ఇంప్లాంట్ చేయగల డ్రగ్ డెలివరీ
ఉద్దేశించిన అభ్యాస లక్ష్యాలు
ఈ ఉపన్యాసం ముగింపులో విద్యార్థి చేయగలరు:
• మౌఖికంగా నిర్వహించబడే మందుల యొక్క లోపాలను నమోదు చేయండి
• IDDS యొక్క సంభావ్య ప్రయోజనాలను లెక్కించండి
• IDDS యొక్క ఆదర్శ అవసరాలను వివరించండి
• IDDSని వర్గీకరించండి
• నాన్-బయోడిగ్రేడబుల్ IDDS మరియు వాటి డిజైన్ కోసం ఉదాహరణలు ఇవ్వండి
• నాన్-బయోడిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్ల లోపాలను నమోదు చేయండి
• వాటి తయారీలో ఉపయోగించే క్యారియర్‌లు/పాలిమర్ల స్వభావాన్ని వివరించండి
• ఫాబ్రికేషన్ కోసం పద్ధతులను నమోదు చేయండి
• కొన్ని బయోడిగ్రేడబుల్ IDDS రూపకల్పన మరియు అప్లికేషన్ గురించి చర్చించండి
• వారి ప్రతికూలతలను సంగ్రహించండి
• ప్రొపెల్లెంట్ నడిచే పంపులలో పని సూత్రాన్ని వివరించండి
• ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పంపులలో పని సూత్రాన్ని వివరించండి
• MEMS మరియు IMDల ప్రయోజనాలను సంగ్రహించండి
• ఇంప్లాంట్స్ నుండి ఔషధ విడుదల యొక్క యంత్రాంగాన్ని వివరించండి
• IDDS యొక్క ప్రస్తుత అప్లికేషన్‌లను వివరించండి
• IDDS అభివృద్ధిలో ప్రస్తుత సవాళ్లను ఊహించండి
• డైనమిక్ ఇంప్లాంట్ చేయగల పంపుల రకాలను నమోదు చేయండి
• ఆస్మాటిక్ ఇంప్లాంట్లలో ఔషధ విడుదలకు చోదక శక్తిని వివరించండి
• కొన్ని ఆస్మాటిక్ పంపుల రూపకల్పన మరియు పని గురించి చర్చించండి
చరిత్ర
• ఇంప్లాంటబుల్ డెలివరీ కాన్సెప్ట్ - 1938 నాటిది
• డీన్స్‌బై మరియు పార్క్స్ - మగ కోళ్లపై వాటి ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి స్ఫటికాకార ఈస్ట్రోన్ యొక్క సంపీడన గుళికలు
• 1960లు - ఫోక్‌మ్యాన్ మరియు లాంగ్ - పాలీమెరిక్ మెమ్బ్రేన్ ద్వారా నియంత్రించబడే డ్రగ్ విడుదల రేట్లు ఒక దైహిక స్థాయిలో దీర్ఘకాలిక డ్రగ్ డెలివరీ కోసం సిలికాన్ రబ్బరు (సిలాస్టిక్) వినియోగాన్ని పరిశోధించాయి.
నోటి డ్రగ్ డెలివరీతో సంభావ్య సమస్యలు
• జీవ లభ్యత
• స్థిరత్వం
• విషపూరితం
• విడుదల వ్యవధి
• క్రమరహిత శోషణ
ఇంప్లాంటబుల్ డ్రగ్ డెలివరీ సిస్టమ్ యొక్క సంభావ్య ప్రయోజనాలు
డిజైన్ ఫీచర్ | సంభావ్య ప్రయోజనాల సారాంశం |
స్థానికీకరించిన డెలివరీ | ఇంప్లాంట్‌కు సమీపంలోనే డ్రగ్(లు) విడుదలవుతాయి. చర్య వ్యాప్తి కావచ్చు, ఇంప్లాంటేషన్ యొక్క నిర్దిష్ట స్థానానికి పరిమితం చేయబడింది |
మెరుగైన రోగి సమ్మతి | ఇంప్లాంటేషన్ వ్యవధిలో రోగి పదేపదే మరియు సకాలంలో మందులు తీసుకోవడంతో కట్టుబడి ఉండవలసిన అవసరం లేదు. వర్తింపు ఒక-సమయం ఇంప్లాంటేషన్‌కు పరిమితం చేయబడింది (మరియు బయోడిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్ల విషయంలో సంభావ్య తొలగింపు) |
దైహిక దుష్ప్రభావాలు తగ్గించబడ్డాయి | ఎక్కువ కాలం పాటు నియంత్రిత విడుదల మరియు చర్య జరిగిన ప్రదేశంలో స్థానికీకరించిన మోతాదు సాధ్యమవుతుంది; చర్య యొక్క సైట్ నుండి ప్రతికూల ప్రభావాలు తగ్గించబడతాయి; పునరావృతమయ్యే ఇంటర్మీడియట్ విడుదల మోతాదు నుండి ప్లాస్మా ఔషధ సాంద్రతలో శిఖరాలు మరియు లోయలు నివారించబడతాయి |
