Autoren möchten freundlich danken das Nationale Institut für Allergie und Infektionskrankheiten für die Finanzierung dieser Forschung zu betreiben.

1. Herstellung der Komponenten der Dosierer <ol><li> Perforieren den Boden eines 0,5 ml-Mikrozentrifugenröhrchen aus Polypropylen durch Bohren oder durch einfaches Abschleifen oder den Boden mit einer Schleifscheibe oder einer scharfen Schere abgeschnitten. Stellen Sie sicher , dass das Loch in der Mitte ist und nicht mehr als 2 mm im Durchmesser und nicht weniger als 1 mm Durchmesser (Abbildung 1). </li><li> Perforiert die Spitze des Mikrozentrifugenröhrchens. Unter Verwendung eines # 22 Bohrmeißel (etwa 4 mm im Durchmesser), um ein Loch in der Mitte der Kappe bohren. Dies führt zu einem Loch , das eine schlupf Spitze Spritze (1) passen. </li><li> Bereiten Sie die Feinsiebe werden in die Reaktionsgefäße eingebracht. Make - Bildschirm aus 304 Edelstahl - Drahtgeweben, 60 x 60 mesh mit Drahtdurchmesser von 0,0045&quot; . Schneiden Sie die Bildschirme mit einer Blechschere oder lochen sie eine Düse zu einem Außendurchmesser von 5 mm (Abbildung 2). </li></ol> 2. Montage der Dosierer <ol><li> Entweder mit einer Pinzette oder das Ende einer Nadel mit stumpfer Spitze, legt den Bildschirm in das Mikrozentrifugenröhrchen und Sitz in dem Boden, so dass er die Öffnung abdeckt. Dies dient dazu, das Pulver vor der Betätigung zu unterstützen. </li><li> Einpressen das schmale Ende der Mikrospitze in das Ende einer Nadel mit stumpfer Spitze. Tun Sie dies von Hand oder mit einer Benchtop-Presse und einem Führer. Wischt die Spitze der Nadel und den Boden des Röhrchens mit Ethanol, um die Teile zu reinigen, eine dichte, federnde Passung zu gewährleisten. </li></ol> 3. Füllen der Dosierer <ol><li> Unter Verwendung einer analytischen Mikrowaage, tariert und das Gerät laden, um die gewünschte Menge an Pulver in die Dosator. Eine typische Pulvermasse für die Dispersion im Bereich von 1 bis 10 mg. </li><li> Einmal gefüllt, schließt die Spitze des Mikrozentrifugenröhrchens mit einer Zuteilung von Baumwolle und einer Pinzette. Dadurch wird das Pulver von der Zeichnung in die Spritze verhindert oder herausfallen, während der Luftstrom durch den Dosierer ermöglicht, das Pulver zu dispergieren. </li><li&gt; Schließen Sie das Reaktionsgefäß Kappe. </li><li> Wenn sie nicht sofort verwendet wird, dichten die Spitze mit einer kleinen Menge Lab-Folie Pulver Aussetzen an Umgebungsfeuchtigkeit zu minimieren. HINWEIS: Im allgemeinen sollten vorbelastete Dosierer nach Speicheranforderungen des aktiven pharmazeutischen Inhaltsstoffen gespeichert werden (API). Oft sind Aerosolpulver feuchtigkeitsempfindlich und sollte desiccated gespeichert werden. </li></ol> 4. Geräte-Betätigungs <ol><li> Zeichnen Sie die Spritze auf das gewünschte Volumen zurück, die anwendungsspezifisch sein kann. Für intrapulmonale Verabreichung in Meerschweinchen, verwenden 2 ml. Dispersionseffizienz wird auf das Volumen und die Geschwindigkeit der Luft während der Betätigung, sowie die inhärenten Dispersionseigenschaften des Pulvers 7 geliefert bezogen. Das obere Loch des Dosator nimmt eine schlupf Spitze Spritze. Eine Luer-Lock-Spritze kann mit einem Adapter verwendet werden. </li><li> Legen Sie die Spritze in das hintere Ende des Dosierer. </li><li> Die Nadel Ende des Dosator in ter Dosierport auf der Belichtungskammer. Niederdrücken gewaltsam die Spritze, Ausstoß- Pulver aus der Vorrichtung und direkt in das Tier oder in die Belichtungskammer oder Analysegerät (3). </li></ol>

