Na zvířecích modelech byl testován nový inovativní injektor, který může dodávat léky do obtížných míst těla
Jehly jsou nejdůležitějším nástrojem v lékařství protože jsou nepostradatelné při dodávání bezpočtu léků do našeho těla. Injekční stříkačky a duté jehly se dnes používají po desetiletí k extrakci tekutin a krve z našeho těla a jsou důležité pro mnoho invazivních jemných lékařských procedur, jako je dialýza. Pokus o zacílení na konkrétní tkáně pomocí konvenční jehly injekční stříkačky je náročný úkol a je omezen dovedností a úrovní přesnosti zdravotnického personálu, protože tento proces je většinou řízen vlastním smyslem pro tlak a dotek, protože tkáň každého pacienta cítí jinak. . Ačkoli zranění nebo infekce byly hlášeny jen zřídka, někdy může očkování proti chřipce způsobit extrémní bolest a poškození svalů. Do standardních jehel nebyl začleněn žádný nový design, zejména pokud jde o jejich přesnost.
Tradičními jehlami je obtížné a riskantní podávat léky do citlivých oblastí našeho těla, například do prostoru v zadní části oka. Suprachoroidální prostor (SCS) nacházející se mezi bělmou a cévnatkou v zadní části oka je velmi obtížné zacílit pomocí běžné jehly především proto, že jehla musí být velmi přesná a po průchodu bělmou se musí zastavit – jejíž tloušťka je menší než 1 mm – aby nedošlo k poškození sítnice. Tato oblast je považována za důležitou pro podávání mnoha léků. Jakékoli selhání může způsobit vážnou infekci nebo dokonce slepotu. Dalšími náročnými oblastmi jsou peritoneální prostor v břiše a tkáni mezi kůží a svaly a epidurální prostor kolem mícha kde se během vaginálního porodu podává epidurální anestezie.
Nová jehla citlivá na tlak
Ve studii publikované v Přírodní biomedicínské inženýrství výzkumníci z Brigham and Women's Hospital v USA navrhli nový inteligentní a vysoce přesný injekce pro cílení tkání – nazývané I2T2 (inteligentní injektor pro cílení na tkáně). Jejich cílem bylo zlepšit tkáňové cílení a zároveň zachovat design čistý, jednoduchý a praktický. The I2T2 zařízení bylo vytvořeno pomocí standardní hypodermické jehly a dalších součástí komerčně prodávaných injekčních stříkaček a funkčně I2T2 spočívá v mírných úpravách tradičního systému injekční stříkačka-jehla. Je to posuvná jehla, která může proniknout vnější vrstvou tkáně, poté se může automaticky zastavit na rozhraní dvou vrstev tkáně a uvolnit obsah injekční stříkačky do cílové oblasti, když uživatel zatlačí na píst injekční stříkačky.
I2T2 se skládá z tlačného pístu, pístu jehly, mechanické zarážky, kapaliny a pohyblivé jehly. Jehla je namontována na pístu jehly, což je posuvná podpěra, která umožňuje přesný pohyb podél osy válce injekční stříkačky. Nejprve se hrot jehly zasune do tkáně v mělké hloubce, ale právě dostatečně, aby se zabránilo jakémukoli průtoku tekutiny jehlou. Tato fáze se nazývá „předvložení“. Tělo stříkačky zabraňuje neoprávněnému proniknutí a mechanický zámek pístu jehly zabraňuje nežádoucímu zpětnému pohybu jehly. Během druhé fáze zvané „penetrace tkání“ se vnitřní tekutina natlakuje stlačením pístu. Hnací síly, které působí na jehlu (které umožňují pohyb jehly dopředu), překonávají opačné síly (které brání pohybu jehly) a posouvají jehlu hlouběji do tkáně, zatímco válec injekční stříkačky zůstává nepohyblivý. Tyto síly hrají rozhodující roli při řízení pohybu jehly a také jejího automatického zastavení. Když špička jehly vstoupí do požadovaného cílového prostoru, tekutina začne vystupovat, aby se snížil vnitřní tlak, což pak sníží hnací sílu pod sílu opačnou, a to následně zastaví jehlu na rozhraní dutiny. Během této třetí fáze nazývané „cílené podávání“ se tekutina injekční stříkačky dodává do dutiny s nižším odporem, protože uživatel tlačí píst jediným kontinuálním pohybem. Poloha jehly je nyní upevněna na rozhraní tkáň-dutina. Protože každá biologická tkáň v našem těle má jinou hustotu, integrovaný senzor v tomto inteligentním injektoru snímá ztrátu odporu při pohybu měkčí tkání nebo dutinou a poté automaticky zastaví svůj pohyb, když hrot jehly pronikne do tkáně nabízející nižší odpor.
I2T2 byl testován v extrahovaném stavu tkáň vzorky a tři zvířecí modely včetně ovcí, aby se vyhodnotila přesnost jeho dodání do suprachoroidálních, epidurálních a peritoneálních prostorů. Injekce automaticky detekuje jakékoli změny odporu, aby bylo možné bezpečně a přesně aplikovat léky v preklinických testech. Injektor se okamžitě rozhodne a umožní lepší zacílení na tkáň a minimální překmit do jakékoli nežádoucí polohy za cílovou tkání, která by mohla způsobit zranění. Studie má být rozšířena na preklinické testování na lidech a poté na testy v příštích 2-3 letech, aby se vyhodnotila užitečnost a bezpečnost injektoru.
I2T2 zachovává ekvivalentní jednoduchost a hospodárnost standardních injekčních jehel. Hlavní výhodou injektoru I2T2 je, že vykazuje vyšší úroveň přesnosti a nespoléhá se na dovednosti obsluhujícího personálu, protože injektor vycítí ztrátu odporu, když narazí na měkčí tkáň nebo dutinu a poté přestane jehlu posouvat a začne dodávat svůj náklad terapeutické látky do cílového prostoru. Píst stříkačky je jednoduchý mechanický systém a nevyžaduje další elektroniku. Technologie injektoru I2T2 je novou platformou pro dosažení lepšího zacílení tkání v různých a obtížných místech v těle. Jehla je jednoduchá a snadno vyrobitelná s nízkými náklady. K jeho obsluze nebyla potřeba žádná další technika ani školení. Taková všestranná, citlivá, nákladově efektivní a uživatelsky přívětivá technologie by mohla být slibná pro různé klinické aplikace.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Chitnis GD a kol. 2019. Mechanický injektor se snímáním odporu pro přesné dodávání tekutin do cílové tkáně. Přírodní biomedicínské inženýrství. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