తక్కువ మోతాదు | సైట్ నిర్దిష్ట ఔషధాల యొక్క స్థానికీకరించిన ఇంప్లాంటేషన్ మొదటి పాస్ హెపాటిక్ ప్రభావాలను నివారించవచ్చు, తద్వారా దైహిక జీవ లభ్యతను నిర్ధారించడానికి అవసరమైన మోతాదును తగ్గిస్తుంది |
మెరుగైన ఔషధ స్థిరత్వం | గ్యాస్ట్రోఇంటెస్టినల్ మరియు హెపాటోబిలియరీ వ్యవస్థలో వేగంగా క్షీణిస్తున్న ఔషధం యొక్క రక్షణ |
ప్రత్యక్ష పరిపాలనపై అనుకూలత | దీర్ఘకాలిక అనారోగ్యాల కోసం ఆసుపత్రిలో ఉండడం లేదా ఆరోగ్య సంరక్షణ సిబ్బంది నిరంతర పర్యవేక్షణ అవసరం లేదు |
ఔషధ పంపిణీని సులభతరం చేయడం | ఔషధానికి అలెర్జీ లేదా ఇతర ప్రతికూల ప్రతిచర్యలు సంభవించినట్లయితే, ఇంప్లాంట్ తొలగింపు ద్వారా చికిత్సను నిలిపివేయడం సాధ్యమవుతుంది. |
డ్రగ్-డిపో పరికరాలను అమర్చడానికి అనువైన ప్రదేశాలు
➢ సబ్కటానియస్ టిష్యూ లేదా ఇంట్రామస్కులర్ టిష్యూ
• అధిక కొవ్వు పదార్ధం కారణంగా నెమ్మదిగా ఔషధ శోషణ, కనిష్ట ఆవిష్కరణ, మంచి హేమోపెర్ఫ్యూజన్ మరియు స్థానికీకరించిన మంట యొక్క తక్కువ అవకాశం (విదేశీ పదార్థాల చొప్పించడానికి తక్కువ ప్రతిచర్య)
➢ కార్డియాక్ లేదా కరోటిడ్ ధమనులు డ్రగ్-ఎలుటింగ్ స్టెంట్స్ (DES) కోసం సైట్‌లుగా, ఇంట్రావాస్కులర్ స్థానాలకు చికిత్సను అందజేస్తాయి
➢ ఇతరులు - ఇంట్రావాజినల్, ఇంట్రావాస్కులర్, ఇంట్రాకోక్యులర్, ఇంట్రాథెకల్, ఇంట్రాక్రానియల్ మరియు పెరిటోనియల్
IDDS యొక్క ఉద్దేశ్యం
దైహిక చికిత్సా ప్రభావాలు
• ఇంప్లాంట్లు సాధారణంగా SC, ఇంట్రామస్కులర్‌గా లేదా ఇంట్రావీనస్‌గా నిర్వహించబడతాయి, దీని ద్వారా చేర్చబడిన ఔషధం ఇంప్లాంట్ నుండి పంపిణీ చేయబడుతుంది మరియు రక్త ప్రసరణలోకి శోషించబడుతుంది.
స్థానిక ప్రభావాలు
• దైహిక ప్రసరణలో సాపేక్షంగా అతితక్కువ శోషణతో, ఔషధం స్థానికంగా పనిచేసే నిర్దిష్ట శరీర ప్రదేశాలలో ఉంచబడుతుంది
ఇంప్లాంట్లు సాధారణంగా ఇన్‌కార్పొరేటెడ్ డ్రగ్‌ను నియంత్రిత పద్ధతిలో విడుదల చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి, ఇది చాలా రోజుల నుండి సంవత్సరాల వరకు ఎక్కువ కాలం పాటు విడుదల రేట్ల సర్దుబాటును అనుమతిస్తుంది.
ఆదర్శ అవసరాలు
• సూచించిన చికిత్స వ్యవధిలో తరచుగా ఔషధ నిర్వహణ అవసరాన్ని గణనీయంగా తగ్గించడానికి రూపొందించబడాలి
• పర్యావరణపరంగా స్థిరంగా, జీవ అనుకూలత, స్టెరైల్ ఉండాలి
• చికిత్సను ప్రారంభించడానికి లేదా ముగించడానికి వైద్య సిబ్బంది తక్షణమే అమర్చగల మరియు తిరిగి పొందగలిగేలా ఉండాలి
• అదనంగా, ఇది తప్పనిసరిగా సరైన మోతాదులో రేటు-నియంత్రిత ఔషధ విడుదలను ప్రారంభించాలి
• చికిత్స వ్యవధిలో తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన చికిత్సను తయారు చేయడం మరియు అందించడం సులభం
IDDS వర్గీకరణ
నిష్క్రియాత్మక వ్యవస్థలు
• నిష్క్రియాత్మక వ్యవస్థలను నాన్‌డిగ్రేడబుల్ మరియు డిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్‌లుగా మరింత వర్గీకరించవచ్చు
• వీటిలో సాధారణంగా కదిలే భాగాలు లేదా యంత్రాంగాలు ఉండవు
క్రియాశీల వ్యవస్థలు
