Jauns inovatīvs inžektors, kas var ievadīt medikamentus sarežģītās ķermeņa vietās, ir pārbaudīts dzīvnieku modeļos
Adatas ir vissvarīgākais instruments zāles jo tie ir neaizstājami, lai nodrošinātu neskaitāmus medikamentus mūsu organismā. Mūsdienu šļirces un dobās adatas ir izmantotas jau vairākus gadu desmitus, lai no mūsu ķermeņa izņemtu šķidrumus un asinis, un tās ir svarīgas daudzām invazīvām delikātām medicīniskām procedūrām, piemēram, dialīzei. Mēģinājums mērķēt uz konkrētiem audiem, izmantojot parasto šļirces adatu, ir sarežģīts uzdevums, un to ierobežo medicīniskā personāla prasmes un precizitātes līmenis, jo šo procesu galvenokārt nosaka viņu pašu spiediena un pieskāriena sajūta, jo katra pacienta audi jūtas atšķirīgi. . Lai gan reti ziņots par ievainojumiem vai infekcijām, tomēr dažkārt vakcinācija pret gripu var izraisīt stipras sāpes un muskuļu bojājumus. Standarta adatās nav iestrādāts jauns dizains, īpaši attiecībā uz to precizitāti.
Ar tradicionālajām adatām ir grūti un riskanti ievadīt medikamentus mūsu ķermeņa delikātajās vietās, piemēram, acs aizmugurē. Suprachoroidālā telpa (SCS), kas atrodas starp sklēru un dzīsleni acs aizmugurē, ir ļoti grūti mērķēt, izmantojot parasto adatu, galvenokārt tāpēc, ka adatai ir jābūt ļoti precīzai un tai jāapstājas pēc tam, kad tā ir izgājusi caur sklēru. biezums ir mazāks par 1 mm – lai izvairītos no tīklenes bojājumiem. Šis reģions tiek uzskatīts par svarīgu daudzu medikamentu piegādei. Jebkurš pārtraukums var izraisīt nopietnu infekciju vai pat aklumu. Citas sarežģītas zonas ir peritoneālā telpa vēderā un audos starp ādu un muskuļiem un epidurālā telpa ap muguras smadzenes kur epidurālo anestēziju veic maksts dzemdību laikā.
Jauna spiedienjutīga adata
Pētījumā, kas publicēts Dabas biomedicīnas inženierija pētnieki no Brigham and Women's Hospital, ASV, ir izstrādājuši jaunu inteliģentu un ļoti precīzu injekcija mērķēšanai uz audiem – saukts par I2T2 (intelligent-injector foraudi-targetting). To mērķis bija uzlabot mērķauditorijas atlasi pēc audiem, vienlaikus saglabājot glītu, vienkāršu un praktisku dizainu. The I2T2 ierīce tika izveidota, izmantojot standarta zemādas adatu un citas komerciāli nopērkamo šļirču daļas, un funkcionāli I2T2 sastāv no nelielām tradicionālās šļirču-adatas sistēmas modifikācijām. Tā ir slīdoša adata, kas var iekļūt audu ārējā slānī, pēc tam tā var automātiski apstāties pie divu audu slāņu saskarnes un izlaist šļirces saturu mērķa zonā, kad lietotājs nospiež šļirces virzuli.
