quot;/&gt; איור 1: יחידת שאיפה עם מחולל אירוסול אבקה יבשה מצורפת. Nebulizer משמש ליצירת תרסיס מן הניסוחים נוזליים מוצג בצד הימין. 1) feed אבק רייט, 2) ציקלון, 3 משאבת מזרק), 4) nebulizer סילון מוכנס לתוך-מפריד מראש, 5) מערבל אוויר דילול. כאשר אספקת אירוסולים nebulized, את ההזנה אבק ציקלון מוחלפים על ידי משאבת מזרק, nebulizer סילון /-מפריד מראש, וכן מערבל אוויר דילול. ההשקפה המוגדלת (השונה אולדהם 21) מראה את נתיב זרימת תרסיס על אזור הנשימה סביב האף של החיה אשר נוצר על ידי החדרת צינור ההרחקה ליחידת אינהלציה. אירוסול ממלא את התרסיס המרכזי (אפורה) מליאת יחידת אינהלציה, זורם החוצה אל האף של החיה שבו הוא משך בחזרה על ידי ואקום קל במליאה החיצונית (הלבנה) ולתוך מסנני האיסוף פסולת (לא מוצג). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig1large.jpg" target="_blank">Pl</a>להקל לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig2.jpg" /> איור 2: מדידות צג תרסיס בזמן אמת לאשר את ריכוז האירוסולים ביחידה שאיפה מגיע לשיווי משקל ~ 30 דק &#39;לאחר הפעלת הגנרטור תרסיס. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig3.jpg" /> איור 3: המוני ipratropium שנאסף על כל שלב של impactor המפל (גרף עמודות כחול) ועליהן עקומה (עקום שחור) המשמשת לחישוב MMAD ו GSD של התפלגות גודל חלקיקי תרסיס. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig3large.jpg" target="_blank">אנא</a>לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig4.jpg" /> איור 4: שבריר הפקדה עבור ריאות עכבר כפונקציה של MMAD עבור אירוסולים מועברים על ידי שאיפת אף בלבד (כפי ששונה מן היישה 31). עבור חלקיקים גדל פחות מ 0.5 מיקרומטר ביותר של התרסיס הוא נשף ואינו להפקיד את הריאות (כמו עשן סיגריות). עבור חלקיקים גדלים יותר מ 5 מיקרומטר, רוב התרסיס מסונן על ידי האף. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig5.jpg" /> איור 5: העלייה המהירה התנגדות מערכת הנשימה הנגרמת על ידי administe methacholine nebulizedאדום לעכברים חסום על ידי ipratropium מועבר על ידי שאיפת אף-רק עכברים (n = 8 לכל קבוצה, פנל עליון). Ipratropium מעכבת הגידול המושרה methacholine בהתנגדות מערכת נשימה עם ED 50 של 0.1 מיקרוגרם / קילו מינון שהופקד (* p &lt;0.05 לעומת שליטה, פנל תחתון). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td colspan="3"> נתוני impactor Cascade המשמשים לחישוב MMAD ו GSD </td></tr><tr><td> מסנן Stage </td><td> Ipratropium על מסנן על ידי HPLC (מ&quot;ג) </td><td> שלב Cut קוטר (מ&quot;מ) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0.002 </td><td> 6 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 0.19 </td><td> 4.5 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 1.43 </td><td> 2.5 </td></tr><tr><td> 4</td><td> 2.55 </td><td> 1.5 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 2.95 </td><td> 1.2 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 1.03 </td><td> 0.7 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 0.37 </td><td> 0.5 </td></tr></tbody></table> טבלה 1: נתוני impactor Cascade המשמשות לחישוב MMAD ו GSD

Watch this Scientific Journal Video about Dry Powder and Nebulized Aerosol Inhalation of Pharmaceuticals Delivered to Mice Using a Nose-only Exposure System at JoVE.com

Dry Powder and Nebulized Aerosol Inhalation of Pharmaceuticals Delivered to Mice Using a Nose-only Exposure System

יחידת שאיפה כפי שיתואר בהמשך ניתן להפיק, מדגם לאפיון, ואחיד להפקיד תרסיס סמים בתוך הריאות של מכרסמים. זה מאפשר קביעה מראש קלינית של היעילות והבטיחות של התרופה במינונים שהופקדו הריאות; נתוני מפתח המאפשרים פיתוח תרופה בשאיפה קליני.

