En ny innovativ injektor, der kan levere medicin til svære steder i kroppen, er blevet testet i dyremodeller
Nåle er det vigtigste værktøj i medicin da de er uundværlige til at levere utallige medicin inde i vores krop. Nutidens sprøjter og hule nåle er blevet brugt i årtier til at udvinde væsker og blod fra vores krop og er vigtige for mange invasive delikate medicinske procedurer som dialyse. At forsøge at målrette specifikt væv ved at bruge en konventionel kanyle på en sprøjte er en udfordrende opgave og er begrænset af det medicinske personales færdigheder og præcisionsniveauer, da denne proces for det meste styres af deres egen følelse af tryk og berøring, da hver patients væv føles anderledes. . Selvom der sjældent er blevet rapporteret om skader eller infektioner, kan en influenzasprøjtning nogle gange forårsage ekstrem smerte og muskelskade. Intet nyt design er blevet indarbejdet i standardnåle, især med hensyn til deres nøjagtighed.
Traditionelle nåle er vanskelige og risikable at administrere medicin til sarte områder af vores krop, f.eks. rummet bagerst i vores øje. Det suprakoroidale rum (SCS) placeret mellem sclera og årehinde bag i øjet er et meget vanskeligt sted at målrette ved hjælp af en konventionel nål, primært fordi nålen skal være meget præcis, og den skal stoppe, efter at den er gået gennem scleraen - hvis tykkelsen er mindre end 1 mm – for at undgå skader på nethinden. Denne region anses for vigtig for levering af mange lægemidler. Ethvert bortfald kan forårsage en alvorlig infektion eller endda blindhed. Andre udfordrende områder er peritonealt rum i mave og væv mellem hud og muskler og epiduralt rum omkring rygrad hvor der gives epidural anæstesi under vaginal fødsel.
En ny trykfølsom nål
I en undersøgelse offentliggjort i Naturbiomedicinsk teknik forskere fra Brigham and Women's Hospital, USA har designet en ny intelligent og meget præcis injektion til målretning af væv – kaldet I2T2 (intelligent-injector for tissue-targeting). De havde til formål at forbedre vævsmålretning og samtidig holde designet pænt, enkelt og praktisk. Det I2T2 Enheden blev skabt ved hjælp af standard injektionsnål og andre dele af kommercielt solgte sprøjter og funktionelt består I2T2 af små modifikationer til det traditionelle sprøjte-nåle-system. Det er en glidende nål, som kan trænge ind i det ydre lag af væv, så kan den automatisk stoppe ved grænsefladen mellem to vævslag og frigive sprøjteindholdet til målområdet, mens brugeren skubber sprøjtestemplet.
I2T2 består af et skubbestempel, et nålestempel, et mekanisk stop, væske og en bevægelig nål. Nålen er monteret på nålestemplet, som er en glidende støtte, der tillader præcis bevægelse langs sprøjtecylinderens akse. Først indsættes nålespidsen i vævet i lav dybde, men netop tilstrækkeligt til at undgå enhver strøm af væske gennem nålen. Dette stadie kaldes 'præ-indsættelse'. Sprøjtecylinderen forhindrer uberettiget gennemtrængning, og nålestemplets mekaniske lås forhindrer uønsket bevægelse bagud af nålen. Under det andet trin kaldet 'vævsgennemtrængning' bliver intern væske sat under tryk ved at trykke på stemplet. De drivende kræfter, der virker på nålen (som muliggør fremadgående bevægelse af nålen) overvinder de modsatte kræfter (der modvirker nålens bevægelse) og fremfører nålen dybere inde i vævet, mens sprøjtecylinderen forbliver ubevægelig. Disse kræfter spiller en afgørende rolle i at kontrollere nålens bevægelse og også dens automatiske stop. Når nålespidsen kommer ind i det ønskede målrum, begynder væske at komme ud for at reducere det indre tryk, som så vil sænke drivkraften under end den modsatte kraft, og dette vil efterfølgende stoppe nålen ved hulrummets grænseflade. Under dette tredje trin kaldet 'målrettet levering' bliver sprøjtevæsken leveret ind i hulrummet med lavere modstand, når brugeren skubber stemplet i en enkelt kontinuerlig bevægelse. Nålens position er nu fastgjort ved grænsefladen mellem væv og hulrum. Da hvert biologisk væv i vores krop har en forskellig tæthed, registrerer en integreret sensor i denne intelligente injektor tab af modstand, når den bevæger sig gennem blødere væv eller et hulrum og stopper derefter automatisk sin bevægelse, når nålespidsen trænger ind i væv og giver lavere modstand.
I2T2 blev testet i ekstraheret væv prøver og tre dyremodeller inklusive får for at evaluere dets leveringsnøjagtighed i suprakoroidale, epidurale og peritoneale rum. Injektionen detekterer automatisk eventuelle ændringer i resistens for sikkert og præcist at afgive medicin i prækliniske tests. Injektoren beslutter sig øjeblikkeligt, hvilket giver mulighed for forbedret vævsmålretning og minimal overskydning til ethvert uønsket sted forbi målvævet, som kan forårsage skade. Undersøgelsen skal udvides til human præklinisk testning og derefter til forsøg i de næste 2-3 år for at evaluere injektorens nytte og sikkerhed.
I2T2 bevarer den samme enkelhed og omkostningseffektivitet som standard sprøjtenåle. Den største fordel ved I2T2-injektor er, at den udviser et højere præcisionsniveau, og den er ikke afhængig af betjeningspersonalets færdigheder, da injektoren kan mærke tab af modstand, når den støder på et blødere væv eller et hulrum, og derefter holder den op med at fremføre nålen og begynder at levere sin last af terapeutisk middel ind i målrummet. Sprøjtens stempelanordning er et simpelt mekanisk system og kræver ikke yderligere elektronik. I2T2-injektorteknologien er en ny platform til at opnå bedre vævsmålretning på forskellige og vanskelige steder i kroppen. Nålen er enkel og nem at fremstille med lave omkostninger. Ingen yderligere teknik eller træning var påkrævet for at betjene den. Sådan en alsidig, følsom, omkostningseffektiv og brugervenlig teknologi kunne være lovende til flere kliniske anvendelser.
***
Kilde (r)
Chitnis GD et al. 2019. En modstandsfølende mekanisk injektor til præcis levering af væsker til målvæv. Naturmedicinsk teknik. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
***
Kommentarer er lukket.