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Portions of the pharmacokinetic data was presented at Respiratory Drug Delivery 2014 in Fajardo, Puerto Rico and dosator depictions and additional pharmacokinetic data were presented at the annual meeting of the American Association of Pharmaceutical Scientists 2015 in Orlando, Florida.

Die Dispersion aus dem Dosierer war geeignet für die Tiere, die eine therapeutische Dosis über passive nasen nur die Atmung zu empfangen, einen großen Anteil an Aerosol dispergiert Primärpartikelgröße angibt. Diese Dosierer für endotracheale Verabreichung verwendet werden, in vitro - Bewertung des Pulver Leistung und Allzwecktrockenpulver - Aerosol - Dispersion für analytische oder wirksame Experimente. Wenn für intrapulmonale Abgabe verwendet wird, ist es wichtig, ein geeignetes Luftvolumen für die Spezies ausgewählt zu verwenden, da über die Inflation der Lunge kann zu Gewebeschäden und pharmakokinetischen Ergebnisse verfälschen. Ein Volumen von 5 ml wurde in Meerschweinchen , die mit einer ähnlichen Vorrichtung 10, jedoch können andere Untersuchungen haben gezeigt , dass Lungenschädigung bei Ratten verwendet , um mit einer einzigen Verabreichung 2 mL 11 auftreten kann. Wegen der Kosten der Komponenten und die einfache Zubereitung können diese Dosierer als Einweg- Disposables verwendet werden.Im Gegensatz dazu erfordern Multi-Use - Geräte , die zwischen dem Dosiergerät 12 nachgefüllt werden muss, um die Leistung des Tierversuch kompliziert und erfordert das Tier Techniker eine Aufgabe zu erfüllen , die in den meisten Einrichtungen ist nicht leicht zu bewerkstelligen. Füllung kann in einem Dosis Aufbereitungslabor durchgeführt werden (mit Waagen, Motorhauben oder Handschuhkästen und liefert kleine Masse zu unterstützen Wiegen in die Dosierkammer) und Proben können auf ein Tier Verfahren Raum vielmehr beiden Aktivitäten im gleichen Labor durchgeführt, mit übertragen werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn jede Form von zusätzlicher biologischer Steuerung für die Tierversuche erforderlich. Wir zeigen hier, um die Verfahren, die zur Herstellung einer Dispersion System, das leicht hergestellt werden kann und effizient frühe Stadium Aerosolmedikamentenentwicklung mit minimalem Drogenkonsum erleichtern kann. Die niedrigen Kosten Dosierer kann in Masse und als vorbelastet Dosierung f hergestellt werdenORMs zur Verabreichung von Aerosolpulver in Umgebungen , wo restriktive notwendige persönliche Schutzausrüstung ein Hindernis (7) sein kann.

<html> Entwicklung neuer therapeutischer Produkte erfordert Wirksamkeitstests in einem Tiermodell. Der pulmonale Weg der Verabreichung kann Medikamente genutzt werden , um lokal zu liefern und systemisch 1. Bewertung der Trockenpulveraerosol erfordert einen effizienten Mechanismus Dispersion hoher Konzentration in einer Belichtungskammer oder für die direkte endotracheale Verabreichung aufrechtzuerhalten. Während die Lösungen durch passive Inhalation zu belichten Tieren bestehen Pulver Aerosole zu trocknen, geliefert meisten erfordern Massen von Pulver in großem Überschuß der Dosis 2. Dies schließt frühe Machbarkeitsstudien der Durchführung als nicht ausreichend Medikament zur Verfügung steht die Forschung oder frühes Entwicklungsstadium die Dosisabgabe Anforderungen für konventionelle Aerosolabgabesysteme zu unterstützen. Wenn ein Aerosol Medikament entwerfen, kann die aerodynamische Leistung direkt zur Lieferung Effizienz und Wirksamkeit beziehen&gt; 3. Dispersion von Pulver in ein Aerosol erfordert Energieeintrag ausreichenden interpartikuläre Kräfte zu überwinden, und Partikeltechnik Ansätze können im wesentlichen Aerosolleistung 4, 5, 6 verbessern. Wir haben ein Dispersionssystem (Dosator) entwickelt, die Engineered Trockenpulveraerosole effizient zum Zwecke der direkten pulmonalen Insufflation Dispersion in einem Belichtungssystem oder Erzeugung für analytische Zwecke vernebeln können.