אבקת ניקוי ו nebulized תרסיס שאיפת תרופות ביצוע עכברים באמצעות מערכת חשיפת אף בלבד

Obstructive respiratory diseases like asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are currently treated by inhaled anti-inflammatory and ...

dry-powder-nebulized-aerosol-inhalation-pharmaceuticals-delivered-to

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Medicine

Unit 1

Introduction to Respiratory System Drugs

SCIENTISTS IN ACTION

40.6K Views.  Amgen.  יחידת שאיפה כפי שיתואר בהמשך ניתן להפיק, מדגם לאפיון, ואחיד להפקיד תרסיס סמים בתוך הריאות של מכרסמים. זה מאפשר קביעה מראש קלינית של היעילות והבטיחות של התרופה במינונים שהופקדו הריאות; נתוני מפתח המאפשרים פיתוח תרופה בשאיפה קליני. 

Video: Dry Powder and Nebulized Aerosol Inhalation of Pharmaceuticals Delivered to Mice Using a Nose-only Exposure System

Intranasal Administration of CNS Therapeutics to Awake Mice

Intranasal administration is a method of delivering therapeutic agents to the central nervous system (CNS). It is non-invasive and allows large molecules that do not cross the blood-brain barrier access to the CNS. Drugs are directly targeted to the CNS with intranasal delivery, reducing systemic exposure and thus unwanted systemic side effects1. Delivery from the nose to the CNS occurs within minutes along both the olfactory and trigeminal neural pathways via an extracellular route and does not require drug to bind to any receptor or axonal transport2. Intranasal delivery is a widely publicized method and is currently being used in human clinical trials3.
Intranasal delivery of drugs in animal models allows for initial evaluation of pharmacokinetic distribution and efficacy. With mice, it is possible to administer drugs to awake (non-anesthetized) animals on a regular basis using a specialized intranasal grip. Awake delivery is beneficial because it allows for long-term chronic dosing without anesthesia, it takes less time than with anesthesia, and can be learned and done by many people so that teams of technicians can dose large numbers of mice in short periods. Efficacy of therapeutics administered intranasally in this way to mice has been demonstrated in a number of studies including insulin in diabetic mouse models 4-6 and deferoxamine in Alzheimer's mouse models. 7,8
The intranasal grip for mice can be learned, but is not easy and requires practice, skill, and a precise grip to effectively deliver drug to the brain and avoid drainage to the lung and stomach. Mice are restrained by hand using a modified scruff in the non-dominant hand with the neck held parallel to the floor, while drug is delivered with a pipettor using the dominant hand. It usually takes 3-4 weeks of acclimating to handling before mice can be held with this grip without a stress response. We have prepared this JoVE video to make this intranasal delivery technique more accessible.

A method to intranasally administer drugs to awake mice for the purpose of targeting the brain is described. This method allows for repeat dosing over long periods using intranasal administration of drug without anesthesia, and nose-to-brain delivery with minimal systemic exposure.

מנהל אפי של Therapeutics CNS לעכברי Awake

Intranasal administration is a method of delivering  therapeutic agents to the central nervous system (CNS). It is  non-invasive and allows large ...

Development of a Nose-only Inhalation Toxicity Test Chamber That Provides Four Exposure Concentrations of Nano-sized Particles

Using a numerical analysis based on computerized fluid dynamics, a nose-only inhalation toxicity chamber with four different exposure concentrations is designed and validated for flow field uniformity and cross-contamination among the exposure ports for each concentration. The designed flow field values are compared with the measured values from exposure ports located horizontally and vertically. For this purpose, nanoscale sodium chloride particles are generated as test particles and introduced to the inhalation chamber to evaluate the cross-contamination and concentration maintenance among the chambers, for each concentration group. The results indicate that the designed multiconcentration inhalation chamber can be used in animal inhalation toxicity testing without cross-contamination among concentration groups. Moreover, the designed multiconcentration inhalation toxicity chamber can also be converted to a single-concentration inhalation chamber. Further testing with gas, organic vapor, or non-nanoscale particles will ensure the use of the chamber in the inhalation testing of other test articles.

A nose-only inhalation toxicity chamber capable of testing inhalation toxicity at four different exposure concentrations was designed and validated for flow field uniformity and cross-contamination between the exposure ports for each concentration. Here, we present a protocol to confirm that the designed chamber is effective for inhalation toxicity testing.

