Advanced

Intraocular Microdialysis

Waga, Janina LU (1999)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

En ny metod för tillförsel av läkemedel, samt för koncentrationsmätning av olika kroppsegna och främmande ämnen i ögat.



Populärvetenskaplig sammanfattning



Vi har anpassat den sk mikrodialystekniken för intraokulärt bruk (dvs för ögon) på kaniner. Tekniken utvecklades ursprungligen vid Karolinska Institutet, Stockholm, för mätning av signalsubstanser i hjärnan. Den bygger på den sk diffusionsprincipen, nämligen att molekyler kring ett genomsläppligt membran strävar efter att uppnå en jämvikt. När membranet befinner sig i en vävnad vandrar molekyler från vävnaden in genom det och kan samlas upp i den vätska som passerar på insidan av membranet. Tvärtom kan... (More)
Popular Abstract in Swedish

En ny metod för tillförsel av läkemedel, samt för koncentrationsmätning av olika kroppsegna och främmande ämnen i ögat.



Populärvetenskaplig sammanfattning



Vi har anpassat den sk mikrodialystekniken för intraokulärt bruk (dvs för ögon) på kaniner. Tekniken utvecklades ursprungligen vid Karolinska Institutet, Stockholm, för mätning av signalsubstanser i hjärnan. Den bygger på den sk diffusionsprincipen, nämligen att molekyler kring ett genomsläppligt membran strävar efter att uppnå en jämvikt. När membranet befinner sig i en vävnad vandrar molekyler från vävnaden in genom det och kan samlas upp i den vätska som passerar på insidan av membranet. Tvärtom kan molekyler som finns i vätskan som pumpas genom membranet också vandra ut i omgivande vävnad. Membranet är monterat på ett plaströr kopplat till en tillförande och en frånförande slang och alltihop brukar kallas "mikrodialysprob". Den förstnämnda slangen är kopplad till en pump, som med given hastighet pumpar en vätska som passerar förbi membranet och som sedan kan samlas upp i slutet av den senare slangen. Metoden har här använts för tillförsel av ämnen, t.ex läkemedel, direkt till ögat och för att samla upp och mäta ämnen som finns i ögats glaskropp. Mikrodialysproben opereras in i ögat på sövda försökskaniner.



Mikrodialysproben brukar fungera i upp till 3-4 veckor i ögat. Det är fullt möjligt att utföra upprepade försök på ett och samma försöksdjur. Försöken göres på vakna djur, som under försöksperioden sitter i särskilda burar. Kaninerna tål försöken och den inopererade mikrodialysproben utomordentligt väl, och vi anser att metoden är mycket skonsam för djuren.



Experimenttyper



*Kartläggning av mikrodialysprobens egenskaper i ögat. Två typer av mikrodialysprober inopererades i ena ögat på kaninerna, som sedan fick vakna upp och föra "ett normalt liv". Genom ena slangen ansluten till mikrodialysproben pumpades dagligen en svagt radioaktiv vätska, som kunde samlas upp i den andra slangen och "räknas". Genom att beräkna den procentuella förlusten av radioaktivitet kunde man bilda sig en uppfattning om hur stor andel som vandrat ut i glaskroppen. På det viset mäter vi fortfarande membranets kondition, eftersom dess egenskaper med tiden försämras när det ligger i glaskroppen.



*Tillförsel av ämnen med olika molekylstorlek i spårkoncentrationer. Myrsyra, glukos och inulin är låg-, medel- och högmolekylära ämnen som pumpades genom membranet i svagt radioaktiv form. Den procentuella andelen av ämnet som vandrat över membranet beräknades och visade sig vara ungefärligt proportionell till molekylvikten. Dessutom tillfördes penicillin, cortison och två typer av cellgifter och kunde på samma sätt visas tränga in i glaskroppen.



*Tillförsel av mediciner, antibiotika, cellgift och cortison i högre koncentrationer. Medicinerna var här lösta i mycket högre koncentrationer och likaledes radioaktivt märkta. Efter tillförseln av en given mängd läkemedel, avlivades djuren och radioaktiviteten i glaskroppen mättes direkt. För flera av ämnena kunde vi visa att man uppnått en nivå av medicinen som krävs för att den ska ha effekt (terapeutisk).



*Farmakokinetiska försök med fortlöpande mätning av koncentrationen av ceftazidim i glaskroppen efter intramuskulär tillförsel. Ceftazidim är ett antibiotikum som används kliniskt bl a vid svåra infektioner i ögonen. Det sprutades i lårmuskeln på kaniner, som tidigare hade fått en mikrodialysprob inopererad i ena ögat. Samtidigt med insprutningen startades en långvarig perfusion av membranet med en näringslösning, som samlades fortlöpande i utgångsslangen. Mängden antibiotikum analyserades i de olika proverna och man kunde så småningom få kurvor över ämnets koncentration i glaskroppen mot tiden.



*Tillförsel av tillväxtfaktorn NGF till ögat. NGF är en sk tillväxtfaktor, som sannolikt spelar roll i utmognaden av celler. Den är den först beskrivna i en lång rad liknande ämnen som är högaktuella t.ex. vid försök med näthinnetransplantat. Vi har genom tillförsel med mikrodialys kunnat uppnå en koncentration som sannolikt har effekt. Försöken är dels gjorda med mätning av glaskroppen i sin helhet, dels har vi försökt åskådliggöra ämnets vandring i glaskroppen.



