Un nou injector inovator care poate livra medicamente în locuri dificile ale corpului a fost testat pe modele animale
Acele sunt cel mai important instrument în medicină deoarece sunt indispensabile în livrarea a nenumărate medicamente în interiorul corpului nostru. Seringile și acele goale de astăzi au fost folosite de zeci de ani pentru extragerea fluidelor și a sângelui din corpul nostru și sunt importante pentru multe proceduri medicale delicate invazive, cum ar fi dializa. Încercarea de a viza anumite țesuturi utilizând un ac convențional al unei seringi este o sarcină dificilă și este limitată de abilitățile și nivelurile de precizie ale personalului medical, deoarece acest proces este ghidat în mare parte de propriul simț al presiunii și al atingerii, deoarece țesutul fiecărui pacient se simte diferit. . Deși rănile sau infecțiile au fost rareori raportate, dar uneori o vaccinare împotriva gripei poate provoca dureri extreme și leziuni musculare. Niciun design nou nu a fost încorporat în acele standard, în special în ceea ce privește precizia lor.
Acele tradiționale sunt dificile și riscante de a administra medicamente în regiunile delicate ale corpului nostru, de exemplu spațiul din spatele ochiului. Spațiul supracoroidian (SCS) situat între sclera și coroidă în partea din spate a ochiului este o locație foarte dificil de vizat folosind un ac convențional, în principal pentru că acul trebuie să fie foarte precis și trebuie să se oprească după ce a trecut prin scleră - a cărui grosimea este mai mică de 1 mm - pentru a evita orice deteriorare a retinei. Această regiune este considerată importantă pentru livrarea multor medicamente. Orice defecțiune poate provoca o infecție gravă sau chiar orbire. Alte zone provocatoare sunt spațiul peritoneal din abdomen și țesutul dintre piele și mușchi și spațiul epidural din jurul măduva spinării unde se face anestezie epidurala in timpul nasterii vaginale.
Un nou ac sensibil la presiune
Intr-un studiu publicat in Natura Inginerie biomedicala cercetătorii de la Brigham and Women's Hospital, SUA, au proiectat un roman inteligent și foarte precis injecție pentru țintirea țesuturilor – numit I2T2 (injector inteligent pentru țintirea țesuturilor). Au urmărit să îmbunătățească direcționarea țesuturilor, păstrând în același timp designul îngrijit, simplu și practic. The I2T2 Dispozitivul a fost creat folosind un ac hipodermic standard și alte părți ale seringilor vândute comercial și, din punct de vedere funcțional, I2T2 constă din ușoare modificări la sistemul tradițional seringă-ac. Este un ac de alunecare care poate pătrunde în stratul exterior de țesut, apoi se poate opri automat la interfața a două straturi de țesut și eliberează conținutul seringii în zona țintă în timp ce utilizatorul împinge pistonul seringii.
I2T2 constă dintr-un piston de împingere, un piston de ac, un opritor mecanic, fluid și un ac mobil. Acul este montat pe piston-ac care este un suport de alunecare care permite deplasarea precisă de-a lungul axei cilindrului seringii. În primul rând, vârful acului este introdus în țesut la adâncime mică, dar suficient pentru a evita orice flux de lichid prin ac. Această etapă se numește „pre-inserție”. Cilindru seringii previne pătrunderea nejustificată, iar blocarea mecanică a pistonului acului previne mișcarea nedorită înapoi a acului. În timpul celei de-a doua etape numită „penetrare în țesut”, fluidul intern este presurizat prin împingerea pistonului. Forțele motrice care acționează asupra acului (care permit mișcarea înainte a acului) depășesc forțele opuse (care se opun mișcării acului) și avansează acul mai adânc în interiorul țesutului, în timp ce cilindrul seringii rămâne imobil. Aceste forțe joacă un rol critic în controlul mișcării acului și, de asemenea, în oprirea lui automată. Când vârful acului intră în spațiul țintă dorit, fluidul începe să iasă astfel încât să reducă presiunea internă care va scădea apoi forța de antrenare sub forța opusă și aceasta va opri ulterior acul la interfața cavității. În timpul acestei a treia etape numită „livrare direcționată”, fluidul seringii este livrat în cavitate având o rezistență mai mică, pe măsură ce utilizatorul împinge pistonul într-o singură mișcare continuă. Poziția acului este acum fixată la interfața țesut-cavitate. Deoarece fiecare țesut biologic din corpul nostru are o densitate diferită, un senzor integrat în acest injector inteligent detectează pierderea rezistenței pe măsură ce se deplasează printr-un țesut mai moale sau o cavitate și apoi oprește automat mișcarea atunci când vârful acului pătrunde în țesut oferind o rezistență mai mică.
I2T2 a fost testat în extras țesut probe și trei modele animale, inclusiv ovine, pentru a evalua acuratețea eliberării acesteia în spațiile supracoroidale, epidurale și peritoneale. Injecția detectează automat orice modificare a rezistenței, astfel încât să livreze în siguranță și cu precizie medicația în testele preclinice. Injectorul decide instantaneu permițând o direcționare îmbunătățită a țesutului și o depășire minimă în orice locație nedorită dincolo de țesutul țintă care ar putea provoca leziuni. Studiul urmează să fie extins la testele preclinice umane și apoi la studii în următorii 2-3 ani pentru a evalua utilitatea și siguranța injectorului.
I2T2 păstrează simplitatea și rentabilitatea echivalentă a acelor standard de seringă. Principalul avantaj al injectorului I2T2 este că afișează un nivel mai ridicat de precizie și nu se bazează pe abilitățile personalului operator, deoarece injectorul poate simți pierderea rezistenței atunci când întâlnește un țesut mai moale sau o cavitate și apoi încetează să avanseze acul și începe să-și livreze încărcătura de agent terapeutic în spațiul țintă. Dispozitivul piston al seringii este un sistem mecanic simplu și nu necesită electronică suplimentară. Tehnologia injectorului I2T2 este o nouă platformă pentru a obține o direcționare mai bună a țesuturilor în locații diferite și dificile ale corpului. Acul este simplu și ușor de fabricat cu costuri reduse. Nu a fost necesară nicio tehnică sau pregătire suplimentară pentru a-l utiliza. O astfel de tehnologie versatilă, sensibilă, rentabilă și ușor de utilizat ar putea fi promițătoare pentru mai multe aplicații clinice.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Chitnis GD și colab. 2019. Un injector mecanic cu senzor de rezistență pentru livrarea precisă a lichidelor către țesutul țintă. Ingineria biomedicală a naturii. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
