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缓释泵持续给药为何能在众多领域广泛使用?答案来了!

2022.01.17

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植入式缓释泵在生命科学实验研究中已成为输送药物的最佳方式之一。可植入实验动物皮下或腹腔内,或针对特定部位以精确可控的速率持续给药。通过渗透缓释泵持续给药可以建立多种动物疾病模型,以及药物及分子筛选、药理药代药效等众多领域的研究。

*下面让我们一起来看看适合用缓释泵持续给药方式的实验场景。

1
长期、多次注射:

多次注射实验对于实验人员负担较大,如慢性模型构建往往需要维持药物血浆内浓度稳定进行长期诱导。由于药物在体内存在代谢效应,单次注射药物会在血浆内趋于峰值然后逐渐下降。为了维持血药浓度的长期稳定,传统一般采用皮下单日多次注射的方式进行造模,不仅工作繁琐,也会因为反复抓取动物引起应激反应。持续给药的方式非常适用于慢性模型的构建,如常用的血管紧张素(AngII)诱导心血管疾病、尼古丁成瘾类模型等,一次手术埋置能够长期维持血药浓度,同时避免多次给药带来的动物应激反应。

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▲小鼠皮下植入缓释泵用于Ang II(1µg/kg/min皮下注射) 连续输注12周构建高血压模型[1] 

2
药物筛选:

药物常伴随相应副作用,血药水平大幅波动也会引发相关毒性。以常规注射相比,改用持续输送低剂量溶液,已被证实能够使药物水平保持在合理治疗范围内,同时显著降低副作用和药物毒性。缓释泵自开发以来已成为癌症动物模型化疗药物筛选实验、抗精神病药研发的重要实验给药工具。

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▲与静脉注射(IV)小鼠相比,采用缓释泵进行瘤内低剂量贝伐单抗( bevacizumab )治疗(IT)小鼠的肿瘤体积更小,生存时间更长[2]

3
药物生物利用率低、半衰期短:
药物作用强度一般与药物在血浆中的浓度呈正比,某些药物由于生物利用度较差或者体内半衰期短,无法在体内维持较长作用时间而影响效果。常见代谢类疾病如糖尿病胰岛素输注治疗,一次注射只能在短时间内抑制血糖浓度,采用持续输注的给药方式可以保持药物持续存在以增强治疗效果。

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▲糖尿病鼠胰岛素注射5h (a)和22h (b)后的血糖水平对比。注射(Injection)只能在很短的时间内控制血糖水平, 缓释泵(pump)持续输送胰岛素使血糖恢复正常[3]

4
定向输注:

理想情况下,药物输送应该直接到达目标组织,其分布应局限于靶部位,从而避免任何全身药物效应[4]。药物在靶部位难以达到足够浓度的障碍有很多,如渗透性障碍、药物代谢、药物排泄等。将药物直接输注到目标组织可以绕过这些障碍,保证目标部位达到足够高的浓度以以引起治疗效果。缓释泵通过连接导管等配件已被成功用于血管、颅脑、脊髓、脏器、耳朵、眼睛等等特定组织部位。

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▲缓释泵已用于不同的组织器官定向输注

当然,对于所有给药实验,不能想当然认为持续给药方式都优于注射方式。药物剂量、方案和效果之间的关系需要经过深入验证。通过设置平行试验,将多次注射与持续输注的效果进行比较,有助于阐明依赖于时间的药物效应以设计更合适的给药方案。

祥宝植入式缓释泵可搭配脑输注配件包,可实现药物在1-5 mm脑区的持续注入;同时也搭配肌肉输注配件包,可实现不同组织器官的连续注入,适用范围广。

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最终解释权归祥宝所有

【参考文献】

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.


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