Name: dry powder and nebulized aerosol inhalation of pharmaceuticals delivered to mice using a nose-only exposure system
Uploaded: 2017-04-06T12:30:00
Duration: 7 min 28 s
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우리는 인정 : 기술적 인 전문 지식과 장비 사용자 정의를 위해 TSE Systems GmbH에 박사 토마스 버디만. 그들의 도움이 토론 존 프라이 (바텔 사) 박사 루디 예거 (CH 테크놀로지 주식 회사). 티안 우, 샘 Mboggo 월 밀러, 그리고 실험에 대한 도움 숀 데이비스 (암젠).

이 연구에서 사용 된 생쥐는 실험 동물의 관리 및 사용, 여덟째 판 (24)의 안내에 따라 마음에 든다고했다. 마우스는 옥수수 속 침구에 살균 환기 microisolator 하우징에 평가 및 실험 동물 관리의 인증 (AAALAC) 국제 인증을받은 시설에 대한 협회에서 지내게 그룹이었다. 기관지 수축을 측정하는 경우, 마우스는 100 ㎎ / ㎏ IP 펜토 바르 비탈 마취 깊이 마취시켰다 발가락 핀치 반사의 부족에 의해 감시되고 필요에 따라 IP로 마취를 유지 하였다. 실험의 끝에서 마우스 수면제 과다 복용 후 경추 탈구에 의해 안락사시켰다. 안락사의 검증은 호흡의 부족에 의해 확인되었다. 어떤 생존 수술은 생쥐에서 수행되지 않았다. 모든 연구 프로토콜은 기관 애니멀 케어 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었다. 의 Phar 생성 1. ​​제형 및 장치 선택maceutical 에어로졸 참고 제제 및 장치의 선택은 따라서 일반적인 프로토콜은 아래에 제시되며, 에어로졸 화 할 수있는 개별 약물의 물리 화학적 성질에 의존하며, 리더가 젱 25 O&#39;RIORDAN 26 리뷰 칭한다. <ol><li> 건조 분말 에어로졸 <ol><li> 미세화 약물 볼밀, 제트 밀 또는 유사한 장치 (27)의 건조 분말과 미분 입자 크기 분포 보장 (PSD)는 호흡 (0.5-5 μm의 공기 역학적 평균 직경, MMAD) 입자 크기의 입자를 포함한다. 미세화 된 락토스로 희석을 필요 효능 시험 화합물을 혼합. 참고 : 캐스케이드 임팩터와 PSD를 결정하기에 충분한 미세화 분말이없는 경우, 미세화 분말의 작은 (서브 밀리그램) 샘플의 PSD는이 작은 / 호흡 입자를 포함하고 확인하기 위해 빛의 산란에 의해 측정 될 수있다. </li><li> 라이트 먼지 피드 건조 분말 에어로졸 발생기를 사용하여 건조 분말 에어로졸을 생성한다. 라이트 먼지 공급 에어로졸 발생기 (17)에 의해 입력으로 사용되는 분말의 압축 케이크를 생성하는 약 평방 인치 (PSI) 1,000 파운드를 수동 유압 프레스를 이용하여 원통형 탱크에 미분 약물 / 락토스 분말 팩. </li><li> 스크레이퍼 블레이드 약물 케이크와 접촉 할 때까지 저장 전진 라이트 먼지 피드에 원통형 저장조 스크류. </li><li> 15 L / 분, 공기 유량 (최대 압력 90 PSI)로 설정된 압축 공기 원에 사이클론 라이트 먼지 피드와 입구의 출구를 연결한다. </li><li> 분 (RPM) 0.7 회전하는 이송 속도 제어를 설정하고, 라이트 먼지 공급 에어로졸 발생기 켜. 주 : 라이트 작은 먼지 공급 원통형 저장조를 사용할 때 0.7 RPM은 1g / h의 시험품 케이크 이송 속도에 대응한다. 라이트 먼지 피드 괴성 PO의 얇은 층을 긁는저수지를 회전시켜 시험 문서 케이크를 wder. 에어 탈 응집하는 소닉 노즐을 통하여, 라이트 먼지 피드의 먼지를 운반하고, 사이클론에 호흡 불능 입자 및 응집물을 제거 하였다. </li><li> 흡입 부 (도 1)의 중앙 에어로졸 플레 넘 사이클론의 출구를 연결한다. 주 : 화합물은 라이트 먼지 피드 저장소 1500 PSI로 (300)로부터 압축 될 수있다. 가 반전 될 때 저장조 내에 유지하지만, 라이트 먼지 공급 재 에어로졸 용 박막을 긁어 수없는 순전히 수 있도록 목적은 충분한 입자를 압축하는 것이다. 이는 수동 유압 프레스에 게이지 파운드 판독하고, 작은 먼지 피드 저장소에 상기 플런저는 약 0.25 평방 인치의 표면적을 갖는 것을 기억해야한다. 