• ఔషధ విడుదలను మాడ్యులేట్ చేయడానికి సానుకూల చోదక శక్తిని అందించడానికి క్రియాశీల వ్యవస్థలు కొన్ని శక్తి-ఆధారిత పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాయి
• ఈ శక్తి వనరులు ద్రవాభిసరణ పీడన ప్రవణతలు లేదా ఎలక్ట్రోమెకానికల్ డ్రైవ్‌ల వలె విభిన్నంగా ఉండవచ్చు
నిష్క్రియ ఇంప్లాంట్లు
• నిష్క్రియ ఇంప్లాంట్లు సాపేక్షంగా సరళమైనవి, సజాతీయ మరియు ఏకవచన పరికరాలు,
• సాధారణంగా బయో కాంపాజిబుల్ మెటీరియల్ లేదా మ్యాట్రిక్స్‌లో ఔషధాల యొక్క సాధారణ ప్యాకేజింగ్‌ను కలిగి ఉంటుంది
• అవి ఎటువంటి కదిలే భాగాలను కలిగి ఉండవు మరియు ఔషధ విడుదలను మాడ్యులేట్ చేయడానికి నిష్క్రియ, వ్యాప్తి-మధ్యవర్తిత్వ దృగ్విషయంపై ఆధారపడి ఉంటాయి
• డెలివరీ గతిశాస్త్రం ఔషధ ఎంపిక, దాని ఏకాగ్రత, మొత్తం ఇంప్లాంట్ పదనిర్మాణం, మాతృక పదార్థం మరియు ఉపరితల లక్షణాల ద్వారా పాక్షికంగా ట్యూన్ చేయబడుతుంది
నాన్‌డిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంటబుల్ డ్రగ్ డెలివరీ సిస్టమ్స్
• పొర-పరివేష్టిత రిజర్వాయర్లు మరియు మ్యాట్రిక్స్-నియంత్రిత వ్యవస్థలు
• ఈ అన్ని సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించే మ్యాట్రిక్స్ పదార్థాలు సాధారణంగా పాలిమర్‌లు
• సాధారణంగా ఉపయోగించే పాలిమర్‌లలో సిలికాన్‌లు మరియు యురేథేన్‌లు, అక్రిలేట్‌లు మరియు వాటి కోపాలిమర్‌లు మరియు కోపాలిమర్‌లు వినైలిడిన్‌ఫ్లోరైడ్ మరియు పాలిథిలిన్ వినైల్ అసిటేట్ (PEVA) వంటి ఎలాస్టోమర్‌లు ఉంటాయి.
మ్యాట్రిక్స్ రకం
• ఔషధం సాధారణంగా మాతృక పదార్థం అంతటా సజాతీయంగా చెదరగొట్టబడుతుంది
రిజర్వాయర్ రకం
• ఒక పారగమ్య నాన్‌డిగ్రేడబుల్ మెమ్బ్రేన్‌తో చుట్టుముట్టబడిన ఒక కాంపాక్ట్ డ్రగ్ కోర్ లక్షణం, పారగమ్యత మరియు మందం శరీరంలోకి ఔషధ వ్యాప్తిని నియంత్రిస్తుంది
నాన్‌డిగ్రేడబుల్ రిజర్వాయర్ ఇంప్లాంట్
నార్ప్లాంట్.
• ఈ IDDS 1980లో పాపులేషన్ కౌన్సిల్ ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు ట్రేడ్‌మార్క్ చేయబడింది, 1983లో ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రవేశపెట్టబడింది
• ఇది డిసెంబర్ 1990లో US FDAచే ఆమోదించబడింది, దీని తర్వాత యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో మార్కెటింగ్ ఫిబ్రవరి 1991లో ప్రారంభించబడింది.
• ఈ గర్భనిరోధక వ్యవస్థలో ఆరు సన్నని, సౌకర్యవంతమైన సిలికాన్ క్యాప్సూల్స్ (సిలాస్టిక్ ట్యూబ్) ఉంటాయి, ప్రతి ఒక్కటి 36 mg హార్మోన్ లెవోనోర్జెస్ట్రెల్‌తో లోడ్ చేయబడుతుంది.
• SCని అమర్చినప్పుడు, సాధారణంగా మహిళా వినియోగదారుల లోపలి పైభాగంలో ఇది 5 సంవత్సరాల వరకు గర్భనిరోధక రక్షణను అందించగలదు.
ఇంప్లానాన్
• FDA-ఆమోదించబడింది, 1998లో అంతర్జాతీయ మార్కెట్‌లో ప్రారంభించబడింది, చివరికి 2006లో యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోకి ప్రవేశించింది
• ఇది సింగిల్-రాడ్ ఇంప్లాంట్ (పొడవు 4 సెం.మీ., వెడల్పు 2 మి.మీ) మరియు PEVA కోర్ (రిజర్వాయర్)ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది 68 mg ఎటోనోజెస్ట్రెల్‌ను కలుపుతుంది మరియు 3 సంవత్సరాలలో ఔషధాన్ని విడుదల చేస్తుంది.