התפתחות תא בדיקת רעילות שאיפת האף בלבד המספק חשיפה ארבע, ריכוזי חלקיקים בגודל ננו

Using a numerical analysis based on computerized fluid dynamics, a nose-only inhalation toxicity chamber with four different exposure concentrations is ...

Engineering

Disposable Dosators for Pulmonary Insufflation of Therapeutic Agents to Small Animals

Development of new therapeutic products requires efficacy testing in an animal model. The pulmonary route of administration can be utilized to deliver drugs locally and systemically. Evaluation of dry powder aerosols necessitates an efficient dispersion mechanism to maintain high concentrations in an exposure chamber or for direct endotracheal administration. While solutions exist to expose animals by passive inhalation to dry powder aerosols, most require masses of powder in large excess of the dose delivered. This precludes conducting early feasibility studies as insufficient drug is available at the research or early development stage to support the dose delivery requirements for conventional aerosol delivery systems. When designing an aerosol drug product, aerodynamic performance can relate directly to delivery efficiency and efficacy. Dispersion of powder into an aerosol requires energy input sufficient to overcome interparticulate forces, and particle engineering approaches can substantially improve aerosol performance. We have developed a dispersion system (dosator) which can aerosolize engineered dry powder aerosols efficiently for the purpose of direct pulmonary insufflation, dispersion into an exposure system or generation for analytical purposes.

During development of drugs for pulmonary delivery, it is necessary to evaluate pharmacokinetics and efficacy in an animal model. We present a method to build a disposable aerosol dispersion system from of-the-shelf components that can be used to administer intrapulmonary dry powder aerosol to rodents.

Dosators פנויה עבור ריאתי הֲפָחָה ממוקד של תרופות בעלי חיים קטנים

Development of new therapeutic products requires efficacy testing in an animal model. The pulmonary route of administration can be utilized to deliver ...

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle inhalation toxicology studies, the aerosols in a chamber housing the experimental animals must have: 1) a steady concentration maintained at a desired level for the entire exposure period; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable size distribution with a geometric mean diameter &lt; 200 nm and a geometric standard deviation &sigma;g &lt; 2.5 5. The generation of aerosols containing nanoparticles is quite challenging because nanoparticles easily agglomerate. This is largely due to very strong inter-particle forces and the formation of large fractal structures in tens or hundreds of microns in size 6, which are difficult to be broken up. Several common aerosol generators, including nebulizers, fluidized beds, Venturi aspirators and the Wright dust feed, were tested; however, none were able to produce nanoparticle aerosols which satisfy all criteria 5.
A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure system was fabricated, validated and utilized for nano-TiO2 inhalation toxicology studies. Critical components: 1) novel nano-TiO2 aerosol generator; 2) 0.5 m3 whole-body inhalation exposure chamber; and 3) monitor and control system. Nano-TiO2 aerosols generated from bulk dry nano-TiO2 powders (primary diameter of 21 nm, bulk density of 3.8 g/cm3) were delivered into the exposure chamber at a flow rate of 90 LPM (10.8 air changes/hr). Particle size distribution and mass concentration profiles were measured continuously with a scanning mobility particle sizer (SMPS), and an electric low pressure impactor (ELPI). The aerosol mass concentration (C) was verified gravimetrically (mg/m3). The mass (M) of the collected particles was determined as M = (Mpost-Mpre), where Mpre and Mpost are masses of the filter before and after sampling (mg). The mass concentration was calculated as C = M/(Q*t), where Q is sampling flowrate (m3/min), and t is the sampling time (minute). The chamber pressure, temperature, relative humidity (RH), O2 and CO2 concentrations were monitored and controlled continuously. Nano-TiO2 aerosols collected on Nuclepore filters were analyzed with a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis.
In summary, we report that the nano-particle aerosols generated and delivered to our exposure chamber have: 1) steady mass concentration; 2) homogenous composition free of contaminants; 3) stable particle size distributions with a count-median aerodynamic diameter of 157 nm during aerosol generation. This system reliably and repeatedly creates test atmospheres that simulate occupational, environmental or domestic ENM aerosol exposures.

A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure facility was constructed for nano-sized titanium dioxide (TiO2) inhalation toxicology studies. This system provides nano-TiO2 aerosol test atmospheres that have: 1) a steady mass concentration; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable particle size distribution during aerosol generation.

