Одноразовые дозаторы, предназначенные для доставки сухого порошка мышам

Резюме

Разработка фармацевтического сухого порошка требует надежных испытаний in vivo , часто с использованием мышиной модели. Технология устройства для точной и воспроизводимой доставки сухих порошковых аэрозолей мышам ограничена. В этом исследовании представлены одноразовые дозаторы для доставки легочных лекарств в дозах, соответствующих мышам, что помогает в первоначальном исследовании проверки концепции.

Аннотация

Ингаляторы с сухим порошком обладают многочисленными преимуществами для доставки лекарств в легкие, включая стабильные твердофазные лекарственные формы, портативность устройства, дозирование и дозирование болюса, а также механизм диспергирования без пропеллента. Для разработки фармацевтических сухих порошковых аэрозольных продуктов необходимы надежные испытания in vivo . Как правило, первоначальные исследования включают в себя использование мышиной модели для предварительной оценки перед проведением формальных исследований на более крупных видах животных. Однако существенным ограничением в этом подходе является отсутствие подходящей технологии устройства для точной и воспроизводимой доставки сухих порошков мелким животным, что затрудняет использование таких моделей. Для решения этих проблем были разработаны одноразовые шприцевые дозаторы для внутрилегочного введения сухих порошков в дозах, подходящих для мышей. Эти дозаторы загружают и подают заданное количество порошка, полученного из однородного слоя порошка насыпной плотности. Это дискретное управление достигается путем введения тупой иглы на фиксированную глубину (трамбовка) в слой порошка, каждый раз удаляя фиксированное количество. Примечательно, что такая схема дозирования доказала свою эффективность для целого ряда порошков, высушенных распылением. В экспериментах с использованием четырех различных моделей порошков, высушенных распылением, дозаторы продемонстрировали способность достигать доз в диапазоне от 30 до 1100 мкг. На достигнутую дозу влияли такие факторы, как количество тампонов, размер иглы дозатора и конкретная используемая рецептура. Одним из ключевых преимуществ этих дозаторов является простота изготовления, что делает их доступными и экономичными для доставки сухих порошков мышам во время первоначальных экспериментальных исследований. Одноразовый характер дозаторов облегчает их использование в процедурных кабинетах для животных, где неудобно чистить и заправлять многоразовые системы и взвешивать материалы. Таким образом, разработка одноразовых шприцев-дозаторов устранила значительное препятствие в доставке сухого порошка мышей для экспериментальных исследований, что позволило исследователям проводить более точные и воспроизводимые предварительные исследования на моделях мелких животных для легочной доставки лекарств.

Введение

Использование ингаляторов с сухим порошком (DPI) для доставки легочных лекарств привлекло значительный интерес за последние три десятилетия в связи с глобальным отказом от хлорфторуглеродных пропеллентов ^1,2. DPI обладают многочисленными преимуществами по сравнению с другими системами доставки легких, такими как дозированные ингаляторы и небулайзеры, включая стабильность рецептуры, портативность, простоту использования^{и механизмы} диспергирования без использования 2. Однако, прежде чем перейти к клиническому переводу продуктов DPI, необходимо провести несколько доклинических исследований....

протокол

Все эксперименты на животных проводились в соответствии с Законом о благополучии животных и Политикой общественного здравоохранения по гуманному уходу за лабораторными животными и их использованию. Протокол исследования был одобрен Комитетом по уходу за животными и их использованию Научного центра здоровья Университета Теннесси. Здоровым самкам мышей линии BALB/c в возрасте ~6-8 недель вводили сухое порошкообразное содержание одного дозатора внутрилегочным аэрозолем для фармакокинетического исследования с использованием сухих порошков спектинамида 1599⁹. Животные были получены из коммерческого источника (см. Таблицу материалов)....

Результаты

Аэрозольные характеристики различных порошков, высушенных распылением, были установлены до их использования в данном исследовании. Аэродинамическое распределение частиц по размерам (APSD) описывалось массовым медианным аэродинамическим диаметром (MMAD), представляющим собой размер, кот.......

Обсуждение

Поскольку мыши являются облигатными носовыми дышащими, доставка через пассивный ингаляционный метод для первоначальных исследований с подтверждением концепции затрудняет оценку эффективности и дозы, поскольку порошок должен проходить через нос и горло в зависимости от свойств.......

Материалы

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