<table><tbody><tr><td>0.5 mL microcentrifuge tube</td><td>VWR</td><td>89000-026</td><td></td></tr><tr><td>High-Volume Particle-Filtering Stainless Steel Wire Cloth, Woven, 304 Stainless Steel, 60 x 60 Mesh, .0045&quot; Wire Diameter</td><td>McMaster Carr</td><td>9230T44</td><td></td></tr><tr><td>Stainless Steel Dispensing Needle, Straight, 18 Gauge, 1&quot; Long</td><td>McMaster Carr</td><td>75165A676</td><td>Any luer-fit needle will suffice</td></tr><tr><td>Cotton balls</td><td>McMaster Carr</td><td>54845T16</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm M&amp;reg; Laboratory Film</td><td>VWR</td><td>100229-550</td><td></td></tr><tr><td>Black-Oxide High-Speed Steel Jobbers&#039; Drill Bit, Wire Gauge 22, 3-1/8&quot; Overall Length, 1.8&quot; Drill Depth, 135Deg Point</td><td>McMaster Carr</td><td>2901A195</td><td></td></tr></tbody></table>

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.

Für leicht dispergierbare Pulver, wie diejenigen , sprühgetrocknete , mit der Absicht zur pulmonalen Verabreichung 5, 8, 9, die Dosierer eine Bolusdosis aus dem Gerät zu liefern. Es gibt viele Anwendungen für den Dosierer, einschließlich in vitro Partikelcharakterisierung, direkte intrapulmonale Verabreichung in lebenden Tieren und eine Aerosolerzeugung für passive Inhalationssysteme. Um zu demonstrieren, wurde die Effizienz der Pulverdispersion aus den Dosierer, einer zuvor konstruierten nasen nur Belichtungskammer verwendet. Die Hauptmerkmale dieser Kammer sind eine kleine zentrale Kammer und geringer Luftstrom, so dass hohe Aerosolkonzentrationen erreicht werden. Die Dosierkammer wurden aus Acryl montiert und enthalten einen zentralen Aerosolraum 4&quot; im Durchmesser und eine Länge von 3&quot; mit kegeliger Bugspitzenzur Bewertung der Aerosolexposition durch passive Inhalation (Abbildung 4). Ein sprühgetrocknetes Pulver des Arzneimittels medianen aerodynamischen Massendurchmesser (MMAD) , 2,9 &amp; mgr; m wurde in Meerschweinchen unter Verwendung dieses Systems (Abbildung 5) bewertet. Dosierungsintervall wurde durch Messung Kammerkonzentration in Echtzeit bestimmt nach einer einzigen Bolus-Dosis von 5 mg unter Verwendung einer 12 ml-Spritze zu liefern. In vivo - Auswertung Verabreichen 5 Dosen von 10 mg in Intervallen von 3 Minuten ergab eine maximale Plasmakonzentration von 5 ug / ml (Abbildung 6). Dies steht im Vergleich zu einer endotracheal verabreichten Dosis von 1 mg / kg von einem System geliefert weit verbreitet im Bereich 10 verwendet wird . Die beobachtete Plasmakonzentration als Ergebnis passiver Inhalation ist indikativ für eine effiziente Dispersion Primärpartikelgröße. Da gibt es wenig in der cham zu keinem Luftstrom<html> ber, wird die Aerosolkonzentration als Funktion der Partikelaerodynamischen Durchmesser verringern als Partikel aufgrund Einschwingzeit Gravitationsherausfallen. Als Teilchen absetzen und Aerosol-Konzentration unter einem bestimmten Schwellenwert, kann eine weitere Dosis durch die Öffnung, verabreicht werden. Die Belichtungszeiten werden auf dem Ziel ab, sondern weil hohe Konzentrationen erreichbar sind, kann ein Zeitplan festgelegt werden Belichtungszeit zu minimieren. Dies beschreibt wieder eine Anwendung dieser Einweg-Dosiersysteme verwenden, aber eine weitere mögliche Anwendung wäre direkte intrapulmonalen Pulver Verabreichung, die viele analytische Endpunkte je nach Zweck der Bewertung haben können. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig1.jpg" /> Abbildung 1. Modifizierte Zentrifugenröhrchen. Modifizierte 0,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen mit Löchern in den unteren und oberen.<html> .jpg“target =‚_ blank‘&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig2.jpg" /> Abbildung 2. Mesh - Screens. 5 mm Durchmesser Kreise von 60 x 60 Edelstahlgewebe von Drahtdurchmesser 0,0045&quot; . <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig3.jpg" /> Abbildung 3. Die Betätigung Schematic. Dosator schematische Darstellungs Betätigung Pulver zusammengesetzt. Luft wird durch das Reservoir gezwungen, um das Pulver aus dem Abgabeende zu dispergieren. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <html> e_content“fo: keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig4.jpg" /> Abbildung 4. Belichtungskammer Schematic. Tierexpositionskammer zentrale Behälter schema mit Abmessungen. Zwei Tiere können auf einmal freigelegt werden, wobei jedes Tier über die sich verjüngende Nase Kegel an die Zentralkammer geführt wird. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig5.jpg" /> Abbildung 5. Trockenpulver - Aerosol. Representative engineered Arzneimittelpulver durch Sprühtrocknung hergestellt. Pulver kann für eine Vielzahl von Anwendungen entwickelt werden. Für engineered Trockenpulver Aerosole, aerodynamische Durchmesser und die Pulverdispersionseffizienz sind wichtige technische Ziele. Maßstabsbalken = 5 Mikrometer.com / files / ftp_upload / 55356 / 55356fig5large.jpg“target = &quot;_ blank&quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig6.jpg" /> Abbildung 6. Pharmakokinetische Auswertung über Passive Inhalation. Pharmakokinetik von Arzneimittelplasmakonzentration auf einer logarithmischen Skala über einen Zeitraum von 5 h von den Dosierer in den zentralen Aerosolbehälter verteilt im Vergleich zu einer Benchmark-Dosis von 1 mg / kg durch direkte pulmonalen Verabreichung geliefert. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig6large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig6large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 7" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig7.jpg" /> Abbildung 7. Gefüllte und Bulk - Dosierer. (Links) gefüllt und Betätigung fertige Dosierer (10 mg). (Recht) </strong&gt; Darstellung der Massenherstellung von Einweg-Dosierer. Diese können in eingeschränkten Umgebungen für den Einsatz vorgespannt werden. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig7large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig7large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Disposable Dosators for Pulmonary Insufflation of Therapeutic Agents to Small Animals

Während der Entwicklung von Medikamenten zur pulmonalen Verabreichung, ist es notwendig, Pharmakokinetik und Wirksamkeit in einem Tiermodell zu bewerten. Wir stellen ein Verfahren, ein Wegwerf-Aerosoldispersionssystem aus of-the-shelf-Komponenten zu bauen, die verwendet werden können, intrapulmonalen Aerosoltrockenpulver zu Nagetieren zu verabreichen.