• ఔషధ విడుదల రేటు రాడ్‌ను కప్పి ఉంచే PEVA పొర ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది
• గర్భం నుండి రక్షణను తొలగించి, వెంటనే ఇంప్లాంట్‌తో భర్తీ చేసిన తర్వాత ప్రారంభ 3 సంవత్సరాలకు మించి పొడిగించవచ్చు
• కంటే సులభంగా సబ్కటానియస్ చొప్పించడం మరియు తీసివేయడం కోసం రూపొందించబడింది
డ్రగ్ ఎలుటింగ్ స్టెంట్స్ (DES)
• వాస్కులర్ వ్యాధి చికిత్సలో విప్లవాత్మక మార్పులు
• ప్రత్యేకంగా, కరోనరీ ఆర్టరీ డిసీజ్ (CAD) విషయంలో, DES సాధారణంగా బేర్-మెటల్ స్టెంట్‌లలో కనిపించే రెస్టెనోసిస్‌ను తగ్గించవచ్చు
• 60% - 75%
• కరోనరీ ఆర్టరీలో అడ్డంకులు తెరవడం మరియు పేటెన్సీని కొనసాగించడం కోసం తరచుగా అమలు చేయబడుతుంది
• DES అనేది సాధారణంగా మూడు-భాగాల వ్యవస్థ, వాస్కులర్ లుమినల్ పేటెన్సీని నిర్ధారించడానికి పరంజా (లేదా స్టెంట్), మాదకద్రవ్యాల విడుదలను నియంత్రించడానికి మాతృక లేదా పూత (పాలిమర్) మరియు నియోంటిమల్ రెస్టెనోసిస్‌ను నిరోధించే ఔషధం.
• ఈ పూతల నుండి ఔషధాల విడుదల సాధారణంగా వ్యాప్తి-నియంత్రణలో ఉంటుంది
డ్రగ్ ఎలుటింగ్ స్టెంట్స్ (DES)
విట్రాసర్ట్
• యాంటీవైరల్ డ్రగ్‌ని అందించే ఇంప్లాంట్ ఉదాహరణ
• సైటోమెగలోవైరస్ (CMV) రెటినిటిస్ చికిత్స కోసం అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు వాణిజ్యీకరించబడింది
• ఔషధం యొక్క సంపీడన టాబ్లెట్ యొక్క ఇంట్రావిట్రియల్ ఇంప్లాంటేషన్ తర్వాత సిస్టమ్ గాన్సిక్లోవిర్‌ను విడుదల చేస్తుంది
• టాబ్లెట్ పాలీ వినైల్ ఆల్కహాల్ (PVA)తో పూత పూయబడింది, తర్వాత పాక్షికంగా PEVAతో పూత పూయబడింది మరియు చివరకు PVA కుట్టు స్టబ్‌కు అతికించబడుతుంది.
బయోడిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్లు
• నాన్-బయోడిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్ల లోపాలను అధిగమించడానికి
• బయోడిగ్రేడబుల్ సిస్టమ్స్ యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఈ డెలివరీ సిస్టమ్‌లను రూపొందించడానికి ఉపయోగించే బయో కాంపాజిబుల్ పాలిమర్‌లు చివరికి సురక్షితమైన మెటాబోలైట్‌లుగా విభజించబడతాయి మరియు శరీరం ద్వారా శోషించబడతాయి లేదా విసర్జించబడతాయి
• వంటి పాలిమర్ల ఆధారంగా
– పాలీ (లాక్టిక్ ఆమ్లం) (PLA)
– పాలీ (లాక్టిక్-కో-గ్లైకోలిక్ యాసిడ్) (PLGA)
– పాలీ (కాప్రోలాక్టోన్) (PCL)
- లేదా ఇతర పాలిమర్‌లతో వాటి బ్లాక్ కోపాలిమర్ వైవిధ్యాలు
• ఈ ఇంప్లాంట్ల తయారీలో ఉపయోగించే పాలిమర్‌లు జలవిశ్లేషణ లేదా ఈస్టర్, అమైడ్ మరియు అన్‌హైడ్రైడ్ బంధాల వంటి ఎంజైమ్‌ల ద్వారా క్షీణతకు గురయ్యే లేబుల్ బాండ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.
• ఇంప్లాంట్ పోస్ట్-డ్రగ్ విడుదల యొక్క పూర్తి క్షీణత
• ఇది చికిత్స ముగిసిన తర్వాత శస్త్రచికిత్స ద్వారా ఇంప్లాంట్‌ను తొలగించడం అనవసరం
• ఇది వివరణతో సంభావ్య సంక్లిష్టతలను తగ్గిస్తుంది
• రోగి అంగీకారం మరియు సమ్మతిని పెంచుతుంది
సాధారణ ఇంప్లాంట్ తయారీకి పద్ధతులు
క్ర.సం. నం. | టెక్నాలజీ ఇన్వాల్వ్డ్ |
1 | కణజాలంలో ఉన్న ప్రదేశంలో సిటులో డిపో లాంటి ఇంప్లాంట్‌లను ఏర్పరిచే ఇంజెక్షన్ సూత్రీకరణలు ఉదాహరణ: పాలీ(కాప్రోలాక్టోన్) (PCL) |
2 | మెల్ట్ ఎక్స్‌ట్రాషన్ ద్వారా థర్మోఫార్మింగ్ |
3 | ద్రావకం బాష్పీభవనం |
4 | పొడి లేదా గుళికల రూపం నుండి కంప్రెషన్ మౌల్డింగ్ |
ఇంప్లాంట్లలో చేర్చబడిన ఔషధాల ఉదాహరణలు
