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缓释泵使用小贴士,超全的操作小指南快盘起来!

2021.12.10

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为了减轻动物多次给药对实验人员的负担,植入式缓释泵作为持续给药方式的标志性产品被开发出来。缓释泵植入动物体内,通过渗透压作为动力将胶囊内储存的药液按照恒定的速度持续准确地送出,最长可持续4周时间。目前缓释泵持续给药已经被应用到多种疾病的动物模型建立, 如常见的高血压及帕金森病的动物模型,广泛应用于药物及分子筛选、药理药代药效等众多领域的研究。


缓释泵组成:

缓释泵主要由半透膜外壳,盐夹层、内部药囊和流量调节器组成;半透膜外壳允许动物体液透过,盐夹层通过高渗透压吸收体液发生膨大,挤压内部药囊从流量调节器这个唯一的出口将药物泵出。

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缓释泵内部结构图


型号选择:

缓释泵有100ul、200ul、2ml三种载药量规格,以及3天-4周不等持续时间,根据需求选择合适的型号进行实验,其中100ul、200ul系列适合成年小鼠,2ml由于体积较大适用于大鼠或其他较大动物使用。

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(点击图片,了解详情)


浓度计算:

缓释泵药物浓度计算要根据每天给药量以及缓释泵的泵送速率这两个参数来计算给药浓度,其中每天给药剂量可根据事先查阅文献确定。此外,每批次缓释泵的泵送速率会贴在包装盒上,需要按照包装上的速率进行配药。

药物浓度计算:C=Kd/Qd

C表示药物浓度(ug/ul); Kd表示每天给药量(ug/d); Qd表示每天给药体积(ul/d)

例如,采用2003D缓释泵进行小鼠某药物皮下释放,查阅相关文献得知每天给药量是2mg/kg/d,实验小鼠称重30g,所以 Kd= 2mg×0.03=0.06mg=60ug;包装盒显示2003D速率2.23ul/h,所以Qd= 2.23×24=53.52ul;求得配药浓度C= 60ug/53.52ul=1.12ug/ul。

注意事项:

1、不能根据缓释泵自身体积来计算配药浓度,缓释泵实际载药体积会稍大于宣称体积;

2、泵体埋入动物体内后应在释放周期结束时取出,不能一直留在动物体内。


药液灌充:

1、将缓释泵竖直拿在手中,从顶端开孔位置插入灌充针,直到针头轻触缓释泵底部,再稍微向上提起灌充针约1 mm。

2、缓缓推动注射器,将药液灌充进缓释泵(缓释泵应始终竖直)。当在缓释泵开孔位置看到有药液溢出时,停止灌充,小心抽出灌充针。

3、将流量调节器完全插入泵体,完成灌充,之后进行孵育或埋置手术。

4、如果泵体内部引入气泡可将流量调节器拔出重新灌充。

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注意事项:

1、缓释泵必须灌满,泵内不能留有气泡,否则可能导致泵送速率不稳定。

2、灌充速度不宜过快,容易引入气泡,避免使用量程较大的注射器灌充。


泵体孵育:

缓释泵初始阶段存在泵送速率不稳定的可能,为了平衡泵送速率,建议埋置前进行孵育。

1、准备50ml离心管,倒入适量0.9%无菌生理盐水。

2、把已经灌充药液的缓释泵置入其中,然后将离心管转移至37 ℃恒温箱中孵育一定时间(孵育时间根据各型号缓释泵有所不同)。

注意事项:孵育时必须让生理盐水完全没过泵体。


植入手术:

缓释泵可直接背部皮下或腹腔植入进行全身性给药;此外也可连接导管将药物引导到特定部位进行给药。


皮下植入:

1、将动物麻醉,使动物处于俯卧姿态。

2、在肩胛骨之间的皮肤上切开一个切口。

3、使用止血钳分离皮下结缔组织,形成一处空隙。

4、将缓释泵植入空隙中,流量调节器不能朝向切口。

5、使用伤口夹或缝线缝合皮肤切口。


腹腔植入:

1、麻醉动物,使动物处于仰卧姿态。

2、在动物的胸廓下腹中线的皮肤上用刀划开口。

3、镊子挑起腹肌,避免伤及内脏,然后用剪刀向下剪开腹肌。

4、将缓释泵植入切口,流量调节器不能朝向切口。

5、用缝线缝合肌肉切口,皮肤切口可以使用伤口夹或缝线缝合。


搭配导管进行特定部位给药:

以常见的脑部、颈静脉给药为例


一、脑部给药

脑区坐标

根据脑图谱或文献确定目标脑区的三维坐标:AP 值(Anterior-Posterior,Y 轴,头部到尾部)、ML 值(Medial-Lateral,X 轴,中缝到两侧)和 DV 值(Dorsal Ventral,Z 轴,背侧到腹侧)。

导管连接、灌充和孵育

1、将导管与流量调节器顶部钢管连接,截取一小段导管套在流量调节器的另一端钢管上。

2、灌药针头插到小段导管里进行导管灌药,直到插管的钢针处有药液滴出。

3、如前述步骤,采用灌注针将泵体充满药液,然后小心将同样充灌完毕的流量调节器插入泵体内,避免出现气泡。

4、如前述步骤,将泵体没过生理盐水进行37°C孵育,导管不需要没过生理盐水。

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备皮,定位和钻孔:

1、小鼠诱导麻醉,转移到脑立体定位仪上进行头部固定,持续给予异氟烷。

2、镊子挑起头皮用剪刀沿中线剪开头皮,暴露颅骨。

3、定位仪夹持颅钻,将钻尖抵触颅面进行颅骨调平,确保前后左右颅面高度差<0.05mm。

4、将颅钻定位至目标脑区进行钻孔,可同时在孔位附近钻1-2小孔用于旋入颅钉,增加牙科水泥着力点。

埋置:

1、用镊子夹住插管基座从生理盐水里取出孵育好的泵体。

2、将夹持器装在定位仪上并夹住插管基座,根据脑区坐标将插管钢针缓慢插入颅内。

3、用牙科水泥覆盖插管基座以下部分进行固定,待牙科水泥凝固之后用钳子剪断基座。

4、用止血钳自头皮切口到颈背部分离皮下结缔组织,打通皮下隧道形成空隙。

5、将缓释泵植入空隙中,使用伤口夹或缝线缝合头皮,可在皮肤周围涂抹罗红霉素软膏,防止动物发炎感染。

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二、颈静脉血管给药

导管连接、灌充和孵育:

如前所述。

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图注:静脉插管带有结节防止滑脱

颈静脉分离:

1、麻醉动物,使动物处于仰卧姿态;
2、将小鼠右侧颈部调整至显微解剖镜视野内;
3、在小鼠锁骨颈前正中线右侧用眼科剪剪开长约1cm的纵切口;

4、眼科镊钝性分离脂肪组织,游离颈外静脉,长度约为1cm,然后在分离的静脉下方横穿双股丝线。

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插管:

1、结扎远心端A,近心端B留一活结用于固定导管。

2、用剪子在两点之间45度斜着剪开一个口,长度约为颈静脉直径1/2。

3、在显微镜下将导管从斜口处插入颈外静脉内适当长度,一般约1cm,直至结节。

4、确定导管进入静脉后,将远心端A结扎线在结节后方再次结扎固定,近心端B所留活结拉紧固定以防导管滑出。

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泵体埋置:

1、插管完毕后,使用眼科镊自颈前切口与背部之间打通皮下隧道形成空隙。

2、将缓释泵植入空隙中,使用伤口夹或缝线缝合头皮,涂抹罗红霉素软膏,防止动物发炎感染。



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