緩釋泵持續(xù)給藥在多個領(lǐng)域中的應(yīng)用
瀏覽次數(shù):871 發(fā)布日期:2022-1-20
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植入式緩釋泵在生命科學(xué)實驗研究中已成為輸送藥物的最佳方式之一?芍踩雽嶒瀯游锲は禄蚋骨粌(nèi),或針對特定部位以精確可控的速率持續(xù)給藥。通過滲透緩釋泵持續(xù)給藥可以建立多種動物疾病模型,以及藥物及分子篩選、藥理藥代藥效等眾多領(lǐng)域的研究。
*下面讓我們一起來看看適合用緩釋泵持續(xù)給藥方式的實驗場景。
1、長期、多次注射:
多次注射實驗對于實驗人員負(fù)擔(dān)較大,如慢性模型構(gòu)建往往需要維持藥物血漿內(nèi)濃度穩(wěn)定進(jìn)行長期誘導(dǎo)。由于藥物在體內(nèi)存在代謝效應(yīng),單次注射藥物會在血漿內(nèi)趨于峰值然后逐漸下降。為了維持血藥濃度的長期穩(wěn)定,傳統(tǒng)一般采用皮下單日多次注射的方式進(jìn)行造模,不僅工作繁瑣,也會因為反復(fù)抓取動物引起應(yīng)激反應(yīng)。持續(xù)給藥的方式非常適用于慢性模型的構(gòu)建,如常用的血管緊張素(AngII)誘導(dǎo)心血管疾病、尼古丁成癮類模型等,一次手術(shù)埋置能夠長期維持血藥濃度,同時避免多次給藥帶來的動物應(yīng)激反應(yīng)。
▲小鼠皮下植入緩釋泵用于Ang II(1µg/kg/min皮下注射) 連續(xù)輸注12周構(gòu)建高血壓模型[1]
2、藥物篩選:
藥物常伴隨相應(yīng)副作用,血藥水平大幅波動也會引發(fā)相關(guān)毒性。以常規(guī)注射相比,改用持續(xù)輸送低劑量溶液,已被證實能夠使藥物水平保持在合理治療范圍內(nèi),同時顯著降低副作用和藥物毒性。緩釋泵自開發(fā)以來已成為癌癥動物模型化療藥物篩選實驗、抗精神病藥研發(fā)的重要實驗給藥工具。
▲與靜脈注射(IV)小鼠相比,采用緩釋泵進(jìn)行瘤內(nèi)低劑量貝伐單抗( bevacizumab )治療(IT)小鼠的腫瘤體積更小,生存時間更長[2]
3、藥物生物利用率低、半衰期短:
藥物作用強(qiáng)度一般與藥物在血漿中的濃度呈正比,某些藥物由于生物利用度較差或者體內(nèi)半衰期短,無法在體內(nèi)維持較長作用時間而影響效果。常見代謝類疾病如糖尿病胰島素輸注治療,一次注射只能在短時間內(nèi)抑制血糖濃度,采用持續(xù)輸注的給藥方式可以保持藥物持續(xù)存在以增強(qiáng)治療效果。
▲糖尿病鼠胰島素注射5h (a)和22h (b)后的血糖水平對比。注射(Injection)只能在很短的時間內(nèi)控制血糖水平, 緩釋泵(pump)持續(xù)輸送胰島素使血糖恢復(fù)正常[3]
4、定向輸注:
理想情況下,藥物輸送應(yīng)該直接到達(dá)目標(biāo)組織,其分布應(yīng)局限于靶部位,從而避免任何全身藥物效應(yīng)[4]。藥物在靶部位難以達(dá)到足夠濃度的障礙有很多,如滲透性障礙、藥物代謝、藥物排泄等。將藥物直接輸注到目標(biāo)組織可以繞過這些障礙,保證目標(biāo)部位達(dá)到足夠高的濃度以以引起治療效果。緩釋泵通過連接導(dǎo)管等配件已被成功用于血管、顱腦、脊髓、臟器、耳朵、眼睛等等特定組織部位。
▲緩釋泵已用于不同的組織器官定向輸注
當(dāng)然,對于所有給藥實驗,不能想當(dāng)然認(rèn)為持續(xù)給藥方式都優(yōu)于注射方式。藥物劑量、方案和效果之間的關(guān)系需要經(jīng)過深入驗證。通過設(shè)置平行試驗,將多次注射與持續(xù)輸注的效果進(jìn)行比較,有助于闡明依賴于時間的藥物效應(yīng)以設(shè)計更合適的給藥方案。
瑞沃德植入式緩釋泵可搭配腦輸注配件包,可實現(xiàn)藥物在1-5 mm腦區(qū)的持續(xù)注入;同時也搭配肌肉輸注配件包,可實現(xiàn)不同組織器官的連續(xù)注入,適用范圍廣。
【參考文獻(xiàn)】
1.Kerkhofs D, et al. Pharmacological depletion of microglia and perivascular macrophages prevents Vascular Cognitive Impairment in Ang II-induced hypertension. Theranostics. 2020; 10(21):9512-9527.
2.Liu YX, et al. Delivery of bevacizumab by intracranial injection: assessment in glioma model. Onco Targets Ther. 2018; 11:2673-2683
3.Schaschkow A, et al. Impact of the Type of Continuous Insulin Administration on Metabolism in a Diabetic Rat Model. J Diabetes Res. 2016; 8310516
4.Daemen MJ, et al. Pharmacokinetic considerations in target-organ directed drug delivery. Trends Pharmacol Sci. 1988; 9(4):138-41.