ボディオンチップシステムでの使用のためのオルガノシラン修飾ポリジメチルシロキサンとの薬物相互作用を評価するための逆液体固体クロマトグラフィー

Inverse Liquid Solid Chromatography to Evaluate Drug Interactions with Organosilane Modified Polydimethylsiloxane for use in Body-on-a-Chip Systems.

• Mark Schnepper
• Jeff Roles
• James J Hickman

抄録

ボディオンチップおよびオルガノチップシステムでは、これらのデバイスで使用されるマイクロ流体チャネルおよびチャンバーの製造のための材料の相対的な適合性のために、ポリジメチルシロキサン（PDMS）を利用しています。しかし、疎水性分子、特に治療用化合物はPDMSに吸着する傾向があり、前臨床データを臨床結果の予測に変換するために使用される薬物動態/薬力学（PK/PD）モデルに供給する用量反応曲線を歪める可能性があります。有機シランによる表面修飾はPDMSを修飾するための一つの方法として検討されているが、薬物吸着等温線に及ぼす有機シランの影響についてはよくわかっていない。我々は逆液体固体クロマトグラフィー（ILC）を用いて、ネイティブPDMSとオルガノシラン修飾（フッ素樹脂（13F）とポリエチレングリコール（PEG））を用いたアセトアミノフェン、ジクロフェナク、ベラパミルの吸着パラメータを評価した。PDMS表面に有機シランを添加し、その修飾と薬物吸着の変化を相関させた。その結果、有機シランの修飾は、我々の方法論を用いて、被験薬の吸着エネルギーを大きく変化させることがわかった。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

Body-on-a-chip and organ-on-a-chip systems utilize polydimethylsiloxane (PDMS) because of the relative suitability of the material for fabrication of microfluidic channels and chambers used in these devices. However, hydrophobic molecules, especially therapeutic compounds, tend to adsorb to PDMS which may distort the dose-response curves that feed into the Pharmacokinetic/Pharmacodynamic (PK/PD) models used to translate preclinical data into predictions of clinical outcomes. Surface modification by organosilanes is one method being explored to modify PDMS, but the effect of organosilanes on drug adsorption isotherms are not well characterized. We utilized Inverse Liquid-Solid Chromatography (ILC) to characterize the adsorption parameters of the drugs acetaminophen, diclofenac, and verapamil with native PDMS and organosilane-modified (fluoropolymer (13F) and polyethylene glycol (PEG)) PDMS surfaces, to correlate the modifications to changes in drug adsorption. It was determined that the organosilane modifications significantly changed the energy of adsorption of the test drug utilizing our methodology. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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