따라서, 0.25 평방 인치의 압축력 250 파운드 1000 PSI 동일하다. </li></ol></li><li> 분무 액체 에어로졸 <ol><li> 물 또는 생리 식염수 100ml에 약물을 녹인. </li><li> 약액과 함께 100 ㎖ 주사기를 넣고 1 ㎖ / 분으로 설정 유량 주사기 펌프에 주사기를 배치했다. </li><li> 제트 분무기에 주사기 펌프를 연결하고 분무기로 이어지는 공급 라인에서 공기를 제거. </li><li> 제트 분무기로 가압 된 공기 공급원을 연결 / 분으로 10 L의 공기 유량계 세트. </li><li> 미리 세퍼레이터에 제트 분무기를 삽입한다. 사전 분리는 흡입 유닛의 중앙을 넘 에어로솔 분무기 (도 1)를 접속한다. 주 : 많은 약물 화합물은 수용성을 제한하고 더 건조 분말 에어로졸로서 제제화된다. 안정한 현탁액을 미세화 (MMAD &lt;5 μM)의 화합물로부터 제조 될 수 있다면, 이는 제트 분무기를 사용할 수있다. 주의 분무기 막힘 수 현탁액으로 사용되어야한다. 기관지 확장제와 같은 강력한 화합물 (1 ㎎ / ㎖의 농도로 공급 네뷸40 mg의 이프 라트로 피움)는 / 살 부타 몰 설페이트와 같은 덜 강력한 화합물) 용액 용 현탁액 (사용되어왔다. 주사기 펌프의 공급 속도는 실질적인 이유로 1 ㎖ / 분으로 설정되고; 에어로졸 농도 평형 시간 45 분 동안 노출 주사기를 재로드 할 필요없이 완료 될 수 있도록한다. </li></ol></li></ol> 2. 에어로졸 노출 실험 설정 <ol><li> 흡입 부 후 미리 분리막 / 사이클론 입사 에어로졸 (캐스케이드 임팩터를 사용하여 에어로졸을 모아) 및 입도 분포 (절대 필터에 에어로졸을 수집하여) 약물의 농도를 측정한다. 폐에 침착 약물의 복용량을 추정하는 동물의 분 환기, 체중, 및 노출 시간과 함께 이러한 매개 변수를 사용합니다. <ol><li> 절대 필터를 달아 필터 중량을 기록한다. 필터 홀더에 필터를 놓고 필터 홀더를 조립한다. 절대 필터 홀더의 입구를 연결중앙 에어로졸 넘 샘플 포트 실험 기간 동안 1 L / min의 유량으로 에어로졸을 샘플링 설정된 진공 원으로 배출된다. 참고 : 45 분 후에 샘플링 필터에 대한 약물의 질량은 서브 마이크로 그램의 범위에있을 수 있고 / 또는 유당, 염화나트륨 염 또는 다른 차량과 혼합 될 수있다. 0.1 마이크로 그램을 읽는 마이크로 밸런스가 필요하다. 필터에 증착 된 약물의 정확한 중량을 얻기 위해, 필터는 평형 및 습도 제어 환경에서 칭량해야한다. 이 제제에는 차량이 없거나 차량이 물이면 필터에 대한 약물의 중량은 선량 계산에 사용될 수있다. 물 이외의 제형에 차량이있는 경우, 필터상의 물질의 중량은 고성능 액체 크로마토 그래피 (HPLC)에 의한 약물 함량의 추가 분석을 위해 추정 된 시작점을 제공한다. </li><li> 무게와 7 캐스케이드 임팩터 단계 필터의 무게와 마지막으로 &quot;꼬리 부분을&quot;기록; 필터. 캐스케이드 임팩터의 7 단계의 각 필터를 놓고 머서 캐스케이드 임팩터 (28)를 조립한다. 중앙 에어로졸 넘 샘플 포트 및 기간 동안 캐스케이드 임팩터는 (일반적으로 0.5 또는 1 L / 분)로 보정 유량의 에어로졸을 샘플링하도록 설정된 진공 소스 출구 캐스케이드 임팩터의 입구를 연결 실험. </li><li> 에어로졸 발전기가 작동하고 실험을하는 동안 안정적으로 에어로졸을 생산 확인하기 위해 실시간 에어로졸 모니터 (재료 및 시약의 표 참조) 흡입 장치의 에어로졸 내용을 모니터링합니다. 중앙 에어로졸 넘 샘플 포트 실험 기간 동안 1 L / min의 유량으로 에어로졸을 샘플링하도록 설정된 진공 원 유출구를 실시간 에어로졸 모니터의 입구를 연결한다. 참고 : 에어로졸 모니터 ㎍ / L에보고 된 실시간에서의 신호는 있지만, 도로 먼지에 대한 교정과 재 교정해야각 약물 에어로졸 보정 에어로졸 농도 값을 얻었다. 교정 유무 에어로졸 농도의 시간적 안정성을 확인하기 위해 모니터를 사용할 필요가 없다. </li><li> 흡입 부에 접속되는 동물의 수에 의존한다는 데 필요한 값으로 프로세스 제어 파라미터 (기류, 진공 압력, 에어로졸 발생기의 전력)을 설정한다. 흡입 장치와 에어로졸 발생기 연속적 제조자가 공급되는 컴퓨터 프로세스 제어 / 데이터 수집 시스템 (DACO)에 의해 감시 / 제어된다 (재료 및 시약의 도표 참조). 