PLGA మరియు PLA పాలిమర్‌లలో చేర్చబడింది
• యాంటీబయాటిక్స్
• యాంటీవైరల్ మందులు
• క్యాన్సర్ నిరోధక మందులు
• అనాల్జెసిక్స్
• స్టెరాయిడ్స్
ప్రోటీన్ మరియు పెప్టైడ్ ఔషధాల ఇంప్లాంట్లు
• ప్రోటీన్ మరియు పెప్టైడ్ మందులు - ఆమ్ల మరియు ఎంజైమాటిక్ క్షీణతకు చాలా అవకాశం ఉంది
• లిపిడ్ ఇంప్లాంట్లు మరింత ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి
• మంచి కణజాల జీవ అనుకూలత మరియు ఔషధాన్ని రక్షించే సామర్థ్యం
• ఇతర యాసిడ్ స్థిరమైన ఔషధాలను కూడా లిపిడ్ ఇంప్లాంట్లలో చేర్చవచ్చు
• లిపిడ్ ఇంప్లాంట్లు సులభంగా కుదింపు లేదా ట్విన్-స్క్రూ ఎక్స్‌ట్రాషన్ ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి
కమర్షియల్ బయోడిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్లు
• మెదడు కణితుల చికిత్స కోసం గ్లియాడెల్ పొర
• అధునాతన ప్రోస్టేట్ క్యాన్సర్ మరియు అధునాతన రొమ్ము క్యాన్సర్ చికిత్స కోసం జోలాడెక్స్
• ప్రోస్టేట్ క్యాన్సర్ లేదా రొమ్ము క్యాన్సర్ మరియు సహాయక పునరుత్పత్తి వంటి హార్మోన్-ప్రతిస్పందించే క్యాన్సర్‌ల చికిత్స కోసం ప్రొఫాక్ట్ లేదా సూపర్‌ఫాక్ట్ డిపో
గ్లియాడెల్
• బయోడిగ్రేడబుల్ IDDS యొక్క తొలి ఉదాహరణలు-1996లో FDAచే ఆమోదించబడింది
• ఇది బయోడిగ్రేడబుల్ పాలియాన్‌హైడ్రైడ్ డిస్క్‌లను కలిగి ఉంటుంది (1.45 సెం.మీ వ్యాసం మరియు 1.0 మి.మీ మందం)
• కీమోథెరపీటిక్ డ్రగ్, బిస్-క్లోరోఇథైల్‌నిట్రోసోరియా (BCNU) లేదా కార్ముస్టిన్‌ను నేరుగా కణితి యొక్క శస్త్రచికిత్స విచ్ఛేదనం తర్వాత సృష్టించబడిన కుహరంలోకి పంపిణీ చేయడానికి రూపొందించబడింది (అధిక స్థాయి ప్రాణాంతక గ్లియోమా)
• పాలీ [బిస్ (పి-కార్బాక్సిఫెనాక్సీ)ప్రొపేన్:సెబాసిక్ యాసిడ్] 20:80 మోలార్ నిష్పత్తిలో బయోడిగ్రేడబుల్ పాలియాన్‌హైడ్రైడ్ కోపాలిమర్
జోలాడెక్స్
• లూటినైజింగ్ హార్మోన్-రిలీజింగ్ హార్మోన్ (LH-RH) యొక్క డెకాపెప్టైడ్ అనలాగ్ అయిన గోసెరెలిన్ అసిటేట్‌ను కలిగి ఉన్న బయోడిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్
• ఇది PLGA లేదా PLAని క్యారియర్‌గా ఉపయోగిస్తుంది, దీనిలో ఔషధం హాట్-మెల్ట్ ఎక్స్‌ట్రాషన్ పద్ధతిని ఉపయోగించి పాలిమర్ మ్యాట్రిక్స్‌లో చెదరగొట్టబడుతుంది.
• వాణిజ్య ఉపయోగం కోసం, ఇంప్లాంట్ ముందుగా నింపిన సిరంజి రూపంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది
• ఔషధం 1 లేదా 3 నెలల వ్యవధిలో నిరంతరం విడుదల చేయబడుతుంది
ప్రొఫాక్ట్ డిపో లేదా సుప్రఫ్యాక్ట్ డిపో
• 75:25 మోలార్ నిష్పత్తిలో బుసెరెలిన్ అసిటేట్ (గోనడోట్రోపిన్ విడుదల చేసే హార్మోన్ అగోనిస్ట్) మరియు క్యారియర్‌ను కలిగి ఉంటుంది
• PLGAని డ్రగ్ క్యారియర్‌గా ఉపయోగిస్తారు
• ఇంప్లాంట్ 2- మరియు 3 నెలల ఔషధ విడుదల కోసం రూపొందించబడింది
• చర్య యొక్క వ్యవధి ఇంప్లాంట్‌లలోని ఔషధం మరియు PLGA యొక్క సాపేక్ష నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది
బయోడిగ్రేడబుల్ IDDS యొక్క ప్రతికూలతలు
• అధిక సంక్లిష్టత, అభివృద్ధి వ్యయం, నియంత్రణ అవసరాలు మరియు మెకానికల్ బలం మరియు ట్యూనబుల్ డిగ్రేడేషన్ గతిశాస్త్రంతో సహా అవసరమైన ఖచ్చితమైన భౌతిక లక్షణాలతో పాలిమర్ల లభ్యత లేకపోవడం
• సాధారణంగా, బయోడిగ్రేడబుల్ సిస్టమ్‌ల అభివృద్ధి అనేది నాన్‌డిగ్రేడబుల్ సిస్టమ్‌లను రూపొందించడం కంటే చాలా క్లిష్టమైన పని.
