Dosatori monouso destinati alla somministrazione di polvere secca ai topi

Riepilogo

Lo sviluppo di polveri secche farmaceutiche richiede test affidabili in vivo , spesso utilizzando un modello murino. La tecnologia dei dispositivi per erogare in modo accurato e riproducibile aerosol di polvere secca ai topi è limitata. Questo studio presenta dosatori monouso per la somministrazione polmonare di farmaci a dosi rilevanti per il topo, aiutando la ricerca iniziale proof-of-concept.

Abstract

Gli inalatori a polvere secca offrono numerosi vantaggi per la somministrazione di farmaci ai polmoni, tra cui formulazioni stabili di farmaci allo stato solido, portabilità del dispositivo, dosaggio e dosaggio del bolo e un meccanismo di dispersione senza propellente. Per sviluppare prodotti aerosol farmaceutici in polvere secca, sono essenziali solidi test in vivo . In genere, gli studi iniziali prevedono l'utilizzo di un modello murino per la valutazione preliminare prima di condurre studi formali su specie animali più grandi. Tuttavia, un limite significativo in questo approccio è la mancanza di una tecnologia di dispositivi adatta per fornire in modo accurato e riproducibile polveri secche a piccoli animali, ostacolando l'utilità di tali modelli. Per affrontare queste sfide, sono stati sviluppati dosatori a siringa monouso specificamente per la somministrazione intrapolmonare di polveri secche in dosi appropriate per i topi. Questi dosatori caricano ed erogano una quantità predeterminata di polvere ottenuta da un letto di polvere a densità apparente uniforme. Questo controllo discreto si ottiene inserendo un ago smussato a una profondità fissa (pressatura) nel letto di polvere, rimuovendo ogni volta una quantità fissa. In particolare, questo modello di dosaggio si è dimostrato efficace per una gamma di polveri atomizzate. In esperimenti che hanno coinvolto quattro diversi modelli di polveri atomizzate, i dosatori hanno dimostrato la capacità di raggiungere dosi comprese tra 30 e 1100 μg. La dose raggiunta è stata influenzata da fattori quali il numero di press, la dimensione dell'ago dosatore e la formulazione specifica utilizzata. Uno dei principali vantaggi di questi dosatori è la loro facilità di produzione, che li rende accessibili ed economici per la somministrazione di polveri secche ai topi durante gli studi iniziali proof-of-concept. La natura monouso dei dosatori facilita l'uso nelle sale di procedura per animali, dove la pulizia e il riempimento dei sistemi riutilizzabili e dei materiali di pesatura sono scomodi. Pertanto, lo sviluppo di dosatori di siringhe monouso ha affrontato un ostacolo significativo nella somministrazione di polvere secca murina per studi proof-of-concept, consentendo ai ricercatori di condurre studi preliminari più accurati e riproducibili in piccoli modelli animali per la somministrazione polmonare di farmaci.

Introduzione

L'uso di inalatori a polvere secca (DPI) per la somministrazione polmonare di farmaci ha suscitato un notevole interesse negli ultimi tre decenni a causa dell'eliminazione graduale globale dei propellenti clorofluorocarburi ^1,2. I DPI offrono numerosi vantaggi rispetto ad altri sistemi di somministrazione polmonare, come gli inalatori e i nebulizzatori dosati, tra cui la stabilità della formulazione, la portabilità, la facilità d'uso e i meccanismi di dispersione senza propellente². Tuttavia, prima di passare ai prodotti DPI verso la traduzione clinica, è necessario condurre diversi stu....

Protocollo

Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati condotti in conformità con la legge sul benessere degli animali e la politica del servizio sanitario pubblico sulla cura umana e l'uso degli animali da laboratorio. Il protocollo di studio è stato approvato dall'Institutional Animal Care and Use Committee dell'Health Science Center dell'Università del Tennessee. A topi BALB/c femmine sane, di ~6-8 settimane, è stato somministrato il contenuto di polvere secca di un dosatore mediante somministrazione di aerosol intrapolmonare per uno studio di farmacocinetica utilizzando polveri secche di spectinamide 1599⁹. Gli animali sono stati ottenuti da una fo....

Discussione

Poiché i topi sono obbligati a respirare con il naso, la somministrazione tramite inalazione passiva per gli studi iniziali proof-of-concept rende difficile l'efficienza e la stima della dose in quanto la polvere deve passare attraverso il naso e la gola in un modo che dipende dalle proprietà delle particelle e dall'efficienza di dispersione della polvere ^7,8,14. L'uso dei dosatori qui sviluppati bypassa il naso e la .......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.6 mL microcentrifuge tubes	Fisher Scientific	05-408-120
Analytical balance	Mettler Toledo	AR1140	Any analytical balance with sufficient range can be used
Blunt stainless-steel needle, 1 inch, 21 G	McMaster-Carr	75165A681
Blunt stainless-steel needle, 1 inch, 22 G	McMaster-Carr	75165A683
Blunt stainless-steel needle, 1 inch, 25 G	McMaster-Carr	75165A687
Disposable syringe with luer lock (1 mL)	Fisher Scientific	14-823-30	3-mL syringes can also be used
Female BALB/c mice	Charles River, Wilmington, MA, USA
High-performance cascade impactor	Next Generation Impactor	Apparatus 5
Lab film (e.g., Parafilm)	Fisher Scientific	S37440
Low-lint wiper (e.g., Kimwipes)	Kimberly-Clark Professional	34133
Low-resistance dry powder inhaler	RS01 mod 7
Polypropylene needle, 1.5 inch, 16 G	McMaster-Carr	6934A111
Polypropylene needle, 1.5 inch, 18 G	McMaster-Carr	6934A53
Polypropylene needle, 1.5 inch, 20 G	McMaster-Carr	6934A55
Precision sectioning saw	TedPella	812-300	Belt sander can be used as an alternative
PTFE needle, 2 inch, 20 G	McMaster-Carr	75175A694
USP General Chapter <601>			http://www.uspbpep.com/usp31/v31261/usp31nf26s1_c601.asp