Name: Assembling and Actuating a Disposable Dosator for Dry Powder Drug Delivery
Uploaded: 2023-08-18T14:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assembling and Actuating a Disposable Dosator for Dry Powder Drug Delivery at JoVE.com

assembling and actuating a disposable dosator for dry powder drug delivery

Customizable Disposable Dosators to Deliver Dry Powder Aerosol Drugs to Mice

The use of dry powder inhalers (DPIs) for pulmonary drug delivery has garnered significant interest over the past three decades due to the global phase-out of chlorofluorocarbon propellants1,2. DPIs offer numerous benefits over other pulmonary delivery systems, such as metered dose inhalers and nebulizers, including formulation stability, portability, ease of use, and propellant-free dispersal mechanisms2. However, before moving DPI products toward clinical translation, several preclinical studies must be conducted, many of which are initially completed using a murine model. Nevertheless, technologies available to deliver dry powders accurately and reproducibly to small animals are limited.
Common methods to deliver dry powders to small animals, such as mice, include passive inhalation3,4,5,6,7 and direct administration8,9,10,11,12,13. Passive inhalation typically requires a custom chamber that utilizes large doses of spray-dried powder to prepare a sufficient aerosol cloud. As mice are obligate nose breathers14, delivery by passive inhalation requires the powder to travel through the nose and throat to reach the lungs, necessitating the maintenance of an aerosol cloud with sufficient particle aerodynamic properties7,8. While a useful technique that is more physiologically relevant than direct delivery due to inhalation as a result of normal breathing14, it may not be suitable for initial studies where powder mass is limited.
Alternatively, a number of intratracheal delivery devices for direct dry powder delivery have been reported8,9,10,11,12,13. Intratracheal devices bypass the nose and throat, delivering the powder directly to the lungs and allowing for finer control over the delivered dose14. Additionally, some devices, especially those prepared using a tamping loading procedure9, can be prepared with smaller quantities, which is an important consideration for initial proof-of-concept studies. The lack of universally available intratracheal delivery devices has hindered their potential for use, limiting availability and leading to interlaboratory differences14. In this study, we propose a simple, inexpensive, disposable dosator for intratracheal delivery that can be utilized for proof-of-concept murine studies in the development of dry powder aerosols.

Author Spotlight: Developing a Disposable Dosator for Preclinical Testing of Dry Powder Inhalers in Small Animal Models 

Engangsdosatorer beregnet til levering af tørt pulver til mus

Watch this Scientific Journal Video about Assembling and Actuating a Disposable Dosator for Dry Powder Drug Delivery at JoVE.com

Assembling and Actuating a Disposable Dosator for Dry Powder Drug Delivery  

Montering og aktivering af en engangsdosator til levering af tørpulvermedicin

For at forberede engangsdosatoren og dens påfyldningskomponenter skal du tage en 2,5 centimeter eller 1 tommer stump rustfrit stålnål på 21 til 25 gauge. Brug en præcisionssnitsav eller en båndsliber til at trimme plastlokkedelen af nålen, hvilket efterlader ca. 2 til 3 millimeter af plastlokken, der er fastgjort til nålen. Afskær derefter ca. 1 til 1,5 centimeter fra spidsen af et 0,6 ml konisk centrifugerør.Derefter fyldes denne afskårne spids med 30 til 35 milligram pulver af interesse. Til opbevaring eller transport af pulveret anbringes den afskårne rørhætte på den afskårne spids, der indeholder pulveret. Brug paraffinfilm til at pakke dækslet ind, hvilket minimerer pulverets udsættelse for omgivende fugt.For at lægge doshaderen skal du tampe den trimmede kanyle i rustfrit stål ind i pulverlejet i den afskårne spids så mange gange som nødvendigt for at opnå den ønskede dosis. Brug en lav fnugvisker til forsigtigt at tørre kanylens sider af for at fjerne overskydende pulver. Tag derefter en 3.81 centimeter eller 1.5 tommer polypropylennål på 16 til 20 gauge og indsæt forsigtigt den indlæste nål i rustfrit stål i den, og sørg for ikke at løsne noget pulver.Alternativt kan du bruge en 5.08 centimeter eller 2 tommer PTFE-nål til det samme. For at aktivere dosatoren skal du først trække en engangssprøjte tilbage til det ønskede volumen baseret på applikationen. Sæt derefter sprøjten på lokkelåsen på polypropylen- eller PTFE-nålen, før du sætter kanylenden af dosatoren ind i det ønskede mål.For at analysere pulverindhold og reproducerbarhed skal du indsætte dosatornålen gennem en perforeret gummiseptum eller paraffinfilm i et hætteglas med en lille mængde væske. Tryk sprøjtestemplet kraftigt ned, og skub pulveret ud af enheden ind i hætteglasset. Til sidst analyseres pulveropløsningen i hætteglasset ved hjælp af UV's synlige spektrefotometri for at overvåge dosis af pulveret, der frigives fra dorateren.Fire forskellige spraytørrede pulvere visualiseret ved hjælp af scanningelektronmikroskopi blev overvejet til levering ved hjælp af den demonstrerede dostiller. Den leverede dosis som funktion af antallet af tamper i pulverlejet blev opnået ved UV-synlig spektrefotometri af pulveropløsningerne. Især viste alle spraytørrede pulvere et lineært dosisrespons fra 1 til 4 Tammere.Den første Tamp pådrog sig altid en større dosis pulver end efterfølgende Tamps. Sammenlignet med det demonstrerede 21 gauge rustfrit stål med en 16 gauge polypropylendosator blev der observeret en lille stigning i opnåelig dosis ved anvendelse af en 21 gauge rustfrit stål med en 20 gauge PTFE-dosator til pulver SD 1. Som forventet faldt den opnåelige dosis SD 1 for et 22 gauge rustfrit stål med en 18 gauge polypropylendomator med en mindre indre nålediameter.En 25 gauge rustfrit stål med en 20 gauge polypropylen dosator yderligere reduceret de indledende og efterfølgende Tamp doser. Dette er en sammenligning af de fire doratsystemer, der blev evalueret, og fremhæver, at dosatorerne kan tilpasses til at imødekomme forskellige doseringsbehov.

Research

JoVE Journal

Medicine

Assembling and Actuating a Disposable Dosator for Dry Powder Drug Delivery

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 ...