• కొత్త బయోడిగ్రేడబుల్ సిస్టమ్‌లను రూపొందించేటప్పుడు, పరిగణలోకి తీసుకోవలసిన వేరియబుల్స్‌లో పాలిమర్ యొక్క ఇన్ వివో డిగ్రేడేషన్ కైనటిక్స్ ఉన్నాయి, ఇది ఔషధం యొక్క నిరంతర విడుదలను నిర్వహించడానికి ఆదర్శంగా స్థిరంగా ఉండాలి. దురదృష్టవశాత్తు, రోగి వయస్సు మరియు వ్యాధి స్థితిని బట్టి ఇవి చాలా మారుతూ ఉంటాయి
• మెటల్ ఇంప్లాంట్‌లతో పోలిస్తే, బయోడిగ్రేడబుల్ ఇంప్లాంట్లు కూడా ఖరీదైనవి కావచ్చు, ప్రత్యేక పదార్థాలు మరియు నియంత్రణ ఆమోదంతో అనుబంధించబడిన అదనపు ఖర్చుల కారణంగా
డైనమిక్ ఇంప్లాంట్లు
• డైనమిక్ ఇంప్లాంట్ సిస్టమ్‌లు ఔషధ విడుదలను ప్రారంభించడానికి మరియు నియంత్రించడానికి సానుకూల చోదక శక్తిని ఉపయోగించుకుంటాయి
• నిష్క్రియ వ్యవస్థల కంటే చాలా ఖచ్చితంగా ఔషధ మోతాదులను మరియు డెలివరీ రేట్లను మాడ్యులేట్ చేయగలదు
• సంక్లిష్టత మరియు వాస్తవ పరికరం ధర రెండింటిలోనూ అధిక ధర
ఇంప్లాంటబుల్ పంప్ సిస్టమ్స్
ఇంప్లాంట్ చేయగల పంపులలో డ్రైవింగ్ ఫోర్స్
1. ఆస్మాసిస్
2. ప్రొపెల్లెంట్ నడిచే ద్రవాలు
3. ఎలక్ట్రోమెకానికల్ డ్రైవ్‌లు
➢ ఒత్తిడి ప్రవణతలను రూపొందించండి మరియు నియంత్రిత ఔషధ విడుదలను ప్రారంభించండి
ఓస్మోటిక్ పంపులు
• మొదటి ద్రవాభిసరణ పంపును ఆస్ట్రేలియన్ ఔషధ శాస్త్రవేత్తలు రోజ్ మరియు నెల్సన్ రూపొందించారు, వీరు 1955లో ఇంప్లాంట్ చేయదగిన ద్రవాభిసరణ పంపును అభివృద్ధి చేశారు, దీనికి రోజ్ మరియు నెల్సన్ ఆస్మాటిక్ పంప్ అని పేరు పెట్టారు.
• ప్రతికూలత - వినియోగానికి ముందు నీటిని లోడ్ చేయాలి
• హిగుచి మరియు లీపర్ ఈ డిజైన్‌కు కొన్ని మార్పులు చేసి 1973లో ఔషధ ప్రపంచానికి పరిచయం చేశారు.
• 1975లో, ఎలిమెంటరీ ఓస్మోటిక్ పంప్ అని పిలువబడే డిజైన్ ఉనికిలోకి వచ్చింది మరియు 1976లో ఆల్జా కార్పొరేషన్ ద్వారా పేటెంట్ పొందింది.
ఎలిమెంటరీ ఓస్మోటిక్ పంప్ - OROS
• డ్రగ్ రిజర్వాయర్ చుట్టూ సెమీపర్మిబుల్ మెమ్బ్రేన్ ఉంటుంది, ఇది ఆస్మాసిస్ ద్వారా రిజర్వాయర్‌లోకి పరిసర ద్రవాలను స్థిరంగా ప్రవహిస్తుంది
• డ్రగ్ రిజర్వాయర్‌పై నిర్మించిన హైడ్రోస్టాటిక్ పీడనం ఫలితంగా ఔషధ పోర్టల్, పొరలో ఓపెనింగ్ ద్వారా ఔషధం యొక్క స్థిరమైన ప్రవాహం వస్తుంది.
• రిజర్వాయర్‌లో ప్యాక్ చేయబడిన ఔషధం పూర్తిగా క్షీణించే వరకు దాదాపు స్థిరమైన లేదా జీరో-ఆర్డర్ ఔషధ విడుదల నిర్వహించబడుతుంది
DUROS ల్యూప్రోలైడ్ ఇంప్లాంట్ - VIADUR
• 2000 సంవత్సరంలో యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో మానవులకు అమర్చగల మొదటి ద్రవాభిసరణ పంపుగా ఆమోదించబడింది
• DUROS devices can be designed to deliver therapy for time ranging from several weeks to as long as 1 year
• Can potentially deliver a broad array of therapeutic molecules. It is particularly suitable for potent peptides and proteins that require chronic dosing
• Specifically, the Viadur system has been marketed for the palliative treatment of prostate cancer via the delivery of the GnRH analog leuprolide
• Cylindrically shaped device consists of a reservoir made of an inert titanium alloy, capped at one end by a water- permeable membrane
• At the other end, it is capped by a diffusion moderator, through which drug formulation is released from the drug reservoir.