I2T2 sastāv no stumšanas virzuļa, adatas virzuļa, mehāniskā aiztura, šķidruma un kustīgas adatas. Adata ir uzstādīta uz adatas virzuļa, kas ir slīdošs balsts, kas nodrošina precīzu kustību pa šļirces cilindra asi. Pirmkārt, adatas galu ievieto audos nelielā dziļumā, bet tikai tik daudz, lai izvairītos no šķidruma plūsmas caur adatu. Šo posmu sauc par “iepriekšējo ievietošanu”. Šļirces cilindrs novērš nepamatotu iespiešanos, un adatas virzuļa mehāniskais bloķētājs novērš nevēlamu adatas kustību atpakaļ. Otrajā posmā, ko sauc par "iekļūšanu audos", iekšējais šķidrums tiek pakļauts spiedienam, nospiežot virzuli. Virzošie spēki, kas iedarbojas uz adatu (kas nodrošina adatas kustību uz priekšu), pārvar pretējos spēkus (kas ir pretī adatas kustībai) un virza adatu dziļāk audos, kamēr šļirces cilindrs paliek nekustīgs. Šiem spēkiem ir izšķiroša nozīme adatas kustības un arī tās automātiskās apturēšanas kontrolē. Kad adatas gals nonāk vēlamajā mērķa telpā, šķidrums sāk izplūst, lai samazinātu iekšējo spiedienu, kas pēc tam pazeminās virzošo spēku zemāk par pretējo spēku, un tas pēc tam aptur adatu pie dobuma saskarnes. Šajā trešajā posmā, ko sauc par "mērķtiecīgu piegādi", šļirces šķidrums tiek ievadīts dobumā ar mazāku pretestību, jo lietotājs nospiež virzuli ar vienu nepārtrauktu kustību. Adatas pozīcija tagad ir piestiprināta pie audu dobuma saskarnes. Tā kā visiem mūsu ķermeņa bioloģiskajiem audiem ir atšķirīgs blīvums, šajā viedajā inžektorā integrētais sensors uztver pretestības zudumu, kad tas pārvietojas pa mīkstākiem audiem vai dobumu, un pēc tam automātiski aptur kustību, kad adatas gals iekļūst audos, kas piedāvā mazāku pretestību.
I2T2 tika pārbaudīts ekstrahētā audi paraugi un trīs dzīvnieku modeļi, tostarp aitas, lai novērtētu to piegādes precizitāti suprachoroidālajā, epidurālajā un peritoneālajā telpā. Injekcija automātiski nosaka visas rezistences izmaiņas, lai preklīniskajos testos droši un precīzi ievadītu medikamentus. Inžektors izlemj uzreiz, ļaujot uzlabot mērķauditorijas atlasi audos un minimālu pārtēriņu jebkurā nevēlamā vietā aiz mērķa audiem, kas var izraisīt savainojumus. Pētījums ir jāpaplašina, iekļaujot cilvēku preklīniskos testus un pēc tam nākamo 2–3 gadu laikā, lai novērtētu inžektora lietderību un drošību.
I2T2 saglabā līdzvērtīgu vienkāršību un rentabilitāti standarta šļirču adatām. I2T2 inžektora galvenā priekšrocība ir tā, ka tam ir augstāks precizitātes līmenis un tas nav atkarīgs no apkalpojošā personāla prasmēm, jo inžektors var sajust pretestības zudumu, kad tas saskaras ar mīkstāku audu vai dobumu un pēc tam pārtrauc adatas virzīšanu uz priekšu un sāk piegādāt savu terapeitiskā līdzekļa kravu mērķa telpā. Šļirces virzuļa ierīce ir vienkārša mehāniska sistēma, un tai nav nepieciešama papildu elektronika. I2T2 inžektora tehnoloģija ir jauna platforma, lai panāktu labāku mērķēšanu uz audiem dažādās un sarežģītās ķermeņa vietās. Adata ir vienkārša un viegli izgatavojama ar zemām izmaksām. Lai to darbinātu, nebija nepieciešama papildu tehnika vai apmācība. Šāda daudzpusīga, jutīga, rentabla un lietotājam draudzīga tehnoloģija varētu būt daudzsološa vairākiem klīniskiem lietojumiem.
***
{Jūs varat izlasīt oriģinālo pētījumu, noklikšķinot uz DOI saites, kas norādīta tālāk citēto avotu sarakstā}
Avots (-i)
Chitnis GD et al. 2019. Mehāniskais inžektors ar pretestības sensoru precīzai šķidrumu ievadīšanai mērķa audos. Dabas biomedicīnas inženierija. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