*Tillförsel av antiviruspreparatet ganciclovir till glaskroppen. Ganciclovir är ett läkemedel som ofta måste ges till AIDS patienter mot en fruktad infektion med Cytomegalovirus. Den drabbar bl a näthinnan med blindhet som oundviklig konsekvens om inte adekvat behandling ges. Idag har man utvecklat "behållare" med denna medicin som opereras in i ögonen på patienter. Behållarna har emellertid vissa nackdelar och det här experimentet syftar till att visa, att terapeutiska nivåer har kunnat uppnås med en annan metod för tillförsel nämligen mikrodialys. En fördel med vår metod är att dosen kan varieras efter sjukdomens aktuella svårighetsgrad.



Sammanfattningsvis har vi visat att flera substanser som antibiotika, cytostatika och cortisonpreparat penetrerar in i glaskroppen efter en mikrodialysperfusion. Koncentrationerna som uppnås på så vis ligger i flera fall på terapeutisk nivå. Mediciner med systembiverkningar (t.ex det ovan nämnda ganciclovir), som kanske måste överges pga dessa, ges direkt och i den önskade dosen till det sjuka organet, i vårt fall ögat. Metoden kan utgöra ett alternativ till redan etablerade och kliniskt använda sätt att tillföra droger. Vi har vidare visat att metoden med fördel går att använda som farmakokinetiskt instrument, emedan våra resultat är jämförbara med andra, utförda med konventionella metoder och vi anser att man på detta sätt bättre speglar ett dynamiskt förlopp. Metoden ter sig överlägsen upprepade stickprov och man behöver endast använda en bråkdel av antalet försöksdjur jämfört med andra metoder. Betydelsen kan således vara stor både ur metodologisk, ekonomisk och försöksdjursparande synvinkel. (Less)
Abstract
The method of microdialysis has been adapted for ocular use. It is a technique for monitoring concentrations of different molecules in a tissue in vivo. It is based on the principle of diffusion through a semipermeable membrane. The membrane is mounted on a soft plastic shaft, connected to an inlet and an outlet tube. The whole device, called microdialysis probe, was implanted into the vitreous body of rabbits. When a fluid is pumped through the inlet tube molecules that surround the membrane cross it and can be collelcted in the outlet tube. The concentration of these molecules is proportional to the concentration surrounding the membrane, i. e. the tissue where it is implanted. Thus the method can be used to investigate endogenous... (More)
The method of microdialysis has been adapted for ocular use. It is a technique for monitoring concentrations of different molecules in a tissue in vivo. It is based on the principle of diffusion through a semipermeable membrane. The membrane is mounted on a soft plastic shaft, connected to an inlet and an outlet tube. The whole device, called microdialysis probe, was implanted into the vitreous body of rabbits. When a fluid is pumped through the inlet tube molecules that surround the membrane cross it and can be collelcted in the outlet tube. The concentration of these molecules is proportional to the concentration surrounding the membrane, i. e. the tissue where it is implanted. Thus the method can be used to investigate endogenous products as well as concentrations of e. g. drugs. It can also be used for drug delivery directly to the organ (the eye). In that case the drug molecules diffuse in to the tissue. There are several advantages with this technique when used in the eye. Only molecules cross the membrane, and no fluid is neither added nor withdrawn from the vitreous where the probe is implanted. In this study the technique has been used to deliver the drugs dexametasone, benzyl penicillin, 5-fluorouracil, daunomycin and ganciclovir and the growth factor NGF to the rabbit vitreous. Therapeutic concentrations have been achieved. It was also shown that the method can be used for continuous pharmacokinetic monitoring of systemically administered ceftazidime here used as a model substance. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Professor Sjöstrand, Johan, Gothenburg, Sweden
organization
alternative title
Intraokulär mikrodialys
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Ophtalmology, pharmacokinetics, drug adminstration, vitreous body, Microdialysis, eye, Oftalmologi
pages
103 pages
publisher
Department of Ophthalmology, Lund University
defense location
Segerfalksalen, WNC, Lund, Sweden
defense date
1999-10-22 10:15
external identifiers
  • Other:ISRN: LUMEDW/MEVL-1021-SE
ISBN
91-628-3770-2
language
English
LU publication?
yes
id
e2005c95-c080-40e2-8777-f075cfc957f9 (old id 39930)
date added to LUP
2007-07-31 11:20:22
date last changed
2016-09-19 08:45:12
@misc{e2005c95-c080-40e2-8777-f075cfc957f9,
  abstract     = {The method of microdialysis has been adapted for ocular use. It is a technique for monitoring concentrations of different molecules in a tissue in vivo. It is based on the principle of diffusion through a semipermeable membrane. The membrane is mounted on a soft plastic shaft, connected to an inlet and an outlet tube. The whole device, called microdialysis probe, was implanted into the vitreous body of rabbits. When a fluid is pumped through the inlet tube molecules that surround the membrane cross it and can be collelcted in the outlet tube. The concentration of these molecules is proportional to the concentration surrounding the membrane, i. e. the tissue where it is implanted. Thus the method can be used to investigate endogenous products as well as concentrations of e. g. drugs. It can also be used for drug delivery directly to the organ (the eye). In that case the drug molecules diffuse in to the tissue. There are several advantages with this technique when used in the eye. Only molecules cross the membrane, and no fluid is neither added nor withdrawn from the vitreous where the probe is implanted. In this study the technique has been used to deliver the drugs dexametasone, benzyl penicillin, 5-fluorouracil, daunomycin and ganciclovir and the growth factor NGF to the rabbit vitreous. Therapeutic concentrations have been achieved. It was also shown that the method can be used for continuous pharmacokinetic monitoring of systemically administered ceftazidime here used as a model substance.},
  author       = {Waga, Janina},
  isbn         = {91-628-3770-2},
  keyword      = {Ophtalmology,pharmacokinetics,drug adminstration,vitreous body,Microdialysis,eye,Oftalmologi},
  language     = {eng},
  pages        = {103},
  publisher    = {ARRAY(0x765b5e0)},
  title        = {Intraocular Microdialysis},
  year         = {1999},
}