흡입 장치로 공기 유량 CO (2)의 발생을 방지하기 위해 최소 흡입 부에 모든 동물의 대략 2 배의 총 분 환기율이어야한다. </li></ol></li><li> 코 전용 흡입 부 에어로졸에의 노출 전에 코 전용 restrainers 넣으 마우스. 또한에 구속 응력 제어 동물로드restrainers에 실내 공기를 흡입한다. 참고 : 용량 / 반응 실험 시간이 서로 다른 양의 에어로졸에 노출 된 쥐의 여러 그룹으로 구성되어 있습니다. 노출 시간은 각각의 그룹은 투여 / 반응 실험 기간 동안 수신 량을 제어하기 위해 사용된다. <ol><li> 그들이 탈출하려고 위쪽으로 실행하는 경향이 각도는 천장을 향해 금지 튜브까지, 동물을로드하는 동안. 로딩이 턴어라운드 튜브의 뒷면을 탈출 격려하면서 아래로 튜브를 가리키는. 마우스의 코가 튜브의 끝이 뾰족으로 방향이 확인하고 제한 수단의 백 엔드에 가변 위치 플런저를 고정합니다. 주 : 플런저 마우스의 꼬리 마우스가 제한 수단 중에 체온 조절을 할 수 있도록 상기 홀더로부터 돌출 할 수 있도록 지어있다. </li><li> 마우스가 회전 할 수 있도록 상기 플런저를 조절하지만, 꼬리의 머리를 돌리지; 에어로졸 흡입되어 있는지 확인합니다. </li><li> 지속적으로 모니터링마우스 구속 튜브있다. 상기 플런저의 위치를 ​​후 작은 쥐 (&lt;20g)은 종종 튜브 꼬리 헤드를 설정하려고하고 호흡 곤란을 가지고 U 위치를 채택한다. 이 회전 동작은 마우스가 거의 꼬리 머리를 옆으로 돌리게하려고하지 후 것을 억제의 처음 5 분 동안 가장 널리입니다. </li></ol></li></ol> 3. 에어로졸 배달 <ol><li> 흡입 유닛의 전송 포트를 연결하고 프로세스 제어 소프트웨어 내에서 에어로졸 발생기, 압축 공기의 유량 제어기와 흡입 부 진공 펌프를 활성화하는 스토퍼를 삽입한다. </li><li> 실시간 에어로졸 모니터 판독이 입증되면 에어로졸 농도 (~ 30 분으로,도 2)에 스토퍼를 제거하고 흡입 부에 마우스를 함유하는 코 전용 억제 튜브 삽입 시작 평형 온한다. 약물에 노출 될 수있는 모든 마우스는 흡입 장치에 연결 될 때까지 반복합니다. 참고 :에서예 실험은 에어로졸 발생기 및 희석 공기를 통해 흡입 부에 공급되는 총 공기 유동은 사용 동물 노광 각 포트에 0.5 L / min의 유량을 공급하기 위해 설정된다. 예를 들어, 15 L / 분으로 총 공기 유동은 흡입 부에서 포트 (30) 각각을 제공하기에 충분. 이것은보다 마우스의 분 환기에 필요한 더 많은 공기 흐름이지만, 더 큰 공기 유동 (/ 탈 응집 분무)를 생성하기 위해 에어로졸 에너지 (에어로졸 발생기에 걸쳐 압력 강하)을 제공하는 것이 필요하다. </li><li> 모든 동물은 노광 장치에로드되면, 프로세스 제어 소프트웨어를 사용하여 절대 필터와 캐스케이드 임팩터에 연결된 진공 펌프 샘플링 켜. </li><li> 모든 노광이 완료되면, 에어로졸 발생기를 끄고 흡입 부로부터 나머지 마우스를 제거. 참고 : 동물의 변화 스테이션 후드 또는 안면 마스크를 착용하는 직원에 의해 처리됩니다. 에어로졸 전달을 체결 한 후, 마우스는 R이다튜브의 emoved 상기 튜브는 사용 후 살균된다. </li></ol> 증착 된 복용량의 4 계산 <ol><li> μg의 상기 퇴적 량 (29)를 계산하는 것은 / kg (식 1) 흡입 가능한 부분 X 폐 증착 비율을 X 상기 에어로졸 중의 약물의 농도 (㎍ / L) × 분 환기 (L / 분)에 노출 (분)의 X 시간을 곱 및 체중 (kg)으로 나눈다. </li><li> 샘플링 시간 (분)을 곱한 필터 (L / 분)를 통해 공기의 유속에 의한 절대 필터 (μg의)에 약물의 질량을 나눔으로써 에어로졸 농도 (㎍ / L)를 계산한다. 체중 30을 기반으로 상대 성장 식으로 마우스의 분 환기를 추정한다. 에어로졸은 호흡 불능 입자를 제거하기 위해 미리 세퍼레이터에 통과시키고, 상기 흡입 가능한 부분은 1이고, 상기 폐 증착 분획 약제 에어로졸 MMAD로부터 결정된다 (도 3)을 사용하여단 분산 에어로졸 실험 교정 곡선 (도 4) 31. </li></ol><img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55454/55454eq1.jpg" />

