Новый инновационный инжектор, который может доставлять лекарства в труднодоступные места тела, был протестирован на животных моделях.
Иглы - самый важный инструмент в медицина поскольку они незаменимы при доставке бесчисленных лекарств в наш организм. Современные шприцы и полые иглы используются на протяжении десятилетий для извлечения жидкостей и крови из нашего тела и важны для многих инвазивных деликатных медицинских процедур, таких как диализ. Попытка воздействовать на определенные ткани с помощью обычной иглы шприца является сложной задачей и ограничивается навыками и уровнем точности медицинского персонала, поскольку этот процесс в основном определяется их собственным ощущением давления и прикосновения, поскольку ткани каждого пациента ощущаются по-разному. . Хотя о травмах или инфекциях сообщалось редко, иногда прививка от гриппа может вызвать сильную боль и повреждение мышц. В стандартные иглы не было внедрено никакой новой конструкции, особенно в том, что касается их точности.
Традиционными иглами сложно и рискованно вводить лекарства в деликатные участки нашего тела, например, в пространство позади глаза. Супрахориоидальное пространство (СХП), расположенное между склерой и сосудистой оболочкой в задней части глаза, представляет собой очень трудное место для нацеливания с помощью обычной иглы, главным образом потому, что игла должна быть очень точной и должна останавливаться после прохождения через склеру. толщина менее 1 мм – во избежание повреждения сетчатки. Этот регион считается важным для доставки многих лекарств. Любая ошибка может вызвать серьезную инфекцию или даже слепоту. Другими сложными областями являются брюшинное пространство брюшной полости и ткани между кожей и мышцами, а также эпидуральное пространство вокруг брюшной полости. спинной мозг где эпидуральная анестезия проводится во время родов через естественные родовые пути.
Новая чувствительная к давлению игла
В исследовании, опубликованном в Природа Биомедицинская инженерия исследователи из Бригама и женской больницы США разработали новый интеллектуальный и высокоточный инъекция для нацеливания на ткани - называется I2T2 (интеллектуальный инжектор для нацеливания на ткани). Их цель - улучшить нацеливание на ткани, сохраняя при этом аккуратный, простой и практичный дизайн. В И2Т2 Устройство было создано с использованием стандартной иглы для подкожных инъекций и других частей имеющихся в продаже шприцев, и функционально I2T2 представляет собой небольшие модификации традиционной системы шприц-игла. Это скользящая игла, которая может проникать во внешний слой ткани, затем она может автоматически останавливаться на границе двух слоев ткани и выпускать содержимое шприца в целевую область, когда пользователь толкает поршень шприца.
I2T2 состоит из толкающего плунжера, плунжера иглы, механического упора, жидкости и подвижной иглы. Игла устанавливается на иглу-поршень, которая представляет собой скользящую опору, обеспечивающую точное перемещение по оси цилиндра шприца. Сначала кончик иглы вводится в ткань на небольшой глубине, но достаточно, чтобы избежать протекания жидкости через иглу. Этот этап называется «предварительная вставка». Цилиндр шприца предотвращает несанкционированное проникновение, а механическая блокировка поршня иглы предотвращает нежелательное движение иглы в обратном направлении. Во время второй стадии, называемой «проникновение в ткань», внутренняя жидкость подвергается давлению за счет толкания поршня. Движущие силы, которые действуют на иглу (которые обеспечивают движение иглы вперед), преодолевают противодействующие силы (которые препятствуют движению иглы) и продвигают иглу глубже внутрь ткани, в то время как цилиндр шприца остается неподвижным. Эти силы играют решающую роль в управлении движением иглы, а также в ее автоматической остановке. Когда кончик иглы входит в желаемое целевое пространство, жидкость начинает выходить, чтобы уменьшить внутреннее давление, которое затем снизит движущую силу ниже силы противодействия, и это впоследствии остановит иглу на границе раздела полости. Во время этой третьей стадии, называемой «направленной доставкой», жидкость шприца доставляется в полость с меньшим сопротивлением, поскольку пользователь толкает поршень одним непрерывным движением. Положение иглы теперь зафиксировано на границе раздела ткань-полость. Поскольку каждая биологическая ткань в нашем организме имеет разную плотность, встроенный датчик в этом интеллектуальном инжекторе определяет потерю сопротивления при движении через более мягкую ткань или полость, а затем автоматически останавливает свое движение, когда кончик иглы проникает в ткань, обеспечивая меньшее сопротивление.
I2T2 был протестирован в извлеченных туалетная бумага образцы и три модели животных, включая овец, для оценки точности доставки в супрахориоидальное, эпидуральное и перитонеальное пространства. Инъекция автоматически обнаруживает любые изменения резистентности, чтобы безопасно и точно доставить лекарство в доклинических тестах. Инжектор мгновенно принимает решение, обеспечивая улучшенное нацеливание на ткани и минимальное превышение любого нежелательного места за целевой тканью, которое может вызвать травму. Исследование будет распространено на доклинические испытания на людях, а затем на испытания в следующие 2-3 года для оценки полезности и безопасности инъектора.
I2T2 сохраняет эквивалентную простоту и экономичность стандартных игл для шприцев. Основное преимущество инъектора I2T2 заключается в том, что он демонстрирует более высокий уровень точности и не полагается на навыки обслуживающего персонала, поскольку инъектор может ощущать потерю сопротивления, когда он сталкивается с более мягкой тканью или полостью, а затем он перестает продвигать иглу и начинает доставлять свой груз терапевтического агента в целевое пространство. Плунжерное устройство шприца представляет собой простую механическую систему и не требует дополнительной электроники. Инжекторная технология I2T2 - это новая платформа для достижения лучшего нацеливания на ткани в различных и сложных участках тела. Игла проста и удобна в изготовлении с небольшими затратами. Для работы с ним не требовалось никакой дополнительной техники или обучения. Такая универсальная, чувствительная, экономичная и удобная для пользователя технология может быть многообещающей для множества клинических приложений.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Читнис Г.Д. и соавт. 2019. Механический инжектор с датчиком сопротивления для точной доставки жидкости к ткани-мишени. Биомедицинская инженерия природы. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