כיווני שאיפת תרסיס Nanoparticle כל הגוף

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle ...

Biology

Novel Methods for Intranasal Administration Under Inhalation Anesthesia to Evaluate Nose-to-Brain Drug Delivery

Intranasal administration has been reported to be a potential pathway for nose-to-brain delivery of therapeutic agents that circumvents the blood-brain barrier. However, there have been few reports regarding not only the quantitative analysis but also optimal administration conditions and dosing regimens for investigations of nose-to-brain delivery. The limited progress in research on nose-to-brain pathway mechanisms using rodents represents a significant impediment in terms of designing nose-to-brain delivery systems for candidate drugs.
To gain some headway in this regard, we developed and evaluated two novel methods of stable intranasal administration under inhalation anesthesia for experimental animals. We also describe a method for the evaluation of drug distribution levels in the brain via the nose-to-brain pathway using radio-labeled [14C]-inulin (molecular weight: 5,000) as a model substrate of water-soluble macromolecules.
Initially, we developed a pipette-based intranasal administration protocol using temporarily openable masks, which enabled us to perform reliable administration to animals under stable anesthesia. Using this system, [14C]-inulin could be delivered to the brain with little experimental error.
We subsequently developed an intranasal administration protocol entailing reverse cannulation from the airway side through the esophagus, which was developed to minimize the effects of mucociliary clearance (MC). This technique led to significantly higher levels of [14C]-inulin, which was quantitatively detected in the olfactory bulb, cerebrum, and medulla oblongata, than the pipette method. This appears to be because retention of the drug solution in the nasal cavity was substantially increased by active administration using a syringe pump in a direction opposite to the MC into the nasal cavity.
In conclusion, the two methods of intranasal administration developed in this study can be expected to be extremely useful techniques for evaluating pharmacokinetics in rodents. The reverse cannulation method, in particular, could be useful for evaluating the full potential of nose-to-brain delivery of drug candidates.

Here, we describe two novel methods of stable intranasal administration under inhalation anesthesia with minimal physical stress for experimental animals. We also describe a method for quantitative evaluation of drug distribution levels in the brain via the nose-to-brain pathway using radiolabeled [14C]-inulin as a model substrate of water-soluble macromolecules.

הרומן שיטות לניהול תוך-אפי בהרדמה אינהלציה כדי להעריך את האף-אל-מוח תרופות

Intranasal administration has been reported to be a potential pathway for nose-to-brain delivery of therapeutic agents that circumvents the blood-brain ...

Intratracheal Administration of Dry Powder Formulation in Mice

In the development of inhalable dry powder formulations, it is essential to evaluate their biological activities in preclinical animal models. This paper introduces a noninvasive method of intratracheal delivery of dry powder formulation in mice. A dry powder loading device that consists of a 200 &#181;L gel loading pipette tip connected to an 1 mL syringe via a three-way stopcock is presented. A small amount of dry powder (1-2 mg) is loaded into the pipette tip and dispersed by 0.6 mL of air in the syringe. Because pipette tips are disposable and inexpensive, different dry powder formulations can be loaded into different tips in advance. Various formulations can be evaluated in the same animal experiment without device cleaning and dose refilling, thereby saving time and eliminating the risk of cross-contamination from residual powder. The extent of powder dispersion can be inspected by the amount of powder remaining in the pipette tip. A protocol of intubation in mouse with a custom-made light source and a guiding cannula is included. Proper intubation is one of the key factors that influences the intratracheal delivery of dry powder formulation to the deep lung region of the mouse.

Dry powder formulations for inhalation have great potential in treating respiratory diseases. Before entering human studies, it is necessary to evaluate the efficacy of the dry powder formulation in preclinical studies. A simple and noninvasive method of the administration of dry powder in mice through the intratracheal route is presented.

ניהול תוך-סחיר של ניסוח אבקה יבשה בעכברים

In the development of inhalable dry powder formulations, it is essential to evaluate their biological activities in preclinical animal models. This paper ...