Einweg-Dosierer für Lungen Insufflation von therapeutischen Wirkstoffen zu Kleintieren

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

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

7.6K Aufrufe.  RTI International.  Während der Entwicklung von Medikamenten zur pulmonalen Verabreichung, ist es notwendig, Pharmakokinetik und Wirksamkeit in einem Tiermodell zu bewerten. Wir stellen ein Verfahren, ein Wegwerf-Aerosoldispersionssystem aus of-the-shelf-Komponenten zu bauen, die verwendet werden können, intrapulmonalen Aerosoltrockenpulver zu Nagetieren zu verabreichen. 

Serie: Disposable Dosators for Pulmonary Insufflation of Therapeutic Agents to Small Animals

Direct Tracheal Instillation of Solutes into Mouse Lung

Intratracheal instillations deliver solutes directly into the lungs. This procedure targets the delivery of the instillate into the distal regions of the lung, and is therefore often incorporated in studies aimed at studying alveoli. We provide a detailed survival protocol for performing intratracheal instillations in mice. Using this approach, one can target delivery of test solutes or solids (such as lung therapeutics, surfactants, viruses, and small oligonucleotides) into the distal lung. Tracheal instillations may be the preferred methodology, over inhalation protocols that may primarily target the upper respiratory tract and possibly expose the investigator to potentially hazardous substances. Additionally, in using the tracheal instillation protocol, animals can fully recover from the non-invasive procedure. This allows for making subsequent physiological measurements on test animals, or reinstallation using the same animal. The amount of instillate introduced into the lung must be carefully determined and osmotically balanced to ensure animal recovery. Typically, 30-75 &mu;L instillate volume can be introduced into mouse lung.

Intratracheal instillations deliver solutes directly into the lungs. This procedure targets the delivery of the instillate into the distal regions of the lung, and is therefore often incorporated in studies aimed at studying alveoli. We provide a detailed survival protocol for performing intratracheal instillations in mice.

Direkte Instillation von gelösten Stoffen in Mauslunge

Intratracheal instillations deliver solutes directly into the lungs.  This procedure targets the delivery of the instillate into the distal regions of the ...

Forschung

Biologie

An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice

Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity is a commonly used model to study both acute lung injury and fibrosis, and multiple methods have been developed for administering bleomycin (and other toxic agents) into the lungs. However, many of these approaches, such as transtracheal instillation, have inherent drawbacks, including the need for strong anesthetics and survival surgery. This paper reports a quick, reproducible method of intratracheal intubation that involves mild inhaled anesthesia, visualization of the trachea, and the use of a surrogate spirometer to confirm exposure. As a proof of concept, 8-12 week old C57BL/6 mice were administered either 2.0 U/kg of bleomycin or an equivalent volume of PBS, and both damage and fibrotic endpoints were measured post-exposure. This procedure allows researchers to treat a large cohort of mice in a relatively short period with little expense and minimal post-procedure care.

This article presents a rapid and simple method for administering bleomycin directly into the mouse trachea via intubation. Key advantages of this method are that it is highly reproducible, easy to master, and does not require specialized equipment or lengthy recovery times.

Ein verbessertes Verfahren zur schnellen Intubation der Luftröhre in Mice

Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity ...

Medizin

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

Obstructive respiratory diseases like asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are currently treated by inhaled anti-inflammatory and bronchodilator drugs. Despite the availability of multiple treatments, both diseases are growing public health concerns. The majority of asthma patients are well controlled on current inhaled therapies but a substantial number of patients with severe asthma are not. Asthma affects an estimated 300 million people worldwide and approximately 20 percent have a severe form of the disease. In contrast to asthma, there are few effective therapies for COPD. An estimated 10% of the population has COPD and the trend in death rates is increasing for COPD while decreasing for other major diseases. Although developing drugs for inhaled delivery is challenging, the nose-only inhalation unit enables direct delivery of novel drugs to the lung of rodents for pre-clinical efficacy and safety/toxicology studies. Inhaled drug delivery has multiple advantages for respiratory diseases, where high concentration in the lung improves efficacy and minimizes systemic side effects. Inhaled corticosteroids and bronchodilators benefit from these advantages and inhaled delivery may also hold potential for future biologic therapies. The inhalation unit described herein can generate, sample for characterization, and uniformly deposit a drug aerosol in the lungs of rodents. This enables the pre-clinical determination of the efficacy and safety of drug doses deposited in the lungs of rodents, key data required before initiating clinical development.