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기수 만 흡입 시스템 및 쥐의 폐에 약제 에어로졸을 전달하는 동작을 설명 하였다. 코 전용 홀더에 동물을 제지하는 것은 공기 중 물질에 동물을 노출 일반적으로 사용되는 방법이다. 복용량을 증착 0.1 ㎍ / kg의 ED 50으로 마우스에 코 전용 흡입에 의해 전달 될 때 실험이 강력하게 메타 콜린 기관지 유발 역방향 수 항콜린 성 기관지 이프 라트로 피움 브로마이드 (34)을 입증 하였다. 이프 라트로 피움의 유효 용량에서보다 10 배 증가는 기관 내 전달 (ED 50 = 기관 내 1.3 ㎍ / kg, 데이터는 도시하지 않음)에 전달 다음 기관지 필요 하였다. 이는 기관 내 투여 3, 5, 10에 의해 생성 된 폐 약물의 비 균일 증착 패턴이다. 10 배 더 큰 유효량다른 흡입 용 약물 및 기관 내 투여 기법 간의 차이는 다른 4 이전에 관찰되었다. 기관 내 투여에 의해 발생 된 폐 약물의 비 균일 증착 패턴은 약물이 전신 순환 진입하는 속도를 감소시키고 전신적인 부작용을 보는 기회가 감소 폐 (35)에 의해 약물 흡수를 느리게. 따라서, 안전 / 효능 (치료 지수) 신규 흡입 약물 (36)을 최적화하기 위해, 코 전용 흡입 전송이 사용되어야한다. 기관 내 증착은 전신 순환에 폐 낮은 용량의 잘못 높은 효과적인 복용량을 생성하여 TI의 부정확 한 추정치를 제공 할 것입니다. 흡입 경로로 전달 신약이 개발됨에 따라, 적절 EF을 예측하는 임상 효능 연구에서 효과적인 약물 복용량을 번역하는 것이 필수적입니다임상 시험에 대한 ficacious 인간의 복용량. 코끼리 (37)는 일반적으로 문헌에 인용 Tusko의 악명 높은 죽음은 종간 약물 용량을 예측하기 위해 상대 성장 스케일링을 사용하는 우리를 생각 나게하고 종간 약물 복용 선형 신체 질량의 단순 비교를 기초로 추정되어서는 안된다는. 임상 효능 (38) 연구에서 인간의 약물의 용량을 예측하기 위해 0.67의 상대 성장 지수 (B)와 함께 상대 성장 방식을 사용하는 것이 일반적입니다. 마우스를 사용하여 0.9 ㎍ / kg 이프 라트로 피움에 대한 0.67의 상대 성장 지수, 0.03 kg의 마우스 본체 질량 60 kg의 신체 질량 ED 90를 흡입; 0.07 μg의 추정 인간의 ED 90 / kg ((0.9 * (0.03 / 60).이 예측값 우리 마우스 데이터로부터 예측 된 인간 퇴적 량으로 계산 될 수있다 (1-0.67) = 0.07)이 실제 인간에 필적 DO가 전달 계산할 수 0.26 ㎍ / kg의 투여 량 침착 효능,(16) 0.4 ((40/60) * 0.4 = 0.26)의 인간 경구 흡입 폐 증착 비율을 곱한 60kg의 신체 질량으로 나눈 40 μg의 39 SE. 유효 인간의 흡입 퇴적 량의 평가는 임상 시험 (40)에 필요한 흡입 독성 연구에서 사용되는 전달 용량을 계획하는 데 도움이됩니다. 코 전용 흡입 기술을 개발할 때 전문 장비와 코 전용 흡입 약물 전달에 필요한 시험 화합물 (g 수량)의 많은 양이 크게 제한 될 수 있습니다. 특정 용량이 (보통 독성 아닌 효능 용량 / 응답) 연구를 위해 필요하며,이 교정 실행이 가능하기 위해 더 많은 약물을 필요로하는 경우 존재하는 동물이없는 교정 실행이 필요하다. 각 약물 / 제형의 물리 화학적 특성이 크게 퇴적 량에 영향을 미칠 수있을만큼 다양 할 수 있기 때문에 교정 실행이 필요하다폐에 약물의. 교정 동작 동안 에어로졸 생성기로 공기와 약제 공급 비율의 최적화가 요구되는 특정 복용량 에어로졸 입자 크기 및 농도를 달성하기 위해 요구된다. 방법에서 제안 에어로졸 발생기 공기 약물 이송 속도가 적절한 시작점이지만, 특정 약물 제형 비 호흡 (입경&gt; 5mm) 에어로졸이 생성 될 것이라는 가능성이있다. 전임상 단계에서,이 보정 실행을 위해 자주 약물을 사용할 수없는 폐에 받고 (있는 경우) 어떤 용량 선험적으로 알 수 없다. 또한, 정전기는 에어로졸의 생성 과정에서 생성되고, 평형 에어로졸 농도에 필요한 시간에 영향을 미칠 수있다. 제대로 된 정전기를 최소화하기 위해 장비를 접지하는 것이 중요하다. 정전기를 최소화하기 위해 또 다른 옵션은 전도성을 높이기 위해 흡입 장치에 공급되는 공기에 습도를 추가하는 것입니다입자 (25)에 정전기를 방출. 에어로졸 발생기에 공급되는 공기를 가습하는 단편 (&lt;1 H) 투여 세션 동안 동물 시설이 필요하지 않고, 장기간 투여 시간이 사용되는 경우 고려되어야한다. 