• The cylinder diameter ranges from 4 to 10 mm and the length is typically 45 mm, although smaller or larger systems may be designed, based on requirements of drug loading and the implantation site
• The drug formulation, piston, and osmotic engine are contained inside the cylinder
• The piston separates the drug formulation from the osmotic engine and seals the osmotic engine compartment from the drug reservoir
• The diffusion moderator is designed, in conjunction with the drug formulation, to prevent body fluid from entering the drug reservoir through the orifice
• The specially designed, semipermeable polyurethane polymer membrane enables control of delivery rate, and is chosen for specific water permeability and antifouling properties during in vivo operation
• Drug may be loaded into the reservoir in either dissolved or suspended formulations in suitable and approved solvents
ALZET Pump
• This device operates by osmotic displacement and is able to deliver drug controlled rates over delivery windows between 24 h and 6 weeks
• The drug to be delivered is filled into a core reservoir, which is isolated from a chamber, containing an osmotic salt, by a semipermeable membrane
• Due to the presence of a high concentration of salt in a chamber surrounding the reservoir, water enters the pump through the semipermeable layer
• The entry of water increases the volume in the salt chamber, causing compression of the flexible reservoir and delivery of the drug solution into the host via the exit port
Advantages and Limitation of Osmotic Pumps
Advantages
• Mitigates the “initial burst effect” that is inherent in other systems, particularly in degradable matrices
• This level of control over a sustained period can be particularly important in the delivery of critical medication for chronic pain management
• The advantages justify the additional cost, complexity, and need for implantable systems
• Limitation -Limited volume of drug can be delivered
Propellant Infusion Pumps
• Utilizes propellant gas instead of an osmotic agent to generate a constant positive pressure for zero-order release
• The use of a compressible medium, such as gas, allows for a larger volume of drug to be stored and released
• Example: Infusaid
Infusaid - Fully implantable fixed-rate pump
• Consists of two chambers separated by a flexible titanium bellows
➢ One chamber acts as a drug reservoir
➢ The other is the sealed power supply containing the two-phase fluorinated hydrocarbon charging fluid (Propellent chamber)
• The vapor pressure of the charging fluid exerts a constant pressure on the bellows
• This forces drug from the drug reservoir through an outlet filter and flow restrictor into the sideport and finally into a catheter for delivery to a chosen regional or systemic site
• The overall package is approximately 9 cm in diameter by 3 cm in height and has been utilized for insulin delivery, anticoagulant therapy, and cancer chemotherapy
• The sideport, accessible through a silicone septum, is used for bolus injections via a transcutaneous special INFUSAID needle
• The sideport feature permits direct bolus injections to the target site while completely bypassing the pump mechanism
• The centrally located silicone septum allows for filling and emptying the drug reservoir also via a transcutaneous special INFUSAID needle
Electromechanical Systems
• Osmotic and propellent driven systems – Suitable for ONLY small volumes of medication
What should be an ideal pump for long term treatment?
• Larger implant
• Ability to replenish the drug solution from time to time
• Ability to treat chronic diseases requiring daily infusion of medication
• Electrically powered mechanical pumps, with moving parts and advanced control systems
Example: Synchromed pump
• Developed by Medtronic Inc.
• Peristaltic pump implant, featuring external micro-electronic control of the delivery rate
• Pain management using intrathecal delivery of opioids
• Treatment of severe spasticity using baclofen
Synchromed Pump
• The pump consists of
➢ An outer titanium shell that encases the pump mechanism and controller
➢ Reservoir holding the drug solution, and a battery
• It can be conveniently refilled with a needle and syringe via a silicone rubber septum on the system
• The implant dimensions are 8.8 cm in diameter and 2.5 cm thickness
• The system is typically implanted in the abdominal cavity
Micro Electromechanical Systems (MEMS)
• This technology enables the manufacture of small devices using microfabrication techniques
• MEMS technology has been used to construct micro- reservoirs, micropumps, nano-porous membranes, nanoparticles, valves, sensors, micro-catheters, and other structures using biocompatible materials appropriate for drug administration
Implantable Medical Devices (IMDs)
• Electronic devices implanted within the body to treat a medical condition, monitor the state, or improve the functioning of a body part
Examples
• Pacemakers and defibrillators to monitor and treat cardiac conditions
• Neuro-stimulators for deep-brain stimulation in cases such as epilepsy or Parkinson’s disease
IMD’s for Drug Delivery
An ideal IMD would
✓ protect the drug from the body until needed
✓ Allow continuous or pulsatile delivery of both liquid and solid drug formulations
✓ Be controllable by the physician or patient
• Drug is sealed in reservoirs that release the drug upon certain electrical stimuli
• The timing and rate of drug release can be controlled and tailored based on the patient needs
• Continuous or pulsatile delivery can be achieved
• Example: ChipRx
ChipRx
• Implantable, single-reservoir device
• The release mechanism employs polymeric artificial muscles that surround and control micrometer-sized holes, and that open to release drug
• The polymeric ring expands or contracts in response to an electrical signal transmitted through a conducting polymer that contacts a swellable hydrogel
