Одним из этапов при выпуске нового лекарственного препарата является экспериментальное исследование его фармакологических свойств. Помимо прочего, специалисты определяют воздействие лекарства на биологические организмы (животные, человек), что позволяет установить терапевтический эффект препарата, побочные действия, эффективность его воздействия на организм в зависимости от концентрации. При определении влияния лекарства на мозг лабораторных испытуемых зачастую прибегают к перфузионным исследованиям, когда препарат подается в кровеносный сосуд, и затем поступает в мозг.
Несомненно, при подобных исследованиях должно применяться самое точное измерительное оборудование. В том числе для измерения и поддержания расхода лекарственного препарата. Дозирующее устройство должно иметь очень низкий уровень пульсаций при ультрамалых расходах (доли миллилитров в минуту), чтобы не повредить хрупкую клеточную ткань. Внутренние части дозирующих устройств должны легко очищаться и дезинфицироваться. Необходимы стабильные температурные условия, так как изменения температуры будут влиять на скорость поступления химических соединений к тканям и их биохимические превращения. Отсутствие точности систем дозирования является типичным препятствием в таких экспериментах, что может приводить к серьезным проблемам интерпретации результатов на более поздних этапах исследований.
Традиционно для длительного контролируемого введения малых количеств лекарственного препарата в вену пациента используются инфузионные насосы шприцевого типа. Однако из врачебной практики следует, что показания шприцевого насоса не всегда соответствуют фактическому расходу. По этой причине разрабатываются специальные программы регулярной проверки точности этих насосов. В одной из таких программ приняли участие специалисты компании Bronkhorst® со своими высокоточными кориолисовыми расходомерами серии miniCORI-FLOW. В ходе исследования было установлено, что расходомеры miniCORI-FLOW могут с успехом применяться для калибровки шприцевых насосов и позволяют в итоге увеличить точность их дозирования. Подробности работы можно узнать в корпоративном блоге.
А позже для задачи дозирования очень малых расходов лекарственных препаратов компания Bronkhorst предложила свое решение — систему дозирования с кориолисовым расходомером miniCORI-FLOW и поршневым насосом высокого давления WADose HP Lite. Расходомер управляет работой насоса с помощью встроенного ПИД-регулятора так, чтобы реальный расход максимально точно соответствовал заданному значению. Насос при этом забирает жидкость из емкости и под давлением подает ее на вход расходомера. Схема предлагаемого решения и фотографии приборов приведены ниже.
В этой схеме одинаково важны оба компонента. Без насоса не удалось бы создать избыточное давление и расход жидкости, но и без расходомера не обойтись. Из-за различных свойств (плотность, вязкость) различных препаратов и небольших утечек, которые присутствуют в головке насоса, он, как отдельное устройство, не сможет с требуемой точностью поддерживать необходимый ультрамалый расход. Только комбинированная система дает точное значение мгновенного расхода жидкости. А также значение дозы, поданной за определенное время, которое измеряет расходомер miniCORI-FLOW с помощью встроенного счетчика.
Чтобы не повредить тканям испытуемого, пульсации насоса значительно снижаются с помощью специального демпфера. А использование теплообменника, прикрепляемого к головке насоса, позволяет стабилизировать температуру подаваемого препарата.
Предлагаемый подход с забором жидкости из емкости (большого объема) позволяет улучшить производительность эксперимента. Емкость шприцевых насосов ограничена и их необходимо постоянно пополнять. Для решения от компании Bronkhorst ® такая необходимость отпадает. Кроме того, значительно улучшается воспроизводимость дозирования и исключается человеческий фактор.
Типичные препараты в фармакологических исследованиях — жидкости с высокой концентрацией солей. Работать с такими жидкостями поршневым насосам непросто. Хорошо, что важные внутренние компоненты насосов WADose HP Lite , в том числе уплотнения, легко прочистить. Это позволяет снизить их износ, а самое главное избежать загрязнения, что очень важно в фармацевтике.
По материалам Bronkhorst® Application Note A116 "Pharmaceutical dosing".