약물은 수동적 코 전용 흡입 또는 비강 인두를 우회 직접 증착 기관 내 투여 방법에 의해 동물의 폐에 전달 될 수있다. 코 만 흡입 전달은 일반적으로 흡입 독성 (41)의 필드에 사용되지만, 드물게 초기 약물 발견 과정에서 사용된다. 전문 분야에 걸친 연구 팀 인해에 코 전용 흡입 연구 수행에 필요한 : 약물, 공식화 생성 및 에어로졸의 특성을하는 데 필요한 전문 지식의 많은 양의 필요성을; 복잡한 장비를 작동하고, 호흡기 질환의 동물 모델에서 약물의 효능을 측정합니다. 본 명세서에 기재된 전송 기술에 작은 개발에 사용되어L 분자 약물 흡입뿐만 향후 43 흡입 바이오 42의 개발에 적용 할 수있다. 희망이 원고에 설명 된 절차와 팁 에어로졸 흡입 설치류에 약물을 전달하는 데 필요한 기술을 습득 할 수있는 새로운 전임상 신약 개발 및 독성 연구를 촉진 할 것이다.

호흡기 질환의 치료를위한 약물의 흡입 행정에 많은 이점이있다. 흡입 배달 작용 부위, 폐에 직접 치료제를 적용합니다. 폐에 약물의 높은 지방 농도는 투여하고 전신 노출을 최소화하는 중요한 이점을 제공하며, 효과를 극대화 할 수 있습니다. 이것은 큰 치료 지수를 증가시킬 수있는 중요한 이점 (TI 효능 제공 약물의 투여 량에 비해 부작용 유발 약물의 투여 량의 비율)를 약물. 흡입 β 2 아드레날린 작용제, 코르티코 스테로이드 및 항 콜린성 약물은 전신 부작용 (빈맥, 면역 억제, 변비)를 최소화하면서이 약을 복용 할 때 관찰, 천식 및 COPD 환자의 폐 기능 개선에 효과가 입증했다. 새로운 약 종류 (예를 들어, PDE4 억제제 1 BTK 억제제 2) 최근에이2 -agonists, 코르티코 스테로이드 및 항 콜린성 약물을 β 유사 전임상 동물 질병 모델 만에 폐 기능 개선에 효과가 입증, 흡입 전달을 최소화 할 수 있습니다 전신 부작용으로 고통. 인해 대 흡입 경구 약물 개발의 비용을 추가로 흡입 용 제형은 경구 성공 / 전신 투여기구 계 전신 부작용을 제한 선량 계시 후에 호흡 징후에 대해 고려되어야한다. 전 임상 흡입 화합물은 생체 내 효능 및 부작용 측정에서 요구 TI를 높이기 위해 최적화된다. 처음에 이러한 측정 별도 분석 일반적으로 국소 적으로 전달되는 효율 측정 및 전신 전달 부작용 측정하지만 진정 화합물과 비교하여 제조 될 수 있으며, 효능 및 부작용은 투여 후 흡입 동일한 동물에서 측정되어야한다. 이것은 그 교류 용량 / 반응 연구가 필요측정 가능한 부작용을 유발하는 폐 투여에 충분한 화합물 hieve. 유일한 방법은 현재 균일 동시에 코 전용 흡입 3, 4, 5, 여러 작은 동물의 폐에 약물의 과다를 배포합니다. 강점과 다른 흡입 노출 기법의 약점은 최근, 8, 6 7을 검토하고있다. 특수 장비 및 테스트 화합물 (g 수량) 다량의 코 전용 흡입 약물 전달에 요구되지만, 개념 증명은 다른 연구에 의해 가능하다. 약물의 양 (mg의 수량) 제한되는 경우, 직접 투여 방법은 옵션이지만 모두 실질 / 폐포에서의 중앙을 따라기도 농축 덜 표현 이상의 약물 비 균일 증착 고통영역 3, 4, 5. 직접 점적 주입에 의해 전달 된 유효 선량은 항상 높다 직접 흡입 된 복용량 4와 비교 될 수 없다. 비강 9, 기관 내 액 (10), (11)과 분무 점적 (12), 또는 건식 분말 취입 (13)를 포함하여 직접 점적 방법은 14 이상 코 전용 흡입 연구 대략 용량 범위를 결정하기 위해 또는를 결정하는 검사 수단으로 사용될 수있다 구조적으로 유사한 약물 (15)의 일련의 효능 / 독성 순위. 인해 중앙기도 증착 패턴에 직접 투여 방법은 중앙기도 (기관지 확장제 또는 비만 세포 억제제) 나 이상에 작용하는 화합물의 효과를 결정하는 데 더 유용 할 수있다N 둘레 폐 (항염증제). 시간까지, 필요에 단일 심호흡 흡입기로부터 에어로졸 농축 상당한 용량을 흡입 할 수 인간 달리 호흡의 연속 세대 (0.5-5 μm의 공기 역학적 평균 직경, MMAD) 에어로졸, 증착하는데 코 전용 흡입 시스템 (16)에 자발적으로 호흡 쥐의 폐에 효능 약물 투여. 계속 코 전용 흡입 과정에 필요한 에어로졸 입자 크기 및 농도를 생산할 수있는 에어로졸 발생기 (제트 분무기 또는 라이트 먼지 피드 17)는 고품질 (호흡) 에어로졸을 생성하는데 매우 비효율적이다. 강력한 이러한 에어로졸 발생기에 약제 공급 속도 (IC 기능 세포 기반 분석에서 50nm 내지 PM) 화합물은 1 내지 10 밀리그램 / min의 범위에서 일반적이며, 그 약물 에어로졸 통상 1 % 미만의 호흡 영역으로 만든다 동물의(도 1). 