中枢神経系の In Vivo 髄鞘再形成研究のための浸透圧ポンプベースの薬物送達

浸透圧ポンプは、小型の埋め込み型溶液放出装置です。これは、皮下または腹腔内に移植された場合の全身送達に使用することができる。浸透圧ポンプの表面は半透膜であり、その内側は透過層である。浸透圧ポンプは、浸透層とポンプが注入される組織環境との間の浸透圧差を利用して動作する。浸透層の高い浸透圧は、組織内の水をポンプ表面上の半透膜を介して浸透層に流入させる。浸透層は、ポンプ内の可撓性リザーバを膨張および圧縮し、それによって、可撓性リザーバから溶液を一定の速度で長期間にわたって変位させる¹。ポンプには、100 μL、200 μL、および 2 mL の 3 つの異なるリザーバ容量があり、その送達速度は 0.11 μL/h から 10 μL/h までさまざまです。選択したポンプタイプに応じて、装置は1日から6週間²まで動作することができます。このプロトコルでは、14日間動作できる0.25μL/hの転送速度の100μL浸透圧ポンプが使用されます。

1970年代には、浸透圧ポンプは神経科学研究で使用されていました^3,4。例えば、Weiらは、薬物中毒の研究において、オピオイドペプチドを心室に注入するために浸透圧ポンプアプローチを採用した³。継続的な改善の後、浸透圧ポンプは現在、ペプチド、成長因子、中毒性薬物、ホルモン、ステロイド、抗体などを含む何千もの薬物の制御された送達の研究に使用されています。さらに、特別なカテーテル(脳注入キット)が取り付けられているため、脊髄、脳、脾臓、肝臓を含む特定の組織または臓器への標的注入に使用できます^5,6,7。

髄鞘再形成の研究において、多くの薬物がインビ トロでミエリン再生を促進することが示されているが、それらのほとんどは、おそらく適切な投与方法の欠如のために、 インビボで有意な効果を達成していない。腹腔内注射、皮下注射、および胃内投与などの従来の投与方法は、薬物の生物学的利用能に限界がある。さらに、いくつかの薬物は血液脳関門透過性が悪く、脳実質へのアクセスを損なう。これらの制限が組み合わさって、新しい効率的な配信方法が必要になります。脳注入キットと組み合わせて、浸透圧ポンプは血液脳関門をバイパスし、脳梁に直接薬物を送達することができ、これは薬物の生物学的利用能、特に半減期の短いポリペプチドおよびタンパク質薬物に対して効果的に改善する。従って、新たなドラッグデリバリー技術としての浸透圧ポンプは、中枢神経系ミエリン再生研究の分野において大きな価値がある。この手法の応用については、以下で詳しく紹介する。