The inhalation unit described herein can generate, sample for characterization, and uniformly deposit a drug aerosol in the lungs of rodents. This enables the pre-clinical determination of the efficacy and safety of drug doses deposited in the lungs; key data enabling clinical inhaled drug development.

Trockenpulver und Vernebelte Aerosol Inhalation von Arzneimitteln geliefert an Mäusen Mit einem Nose-only Belichtungssystem

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

Direct Intrabronchial Administration to Improve the Selective Agent Deposition Within the Mouse Lung

Intratracheal (IT) administration of experimental agents is an essential technique in murine models of diffuse lung diseases, such as bleomycin-induced pulmonary fibrosis.&#160; However, distribution of intratracheally-administered agents to the distal mouse lung is often asymmetric, with lung parenchymal concentrations increased in the smaller (but equally accessible) left lung of the mouse.&#160; Described in this report is a novel intrabronchial (IB) approach to cannulate the left and/or right lungs of living mice non-operatively.&#160; It is also demonstrated how this approach can be used to selectively administer agents to one lung or adapted (via dose-adjusted IB delivery) to improve the left-right symmetry of lung delivery of experimental agents, thereby improving models of diffuse lung disease such as bleomycin-induced pulmonary fibrosis.

Intratracheal (IT) administration of experimental agents in mice often results in asymmetric delivery to the distal lungs.&#160; In this report, we describe a direct intrabronchial (IB) approach to cannulate each lung in living mice non-operatively.&#160; This approach can be used to selectively administer agents to one lung or may be adapted to improve the symmetric agent delivery to both lungs.

Direkte intrabronchiale Verabreichung zur Verbesserung der selektiven Agentenablagerung innerhalb der Mauslunge

Intratracheal (IT) administration of experimental agents is an essential technique in murine models of diffuse lung diseases, such as bleomycin-induced ...

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.

Intratrachealadministration der Trockenpulverformulierung bei Mäusen

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

Halogenated Agent Delivery in Porcine Model of Acute Respiratory Distress Syndrome via an Intensive Care Unit Type Device

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a common cause of hypoxemic respiratory failure and death in critically ill patients, and there is an urgent need to find effective therapies. Preclinical studies have shown that inhaled halogenated agents may have beneficial effects in animal models of ARDS. The development of new devices to administer halogenated agents using modern intensive care unit (ICU) ventilators has significantly simplified the dispensing of halogenated agents to ICU patients. Because previous experimental and clinical research suggested potential benefits of halogenated volatiles, such as sevoflurane or isoflurane, for lung alveolar epithelial injury and inflammation, two pathophysiologic landmarks of diffuse alveolar damage during ARDS, we designed an animal model to understand the mechanisms of the effects of halogenated agents on lung injury and repair. After general anesthesia, tracheal intubation, and the initiation of mechanical ventilation, ARDS was induced in piglets via the intratracheal instillation of hydrochloric acid. Then, the piglets were sedated with inhaled sevoflurane or isoflurane using an ICU-type device, and the animals were ventilated with lung-protective mechanical ventilation during a 4 h period. During the study period, blood and alveolar samples were collected to evaluate arterial oxygenation, the permeability of the alveolar-capillary membrane, alveolar fluid clearance, and lung inflammation. Mechanical ventilation parameters were also collected throughout the experiment. Although this model induced a marked decrease in arterial oxygenation with altered alveolar-capillary permeability, it is reproducible and is characterized by a rapid onset, good stability over time, and no fatal complications.
We have developed a piglet model of acid aspiration that reproduces most of the physiological, biological, and pathological features of clinical ARDS, and it will be helpful to further our understanding of the potential lung-protective effects of halogenated agents delivered through devices used for inhaled ICU sedation.