생성 된 입자의 대부분은 폐를 입력 (&gt; 5 μm의) 너무 큰 코 약물의 투여 량을 피하기 위해 에어로졸 분류기 (5㎛의 커트 포인트를 미리 세퍼레이터 또는 사이클론)에 의해 제거된다. 코 전용 흡입 시스템의 비효율에 추가하여 호흡 가능한 입자의 작은 입자 크기 범위 (0.5 내지 5 ㎛의 MMAD)이다. 0.5㎛ 미만인는 (담배 연기 등) 호기 폐 (18)에 증착되지 않은 에어로졸 입자 다수. 또한, &quot;더 큰&quot;에어로졸 입자의 많은 (~ 5 μm의) 코 보증금을 흡수하거나이 위 (19)에 삼킨 목의 뒤쪽으로 점액 섬모 허가에 의해 운반된다. 코 전용 흡입을 사용하는 경우, 코의 퇴적 량은 폐 퇴적 량과 전신 노출과 부작용 (20)에 기여할 수있는 비강 투여보다 항상 크다. 본질적으로, 흡입 드루g 량은 비강, 폐, 위장 또는 조직에 의해 흡수 약물 중 전신적 부작용의 가능성을 최소화합니다 (마이크로 그램 범위) 작다. 동물에 공급되는 에어로졸의 입자 크기 범위는 호흡, 폐 동물 금고의 호흡 영역을 이루는 에어로졸 입자의 4 %의 평균에 있더라도. 보다 효율적인 에어로졸 발생기를 사용할 수 있지만 제트 분무기 및 라이트 먼지 피드 각각 다양한 액체 및 건조 분말 제형으로부터 연속 에어로졸을 생성하는 능력에 대한 최상의이다. 예비 분리기로부터 호흡 에어로졸 플로우지나 코 디자인 (22)을 기반으로 코 전용 노광 흡입 부 (21)로 전달한다. 흡입 유닛 (두 계층이도 1에 도시 됨) 3 개 계층을 가지며 각 계층은 동물 및 에어로졸 샘플링 포트 (10)의 노출을 포함한다. 포트는 CE 주위 주변으로 위치ntral 에어로졸 플레 넘. 의식 마우스 (1.2 인치 직경으로 6인치 긴) 유리 억제 홀더에 넣고, 흡입 유닛의 에어로졸 내용물을 흡입한다. 생쥐는 구속 장치 (23)에 적응되지 않습니다. 이전의 경험은 마우스 또는 적응이없이 유사하게 시간 미만 기간의 튜브 구속을 허용 것으로 나타났습니다. 흡입 장치는 운영자에 노출을 피하면서 동물의 폐에 직접 약물 에어로졸을 제공하도록 설계되었습니다. 이러한 약물의 효능 / 독성은 일반적으로 알 수없는 여러 엔지니어링 안전 컨트롤이 연산자에 노출을 방지하기 위해 사용되는 것입니다. 연산자는 항상 개인 보호 장비 (장갑, 실험복, 호흡기, 안전 안경)를 착용해야합니다. 흡입 유닛의 외부 플레 넘 단일 또는 동물 집단 witho을 안전하게 제거 할 수 있도록 동작 중에 항상 부압하에유타는 에어로졸 발생기를 차단. 흡입 수단은 고장의 경우에 실내에 에어로졸 중 이탈을 방지하기 위해 천장에 배기구가 부압 유지 보조 케이스 내에 포함된다. 흡입 시스템의 모든 배출 공기 환경 방출하기 전에 HEPA 필터에 의해 필터링된다. 이 논문에서 사용 된 코 전용 노광 시스템은 단일 벤더 (자재 기업 표 참조)에서 구입 하였다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<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 
			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

천식과 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD) 같은 폐쇄성 호흡기 질환은 현재 흡입 항 염증 및 기관지 확장제 약물에 의해 처리됩니다. 여러 치료의 가능성에도 불구하고, 두 질병은 공중 보건 우려를 성장하고있다. 천식 환자의 대다수는 물론 현재의 흡입 치료에 제어되지만 중증 천식 환자의 상당 수는 없습니다. 천식은 전 세계적으로 약 3억명에 영향을 미치는 약 20 %는 질병의 심한 형태를 갖는다. 천식과는 대조적으로, 만성 폐쇄성 폐 질환에 대한 몇 가지 효과적인 치료법이있다. 인구의 약 10 %는 만성 폐쇄성 폐 질환을 가지고 있으며, 다른 주요 질병 감소하면서 사망률 추세는 만성 폐쇄성 폐 질환에 대한 증가하고있다. 흡입 배달 개발 약물 도전이지만, 코 전용 흡입 장치는 전 임상 효능과 안전성 / 독성 연구를위한 쥐의 폐에 새로운 약물을 직접 전달을 가능하게한다. 흡입 약물 전달폐에서 고농도의 효능을 향상시키고 전신 부작용을 최소화 호흡기 질환에 대한 여러 이점을 갖는다. 흡입 용 코르티코 스테로이드와 기관지 확장제는 이러한 장점을 활용하고 흡입 배달도 미래의 생물학 치료를위한 잠재력 보유 할 수 있습니다. 여기에 기술 된 흡입 유닛 생성 특성화 샘플 균일 쥐의 폐에 약제 에어로졸을 증착 할 수있다. 이 효능 및 설치류의 폐에 침착 약물 복용의 안전성의 전 임상 결정을 가능하게, 키 데이터는 임상 개발을 시작하기 전에 필요합니다.

기관지 이프 라트로 피움 브로마이드 1 ㎎ / ㎖의 농도로 0.9 %의 생리 식염수에 용해시켰다. 100 ml 주사기는 이프 라트로 피움 제제 용액으로 충전시키고, 시린지는 1 mL / 분의 유속으로 제트 분무기를 공급하도록 설정 주사기 펌프 (도 1)에 삽입 하였다. 흡입 유닛을위한 제어 시스템을 활성화하는 제트 분무기 5 L / 희석 챔버 분 희석 공기 유량, 15.5 L에 10 L / 분으로 공기 유동을 시작 / 진공 기류 분은 밖으로 약물 에어로졸 그리는 흡입 유닛은 생쥐의 코 전달되면. 주사기 펌프 및 실시간 에어로졸 모니터 샘플 펌프가 활성화되었다. 실시간 모니터가 에어로졸 흡입 부에서 에어로졸 농도는 평형 (15-30 분,도 2)로 확인 후 왔던 스물 네 마우스는 흡입 부에 삽입 하였다. 샘플 절대 필터 (1 L / 분)와 캐스케이드 펌프임팩터 (/ 분 0.5 L)는 한번 설정 한 모든 마우스는 흡입 장치에 연결 하였다. 8 마우스의 첫 번째 그룹은 5 분, 15 분 후, 두 번째 그룹 및 45 분 후에 제 3 그룹 후 흡입 장치로부터 제거 하였다. 기관지 32 메타 단일 분무 도즈 호흡기 저항 (RRS)의 증가로 측정 하였다 (30 ㎎ / ㎖)는 설치류 호흡기 (33)를 사용 이프 라트로 피움을 투여 2 시간 후에 전달. Rbase (RRS =의 % 증가 (Rmax로 나눈 분무 메타 (Rmax로) 후 3 분 간격 동안 최대 RRS로서 산출 각 동물에 대한 RRS의 퍼센트 증가를 뺀 메타 (Rbase) 전에 기저선 측정 RRS 값 -Rbase) / Rbase)은 기관지 수축을 정량 하였다. 에어로졸 노출 45 분 동안 캐스케이드 임팩터 절대 필터 및 필터에 증착 된 에어로졸에 용해시키고,50 % 아세토 니트릴 및 HPLC (표 1)에 의해 정량 이프 라트로 피움의 질량. 이프 라트로 피움 에어로졸의 MMAD X / GSD 1.7 X / 1.5 μm의 (도 3) 및 마우스 1.7 μm의 (도 4)의 MMAD와 에어졸 사용 하였다 대해 0.037의 증착 분획 (DF)로 계산되었다. 에어로졸은 호흡 불능 입자를 제거하기 위해 미리 세퍼레이터에 통과시키고, 상기 흡입 가능한 부분 (IF)은 1이었다. 샘플링 시간을 곱한 에어로졸 (0.5 ㎍ / L)의 이프 라트로 피움의 평균 농도는 공기의 유동 속도로 나눈 값의 절대 필터 (22 μg의)에 이프 라트로 피움 질량으로부터 계산 된 필터를 통해 인출 (1 L / 분) (45 분). 마우스의 평균 체중은 0.019 kg이었고, 그 예측 분 환기 0.021 L / 분으로 계산 하였다. 수학 식 1, 5, 15에 대한 증착 량과 45 분간 노출기를 사용하여 0.1, 0.3 및 0.9 μg의가 / kg이었다; 각기. = &quot;1&quot;&gt; 이프 라트로 피움 8 주령의 C57BL / 6 마우스에서 메타 콜린 분무 유도 기관지 수축을 억제 하였다. 메타 콜린 투여는 분무 (도 5, 상단 패널)의 RRS 초 증가 하였다. 나타내는 1.66 ± 0.12 CMH 2 O * s의 / ㎖의 최대 값 0.62 ± 0.03 CMH 2 O * s의 / ㎖ 기준 값 증가 (대신 이프 라트로 피움 에어로졸의 실내 공기에 노출) 대조군의 RRS, RRS 168 ± 9 % 증가, 메타 콜린 에어로졸 투여 후 70 S. 호흡계 저항의 퍼센트 증가는 이프 라트로 피움의 흡입에 의해 투여 용량 의존적으로 억제되었다. RRS의 퍼센트 증가는 각각 0.1, 0.3 이프 라트로 피움의 흡입 퇴적 량에서 51 ± 9 %, 79 ± 14 %, 및 89 ± 2 % (도 5, 하단 패널)을 억제하고, 0.9 ㎍ / kg 하였다. g &quot;/&gt; 도 1 흡입 유닛 건조 분말 에어로졸 발생기와 첨부. 액체 제형의 에어로졸을 생성하는 데 사용되는 분무기가 오른쪽에 도시되어있다. 1) 라이트 먼지 피드, 2) 사이클론 3) 주사기 펌프, 4) 제트 분무기 미리 세퍼레이터에 삽입 5) 희석 공기 믹서. 에어로졸 분무를 전달하는 경우, 먼지와 사이클론 피드는 주사기 펌프, 제트 분무기 / 예비 분리하고, 희석 공기 믹서로 대체된다. (올덤 21 변형) 확대도는 흡입 장치에 구속 관을 삽입하여 만든 동물의 코 주변의 호흡 영역의 에어로졸 흐름 경로를 나타낸다. 에어로졸의 흡입 부 중앙 에어로졸 (회색) 플레 채우고이 외측 (흰색) 플리 넘과 폐기물 수거 필터에 약간의 진공에 의해 위로 당겨질 동물의 코 흘러 (도시 생략). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig1large.jpg" target="_blank">경기 수</a>쉽게이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig2.jpg" /> 그림 2 : 실시간 에어로졸 모니터 측정은 흡입 장치의 에어로졸 농도가 ~ 에어로졸 발생기를 켠 후 30 분 평형에 도달 확인합니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig3.jpg" /> 도 3 : 캐스케이드 임팩터 (청색 막대 그래프)의 각 단계에서 수집 이프 라트로 피움 질량 에어로졸 입자 크기 분포의 MMAD와 GSD을 계산하는데 사용 곡선 맞춤 (검정 곡선)와 겹쳐. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig3large.jpg" target="_blank">부디</a>이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig4.jpg" /> 도 4 (Hsieh는 31에서 수정 된) 전용 코 흡입 전달 용 에어로졸의 MMAD 함수로서 마우스의 폐를위한 증착 비율. 입자 미만 0.5 μm의 에어로졸의 대부분이 호기되는 크기와 (담배 연기 등) 폐에 침착되지 않는다. 입자보다 큰 5 ㎛의 크기를 들어, 에어로졸의 대부분은 코에 의해 필터링된다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/55454/55454fig5.jpg" /> 도 5 : 분무 메타 administe 의해 유도 호흡계 저항의 급격한 증가마우스에 적색 마우스 (N = 8 상판, 그룹마다)에 코 전용 흡입에 의해 전달 이프 라트로 피움에 의해 차단된다. 이프 라트로 피움은 0.1 ㎍ / kg의 ED 50 퇴적 량 (* p &lt;0.05 대 제어, 하단 패널)과 호흡기 저항의 메타 콜린 유도 된 증가를 억제 하였다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55454/55454fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="3"> 캐스케이드 임팩터 데이터는 MMAD 및 GSD을 계산하는 데 사용 </td></tr><tr><td> 단계 필터 </td><td> 필터에 이프 라트로 피움 HPLC (밀리그램)에 의해 </td><td> 무대 컷 직경 (mm) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0.002 </td><td> 6 </td></tr><tr><td> 이 </td><td> 0.19 </td><td> 4.5 </td></tr><tr><td> 삼 </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> 표 1 : 캐스케이드 임팩터 데이터 MMAD와 GSD을 계산하는데 사용

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

여기에 기술 된 흡입 유닛 생성 특성화 샘플 균일 쥐의 폐에 약제 에어로졸을 증착 할 수있다. 이는 효능 폐 증착 약물 투여의 안전성 전임상 판정 가능; 임상 흡입 약물 개발을 가능하게 키 데이터.

건조 분말과 제약의 분무 에어로졸 흡입은 코 전용 노출 시스템을 사용하여 마우스 배달

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Medicine

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Intratracheal Administration of Dry Powder Formulation in Mice

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