Advances in IMD’s
• IMD’s with communication and networking functions, usually known as telemetry
• Medical personnel can access data and re-configure the implant remotely, i.e., without the patient being physically present in a medical facility
• Allow healthcare providers to constantly monitor the patient’s condition and to
Drug Release from Implants
Non-Biodegradable Implants
• Passive diffusion
Biodegradable Implants
• Diffusion, degradation or a combination of both
Current Therapeutic Applications
Chronic diseases
• Cardiovascular disease
• Cancer
• Diabetes
• Ocular therapy
• Pain Management
Infectious diseases
Neurological and CNS related
Women health
Current Challenges in the Development of IDDS
• Biocompatibility-related Issues
• Patient Compliance
• Regulatory Aspects
• Cost-effectiveness
Summary
Potential problems with oral drug delivery
• Bioavailability
• Stability
• Toxicity
• Duration of release
• Irregular absorption
Potential Advantages of implantable drug delivery system
Design Feature | Summary of Potential Advantages |
Localized delivery | Drug(s) are released in immediate vicinity of implant. Action may be diffusion, limited to the specific location of implantation |
Improved patient compliance | Patient does not need to comply with repeated and timely intake of medication throughout the implantation period. Compliance is limited to one-time implantation (and potential removal in the case of nonbiodegradable implants) |
Minimized systemic side effects | Controlled release for extended periods of time and localized dosing possible with at site of action; adverse effects away from site of action are minimized; peaks and valleys in plasma drug concentration from repeated intermediate release dosing are avoided |
Lower dose | Localized implantation of site specific drugs can avoid first pass hepatic effects, thereby reducing dose required to ensure systemic bioavailability |
Improved drug stability | Protection of drug undergoing rapid degradation in the gastrointestinal and hepatobiliary system |
Suitability over direct administration | Hospital stay or continuous monitoring by healthcare staff may not be required for chronic illnesses |
Facile termination of drug delivery | If allergic or other adverse reaction to drug is experienced, discontinuation of therapy by implant removal is possible |
Ideal Requirements of IDDS
• Should be designed to substantially reduce the need for frequent drug administration over the prescribed treatment duration
• Should be environmentally stable, biocompatible, sterile
• Should be readily implantable and retrievable by medical personnel to initiate or terminate therapy
• Additionally, it must enable rate-controlled drug release at an optimal dose
• Should be easy to manufacture and provide cost-effective therapy over the treatment duration
Classification of IDDS
Passive Systems
• Passive systems can be further classified into nondegradable and degradable implants
• These typically have no moving parts or mechanisms
Active Systems
• Active systems employ some energy-dependent method for providing a positive driving force to modulate drug release
• These energy sources may be as diverse as osmotic pressure gradients or electromechanical drives
• Drawbacks of non-biodegradable implants – Needs surgical removal after therapy and cosmetic related issues
• Nature of carriers/polymers used in their fabrication – Should contain that are prone to degradation by hydrolysis or enzymes, such as ester, amide, and anhydride bonds
• Methods for fabrication – Injectable, melt extrusion, solvent evaporation, compression molding
• Design and application of some biodegradable IDDS – Gliadel, Zoladex, Profact
• Disadvantages –Cost, regulatory concerns, degradability kinetics
• Dynamic Implants –Utilise certain driving force for drug release
• Types –Osmotic, propellent driven, electromechanical driven
• Osmotic pumps –elementary osmotic pump (OROS), Higuchi and Leeper, DUROS, ALZET
Propellant Infusion Pumps
• Utilizes propellant gas instead of an osmotic agent to generate a constant positive pressure for zero-order release
• The use of a compressible medium, such as gas, allows for a larger volume of drug to be stored and released
• Example: Infusaid
Electromechanical Systems
• Osmotic and propellent driven systems – Suitable for ONLY small volumes of medication
What should be an ideal pump for long term treatment?
• Larger implant
• Ability to replenish the drug solution from time to time
• Ability to treat chronic diseases requiring daily infusion of medication
Micro Electromechanical Systems (MEMS)
• This technology enables the manufacture of small devices using microfabrication techniques
• MEMS technology has been used to construct microreservoirs, micropumps, nano-porous membranes, nanoparticles, valves, sensors, micro-catheters, and other structures using biocompatible materials appropriate for drug administration
Implantable Medical Devices (IMDs)
• Electronic devices implanted within the body to treat a medical condition, monitor the state, or improve the functioning of a body part
Examples
• Pacemakers and defibrillators to monitor and treat cardiac conditions
• Neuro-stimulators for deep-brain stimulation in cases such as epilepsy or Parkinson’s disease
Drug Release from Implants
Non-Biodegradable Implants -Passive diffusion
Biodegradable Implants - Diffusion, degradation or a combination of both
Current Therapeutic Applications
1. దీర్ఘకాలిక వ్యాధులు
• కార్డియోవాస్కులర్ వ్యాధి
• క్యాన్సర్
• మధుమేహం
• కంటి చికిత్స
• నొప్పి నిర్వహణ
2. అంటు వ్యాధులు
3. నరాల మరియు CNS సంబంధిత
4. మహిళల ఆరోగ్యం
IDDS అభివృద్ధిలో ప్రస్తుత సవాళ్లు
• బయో కాంపాబిలిటీ-సంబంధిత సమస్యలు
• రోగి వర్తింపు
• రెగ్యులేటరీ అంశాలు
• ఖర్చు-ప్రభావం
PDF గమనికల కోసం డౌన్‌లోడ్ బటన్‌పై క్లిక్ చేయండి
0 Comments: