Name: disposable dosators for pulmonary insufflation of therapeutic agents to small animals
Uploaded: 2017-03-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 22 s
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Autores desean agradecer la amabilidad del Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas de la financiación para llevar a cabo esta investigación.

1. Preparación de los componentes de la dosificadores <ol><li> Perforar la parte inferior de un tubo de microcentrífuga de 0,5 ml de polipropileno mediante la perforación o simplemente rectificado o corte de la parte inferior con una muela abrasiva o un par de tijeras afiladas. Asegúrese de que el agujero está en el centro y no es más que 2 mm de diámetro y no menos de 1 mm de diámetro (Figura 1). </li><li> Perforar la parte superior del tubo de microcentrífuga. El uso de un # 22 broca (aproximadamente 4 mm de diámetro), perforar un agujero en el centro de la tapa. Esto resulta en un agujero que se ajuste a una jeringa slip-punta (Figura 1). </li><li> Preparar las pantallas finas que se insertan en los tubos de microcentrífuga. Hacer pantallas de 304 tela de alambre de acero inoxidable, 60 x 60 mallas con diámetro de alambre de 0,0045&quot; . Cortar las pantallas con tijeras de hojalatero o punzón ellos utilizando una boquilla para un diámetro exterior de 5 mm (Figura 2). </li></ol> 2. El conjunto de la dosificadores <ol><li> Utilizando cualquiera de fórceps o el extremo de una aguja de punta roma, inserte la pantalla en el tubo de microcentrífuga y el asiento en la parte inferior de modo que cubra la abertura. Esto servirá para apoyar el polvo antes del accionamiento. </li><li> Press encaja en el extremo estrecho de la punta de microcentrífuga en el extremo de una aguja de punta roma. Para ello, la mano o con una prensa de sobremesa y un guía. limpiar suavemente la parte superior de la aguja y la parte inferior del tubo con etanol para limpiar las partes para asegurar un ajuste apretado, resistente. </li></ol> 3. Llenar el dosificadores <ol><li> El uso de una microbalanza analítica, tarar el dispositivo y cargar la cantidad deseada de polvo en el dosificador. Una masa de polvo típico para la dispersión varía de 1 a 10 mg. </li><li> Una vez lleno, conecte la parte superior del tubo de microcentrífuga con una asignación de algodón y un par de fórceps. Esto evitará que el polvo de dibujo en la jeringa o se caiga, al tiempo que permite el flujo de aire a través del dosificador para dispersar el polvo. </li><li&gt; cerrar la tapa del tubo de microcentrífuga. </li><li> Si no se utiliza inmediatamente, sellar la parte superior con una pequeña cantidad de lab-película para minimizar la exposición del polvo a la humedad ambiente. NOTA: Generalmente, dosificadores precargadas deben almacenarse de acuerdo con los requisitos de almacenamiento del ingrediente farmacéutico activo (API). A menudo polvos en aerosol son sensibles a la humedad y debe ser almacenado desecado. </li></ol> El accionamiento 4. Dispositivo <ol><li> Tirar hacia atrás de la jeringa hasta el volumen deseado, que puede ser de aplicación específica. Para la administración intrapulmonar en cobayas, utilizar 2 ml. Eficiencia de dispersión está relacionado con el volumen y la velocidad de aire entregado durante el accionamiento, así como las propiedades de dispersión inherentes del polvo 7. El agujero superior de la dosificador acomoda una jeringa slip-punta. Una jeringa Luer-lock se puede utilizar con un adaptador. </li><li> Inserte la jeringa en el extremo posterior del dosificador. </li><li> Insertar el extremo de la aguja del dosificador en tél dosificación puerto de la cámara de exposición. Presionar la jeringa con fuerza, la expulsión de polvo fuera del dispositivo y directamente en el animal o en la cámara de exposición o instrumento analítico (Figura 3). </li></ol>

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	<li>Young, E. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhaled+Pyrazinoic+Acid+Esters+for+the+Treatment+of+Tuberculosis.">Inhaled Pyrazinoic Acid Esters for the Treatment of Tuberculosis.</a> Pharmaceutical Research. , 1-11 (2016).</li><li>Hinds, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles. , (2012).</li><li>Islam, N., Gladki, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry+powder+inhalers+(DPIs)-A+review+of+device+reliability+and+innovation.">Dry powder inhalers (DPIs)-A review of device reliability and innovation.</a> International Journal of Pharmaceutics. 360 (1-2), 1-11 (2008).</li><li>Chan, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry+powder+aerosol+delivery+systems:+current+and+future+research+directions.">Dry powder aerosol delivery systems: current and future research directions.</a> J Aerosol Med. 19 (1), 21-27 (2006).</li><li>Vehring, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmaceutical+Particle+Engineering+via+Spray+Drying.">Pharmaceutical Particle Engineering via Spray Drying.</a> Pharmaceutical Research. 25 (5), 999-1022 (2008).</li><li>Bosquillon, C., Lombry, C., Pr&#233;at, V., Vanbever, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+formulation+excipients+and+physical+characteristics+of+inhalation+dry+powders+on+their+aerosolization+performance.">Influence of formulation excipients and physical characteristics of inhalation dry powders on their aerosolization performance.</a> Journal of Controlled Release. 70 (3), 329-339 (2001).</li><li>Hickey, A. J., Concessio, N. M., Van Oort, M. M., Platz, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+influencing+the+dispersion+of+dry+powders+as+aerosols.">Factors influencing the dispersion of dry powders as aerosols.</a> Pharmaceutical Technology. 18 (8), 58-64 (1994).</li><li>Garcia-Contreras, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhaled+large+porous+particles+of+capreomycin+for+treatment+of+tuberculosis+in+a+guinea+pig+model.">Inhaled large porous particles of capreomycin for treatment of tuberculosis in a guinea pig model.</a> Antimicrob Agents Chemother. 51 (8), 2830-2836 (2007).</li><li>Durham, P. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spray+Dried+Aerosol+Particles+of+Pyrazinoic+Acid+Salts+for+Tuberculosis+Therapy.">Spray Dried Aerosol Particles of Pyrazinoic Acid Salts for Tuberculosis Therapy.</a> Molecular Pharmaceutics. 12 (8), 2574-2581 (2015).</li><li>Sung, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry+powder+nitroimidazopyran+antibiotic+PA-824+aerosol+for+inhalation.">Dry powder nitroimidazopyran antibiotic PA-824 aerosol for inhalation.</a> Antimicrob Agents Chemother. 53 (4), 1338-1343 (2009).</li><li>Guillon, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+delivery+of+dry+powders+to+rats:+tolerability+limits+of+an+intra-tracheal+administration+model.">Pulmonary delivery of dry powders to rats: tolerability limits of an intra-tracheal administration model.</a> Int J Pharm. 434 (1-2), 481-487 (2012).</li><li>Morello, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry-powder+pulmonary+insufflation+in+the+mouse+for+application+to+vaccine+or+drug+studies.">Dry-powder pulmonary insufflation in the mouse for application to vaccine or drug studies.</a> Tuberculosis. 89 (5), 371-377 (2009).</li></ol>

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.

La dispersión de los dosificadores era adecuado para que los animales reciben una dosis terapéutica a través de la respiración pasiva sólo para la nariz, lo que indica una gran proporción de aerosol dispersado a tamaño de partícula primaria. Estos dosificadores pueden ser utilizados para la administración endotraqueal, en la evaluación in vitro de rendimiento de polvo, y de propósito general dispersión en aerosol de polvo seco para los experimentos analíticos o eficaces. Si se utiliza para suministro intrapulmonar, es importante utilizar un volumen apropiado de aire para la especie elegida, como sobre-inflado de los pulmones puede causar daño tisular y distorsionar los resultados farmacocinéticos. Un volumen de 5 ml se ha utilizado en los conejillos de indias con un dispositivo similar 10, sin embargo otra investigación ha demostrado que el daño pulmonar puede ocurrir en ratas con una única administración 2 ml 11. Debido al coste de los componentes y facilidad de preparación, estos dosificadores pueden ser utilizados como productos desechables de un solo uso.En contraste, los dispositivos de usos múltiples requieren que entre la dosificación del dispositivo tiene que ser rellenado 12, complicado el rendimiento del experimento con animales y que requieren el técnico en animales para llevar a cabo una tarea que en la mayoría de las instalaciones no se logra fácilmente. El llenado puede realizarse en un laboratorio de preparación de la dosis (con saldos, capuchas o cajas de guantes y materiales de construcción para apoyar pequeña masa pesada en la cámara de dosificación) y las muestras se pueden transferir a una sala de procedimientos con animales más bien que tiene ambas actividades realizadas en el mismo laboratorio. Esto es particularmente ventajoso cuando se requiere ninguna forma de control biológico adicional para los experimentos con animales. Demostramos aquí los métodos adecuados para la preparación de un sistema de dispersión que puede ser fabricado fácilmente y puede facilitar de manera eficiente el desarrollo de fármacos etapa aerosol temprano con mínimo uso de drogas. Los dosificadores bajo coste que pueden ser fabricados en grandes cantidades y utilizadas como precargado dosificación fORMS para la administración de polvo en aerosol en ambientes restrictivas donde el equipo de protección personal necesario puede ser un obstáculo (Figura 7).

<html> Desarrollo de nuevos productos terapéuticos requiere pruebas de eficacia en un modelo animal. La ruta pulmonar de administración puede ser utilizada para administrar fármacos a nivel local y sistémicamente 1. Evaluación de los aerosoles de polvo seco requiere un mecanismo de dispersión eficiente para mantener las concentraciones altas en una cámara de exposición o para la administración directa endotraqueal. Aunque existen soluciones para exponer a los animales por inhalación pasiva para secar aerosoles en polvo, la mayoría requieren masas de polvo en un gran exceso de la dosis suministrada 2. Esto impide la realización de estudios de viabilidad primeros como insuficiente medicamento está disponible en la investigación o etapa de desarrollo inicial de apoyo a los requisitos de entrega de dosis para sistemas de administración de aerosol convencionales. En el diseño de un producto de fármaco en aerosol, el rendimiento aerodinámico puede relacionarse directamente con la eficiencia de entrega y la eficacia&gt; 3. La dispersión de polvo en un aerosol requiere entrada de energía suficiente para superar las fuerzas interparticulares, y los enfoques de ingeniería de partícula puede mejorar sustancialmente el rendimiento del aerosol 4, 5, 6. Hemos desarrollado un sistema de dispersión (dosificador) que se puede aerosolizar aerosoles Engineered de polvo seco de manera eficiente con el fin de insuflación pulmonar directa, de dispersión en un sistema de exposición o generación para fines analíticos.

<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.

Para los polvos fácilmente dispersables tales como las que se secó por pulverización con la intención para la administración pulmonar 5, 8, 9, los dosificadores entregar una dosis en bolo fuera del dispositivo. Hay muchas aplicaciones para los dosificadores, incluyendo caracterización in vitro de partículas, administración intrapulmonar directa en animales vivos, y la generación de aerosol para sistemas de inhalación pasiva. Para demostrar la eficacia de la dispersión de polvo a partir de los dosificadores, se utilizó una cámara de exposición sólo para la nariz previamente construido. Las características principales de esta cámara son una pequeña cámara central y bajo flujo de aire, lo que permite altas concentraciones de aerosoles que deben alcanzarse. La cámara de dosificación se ensambla a partir de acrílico y contó con un compartimiento central aerosol 4&quot; de diámetro y una longitud de 3&quot; con conos de ojiva cónicospara la evaluación de la exposición al aerosol por inhalación pasiva (Figura 4). Un polvo de fármaco secado por pulverización de la masa diámetro aerodinámico medio (MMAD) 2,9 micras se evaluó en cobayas utilizando este sistema (Figura 5). intervalo de dosificación se determinó midiendo la concentración en la cámara en tiempo real después de la entrega de una dosis única en bolo de 5 mg usando una jeringa de 12 ml. Evaluación in vivo la administración de 5 dosis de 10 mg a intervalos de 3 minutos como resultado una concentración plasmática máxima de 5 mg / ml (Figura 6). Esto se compara con una dosis administrada por vía endotraqueal de 1 kg mg / entregados por un sistema ampliamente utilizado en el campo 10. La concentración plasmática observada como resultado de la inhalación pasiva es indicativo de dispersión eficiente de tamaño de partícula primaria. Ya que hay poco o ningún flujo de aire en el interior del Cham<html> ber, la concentración de aerosol disminuirá en función del diámetro aerodinámico de las partículas como partículas caen debido a la sedimentación gravitacional. Como partículas se depositan, y la concentración de aerosol disminuye por debajo de un cierto umbral, otra dosis se puede administrar a través del puerto. Los tiempos de exposición dependerá de la objetivo pero debido a altas concentraciones son alcanzables, un horario puede ser determinado para minimizar el tiempo de exposición. Esto describe de nuevo una aplicación del uso de estos sistemas de dosificación desechables, pero otro uso posible sería la administración intrapulmonar en polvo directo, que puede tener muchos puntos finales de análisis dependiendo de la finalidad de la evaluación. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig1.jpg" /> Figura 1. Modificado Centrifugar Tube. Modificado 0,5 ml tubo de microcentrífuga con agujeros en la parte inferior y superior.<html> .jpg&quot; target = &#39;_ blank&#39;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig2.jpg" /> Figura 2. Pantallas de malla. 5 mm círculos de diámetro de 60 x 60 de malla de acero inoxidable de diámetro de alambre 0,0045&quot; . <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="figura 3" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig3.jpg" /> Figura 3. El accionamiento esquemática. Montado dosificador de accionamiento que representa esquemática de polvo. El aire es forzado a través del depósito, dispersando el polvo fuera del extremo de dispensación. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <html> e_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig4.jpg" /> Figura 4. La exposición Cámara esquemática. cámara de exposición Animal esquemática depósito central con dimensiones. Dos animales pueden ser expuestos a la vez, con cada animal que está siendo guiado a la cámara central a través de los conos de ojiva cónicos. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig5.jpg" /> Figura 5. Polvo seco Aerosol. Representante polvo de medicamento de ingeniería producido por secado por pulverización. Los polvos pueden ser diseñados para una variedad de aplicaciones. Para aerosoles de polvo seco de ingeniería, la eficiencia de diámetro y de dispersión de polvo aerodinámico son objetivos de ingeniería críticos. barra de escala = 5 micras.com / archivos / ftp_upload / 55356 / 55356fig5large.jpg&quot; target = &quot;_ blank&quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig6.jpg" /> Figura 6. Evaluación farmacocinética vía pasiva inhalación. Farmacocinética de la concentración de fármaco en plasma en una escala logarítmica en un período de 5 h dispersadas por los dosificadores en el depósito central de aerosol en comparación con una dosis de referencia de 1 mg / kg entregados por la administración pulmonar directa. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig6large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/55356/55356fig7.jpg" /> Figura 7. Llenado y dosificadores a granel. (Izquierda) Relleno y dosificador de accionamiento-ready (10 mg). (Derecha) </strong&gt; Representación de la preparación a granel de dosificadores desechables. Estos pueden ser precargados para uso en ambientes restringidos. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55356/55356fig7large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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Disposable Dosators for Pulmonary Insufflation of Therapeutic Agents to Small Animals

Durante el desarrollo de fármacos para la administración pulmonar, es necesario evaluar la farmacocinética y la eficacia en un modelo animal. Se presenta un método para construir un sistema de dispersión de aerosol desechable a partir de componentes de de la plataforma que se pueden utilizar para administrar aerosol intrapulmonar de polvo seco a los roedores.

Dosificadores desechable para insuflación pulmonar de agentes terapéuticos para animales pequeños

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

7.6K vistas.  RTI International.  Durante el desarrollo de fármacos para la administración pulmonar, es necesario evaluar la farmacocinética y la eficacia en un modelo animal. Se presenta un método para construir un sistema de dispersión de aerosol desechable a partir de componentes de de la plataforma que se pueden utilizar para administrar aerosol intrapulmonar de polvo seco a los roedores. 

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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.

La instilación directa traqueal de solutos en pulmón de ratón

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

Investigación

Biología

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.

Un método mejorado para la rápida intubación de la tráquea en ratones

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

Medicina

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.

De polvo seco y nebulizada de inhalación de aerosol de productos farmacéuticos entregado a ratones utilizando un sólo Nose sistema de exposición

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.

Administración intrabronquial directa para mejorar la deposición selectiva del agente dentro del pulmón del ratón

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.

Administración Intratraqueal De La Formulación De Polvo Seco En Ratones

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.

Entrega de agente halogenado en modelo porcino de síndrome de dificultad respiratoria aguda a través de un dispositivo tipo unidad de cuidados intensivos

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.

Un método mínimamente invasivo para la instilación intratraqueal de medicamentos en roedores neonatales para tratar la enfermedad pulmonar

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 ...

Dosificadores desechables personalizables para administrar medicamentos en aerosol en polvo seco a ratones

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 destacado: Desarrollo de un dosificador desechable para pruebas preclínicas de inhaladores de polvo seco en modelos de animales pequeños 

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.

Dosificadores desechables destinados a la entrega de polvo seco a ratones

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

Dosificadores desechable para insuflación pulmonar de agentes terapéuticos para animales pequeños

Resumen

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Capítulos en este video

La instilación directa traqueal de solutos en pulmón de ratón

Un método mejorado para la rápida intubación de la tráquea en ratones

De polvo seco y nebulizada de inhalación de aerosol de productos farmacéuticos entregado a ratones utilizando un sólo Nose sistema de exposición

Administración intrabronquial directa para mejorar la deposición selectiva del agente dentro del pulmón del ratón

Administración Intratraqueal De La Formulación De Polvo Seco En Ratones

Entrega de agente halogenado en modelo porcino de síndrome de dificultad respiratoria aguda a través de un dispositivo tipo unidad de cuidados intensivos

Un método mínimamente invasivo para la instilación intratraqueal de medicamentos en roedores neonatales para tratar la enfermedad pulmonar

Dosificadores desechables destinados a la entrega de polvo seco a ratones

Dosificadores desechables destinados a la entrega de polvo seco a ratones

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