植入式緩釋泵在生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中已成為輸送藥物的最佳方式之一。可植入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物皮下或腹腔內(nèi),或針對(duì)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(dòng)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(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。
1、長(zhǎng)期、多次注射:
多次注射實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(huì)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(zhǎng)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(huì)因?yàn)榉磸?fù)抓取動(dòng)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(zhǎng)期維持血藥濃度,同時(shí)避免多次給藥帶來的動(dòng)物應(yīng)激反應(yīng)。
▲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(shí)間更長(zhǎng)[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(zhǎng)作用時(shí)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(shí)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(duì)比。注射(Injection)只能在很短的時(shí)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。