We describe a model of hydrochloric acid-induced acute respiratory distress syndrome (ARDS) in piglets receiving sedation with halogenated agents, isoflurane and sevoflurane, through a device used for inhaled intensive care sedation. This model can be used to investigate the biological mechanisms of halogenated agents on lung injury and repair.

Halogenierte Wirkstoffabgabe im Schweinemodell des akuten Atemnotsyndroms über ein Gerät vom Typ Intensivstation

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a common cause of hypoxemic respiratory failure and death in critically ill patients, and there is an urgent ...

A Minimally Invasive Method for Intratracheal Instillation of Drugs in Neonatal Rodents to Treat Lung Disease

Treatment of neonatal rodent with drugs instilled directly into the trachea could serve as a valuable tool to study the impact of a locally administered drug. This has direct translational impact because surfactant and drugs are administered locally into the lungs. Though the literature has many publications describing minimally invasive transoral intubation of adult mice and rats in therapeutic experiments, this approach in neonatal rat pups is lacking. The small size of orotracheal region/pharynx in the pups makes visualization of laryngeal lumen (vocal cords) difficult, contributing to the variable success rate of intratracheal drug delivery. We hereby demonstrate effective oral intubation of neonatal rat pup - a technique that is non-traumatic and minimally-invasive, so that it can be used for serial administration of drugs. We used an operating otoscope with an illumination system and a magnifying lens to visualize the tracheal opening of the rat neonates. The drug is then instilled using a 1 mL syringe connected to a pipette tip. The accuracy of the delivery method was demonstrated using Evans blue dye administration. This method is easy to get trained in and could serve as an effective way to instill drugs into trachea. This method could also be used for administration of inoculum or agents to simulate disease conditions in animals and, also, for cell-based treatment strategies for various lung diseases.

This technique of instilling drugs directly into the trachea of neonatal rodents is important in studying the impact of locally administered drugs or biologicals on neonatal lung diseases. Additionally, this method can also be used for inducing lung injury in animal models.

Eine minimal-invasive Methode zur intratrachealen Instillation von Medikamenten bei neonatalen Nagetieren zur Behandlung von Lungenerkrankungen

Treatment of neonatal rodent with drugs instilled directly into the trachea could serve as a valuable tool to study the impact of a locally administered ...

Anpassbare Einwegdosatoren zur Verabreichung von Trockenpulver-Aerosolmedikamenten an Mäuse

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.

Autor im Rampenlicht: Entwicklung eines Einwegdosators für die präklinische Prüfung von Trockenpulverinhalatoren in Kleintiermodellen 

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.

Einweg-Dosierer für die Verabreichung von Trockenpulver an Mäuse

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

Einweg-Dosierer für Lungen Insufflation von therapeutischen Wirkstoffen zu Kleintieren

Zusammenfassung

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Kapitel in diesem Video

Direkte Instillation von gelösten Stoffen in Mauslunge

Ein verbessertes Verfahren zur schnellen Intubation der Luftröhre in Mice

Trockenpulver und Vernebelte Aerosol Inhalation von Arzneimitteln geliefert an Mäusen Mit einem Nose-only Belichtungssystem

Direkte intrabronchiale Verabreichung zur Verbesserung der selektiven Agentenablagerung innerhalb der Mauslunge

Intratrachealadministration der Trockenpulverformulierung bei Mäusen

Halogenierte Wirkstoffabgabe im Schweinemodell des akuten Atemnotsyndroms über ein Gerät vom Typ Intensivstation

Eine minimal-invasive Methode zur intratrachealen Instillation von Medikamenten bei neonatalen Nagetieren zur Behandlung von Lungenerkrankungen

Einweg-Dosierer für die Verabreichung von Trockenpulver an Mäuse

Einweg-Dosierer für die Verabreichung von Trockenpulver an Mäuse

Einweg-Dosierer für die Verabreichung von Trockenpulver an Mäuse