Using Nicotine in a Silica-Exposed Mouse Model to Promote Lung Epithelial-Mesenchymal Transition

Smoking and exposure to silica are common among occupational workers, and silica is more likely to injure the lungs of smokers than non-smokers. The role of nicotine, the primary addictive ingredient in cigarettes, in silicosis development is unclear. The mouse model employed in this study was simple and easily controlled, and it effectively simulated the effects of chronic nicotine ingestion and repeated exposure to silica on lung fibrosis through epithelial-mesenchymal transition in human beings. In addition, this model can help in the direct study of the effects of nicotine on silicosis while avoiding the effects of other components in cigarette smoke.
After environmental adaptation, mice were injected subcutaneously with 0.25 mg/kg nicotine solution into the loose skin over the neck every morning and evening at 12 h intervals over 40 days. Additionally, crystalline silica powder (1-5 &#181;m) was suspended in normal saline, diluted to a suspension of 20 mg/mL, and dispersed evenly using an ultrasonic water bath. The isoflurane-anesthetized mice inhaled 50 &#181;L of this silica dust suspension through the nose and were awoken via chest massage. Silica exposure was administrated daily on days 5-19.
The double-exposed mouse model was exposed to nicotine and then silica, which matches the exposure history of workers who are exposed to both harmful factors. In addition, nicotine promoted pulmonary fibrosis through epithelial-mesenchymal transformation (EMT) in mice. This animal model can be used to study the effects of multiple factors on the development of silicosis.

This study describes a mouse model to study the synergistic effect of nicotine on the progression of pulmonary fibrosis in experimental silicosis mice. The dual-exposure mouse model simulates the pathological progression in the lung after simultaneous exposure to nicotine and silica. The methods described are simple and highly reproducible.

שימוש בניקוטין במודל עכבר שנחשף לסיליקה לקידום מעבר אפיתל-מזנכימלי של הריאות

Smoking and exposure to silica are common among occupational workers, and silica is more likely to injure the lungs of smokers than non-smokers. The role ...

מינונים חד פעמיים הניתנים להתאמה אישית כדי לספק תרופות תרסיס אבקה יבשה לעכברים

Disposable Dosators Intended for Dry Powder Delivery to Mice

Dry powder inhalers offer numerous advantages for delivering drugs to the lungs, including stable solid-state drug formulations, device portability, bolus metering and dosing, and a propellant-free dispersal mechanism. To develop pharmaceutical dry powder aerosol products, robust in vivo testing is essential. Typically, initial studies involve using a murine model for preliminary evaluation before conducting formal studies in larger animal species. However, a significant limitation in this approach is the lack of suitable device technology to accurately and reproducibly deliver dry powders to small animals, hindering such models&#39; utility. To address these challenges, disposable syringe dosators were developed specifically for intrapulmonary delivery of dry powders in doses appropriate for mice. These dosators load and deliver a predetermined amount of powder obtained from a uniform bulk density powder bed. This discrete control is achieved by inserting a blunt needle to a fixed depth (tamping) into the powder bed, removing a fixed quantity each time. Notably, this dosing pattern has proven effective for a range of spray-dried powders. In experiments involving four different model spray-dried powders, the dosators demonstrated the ability to achieve doses within the range of 30 to 1100 &#181;g. The achieved dose was influenced by factors such as the number of tamps, the size of the dosator needle, and the specific formulation used. One of the key benefits of these dosators is their ease of manufacturing, making them accessible and cost-effective for delivering dry powders to mice during initial proof-of-concept studies. The disposable nature of the dosators facilitates use in animal procedure rooms, where cleaning and refilling reusable systems and weighing materials is inconvenient. Thus, developing disposable syringe dosators has addressed a significant hurdle in murine dry powder delivery for proof-of-concept studies, enabling researchers to conduct more accurate and reproducible preliminary studies in small animal models for pulmonary drug delivery.

מחבר זרקור: פיתוח מינון חד פעמי לבדיקה פרה-קלינית של משאפים אבקה יבשה במודלים של בעלי חיים קטנים 

Pharmaceutical dry powder development necessitates reliable in vivo testing, often using a murine model. Device technology for accurately and reproducibly delivering dry powder aerosols to mice is restricted. This study presents disposable dosators for pulmonary drug delivery at mouse-relevant doses, aiding initial proof-of-concept research.

מינונים חד פעמיים המיועדים למשלוח אבקה יבשה לעכברים

Dry powder inhalers offer numerous advantages for delivering drugs to the lungs, including stable solid-state drug formulations, device portability, bolus ...

אבקת ניקוי ו nebulized תרסיס שאיפת תרופות ביצוע עכברים באמצעות מערכת חשיפת אף בלבד

Summary

Explore More Videos

PLAYLIST