Ένας νέος καινοτόμος εγχυτήρας που μπορεί να μεταφέρει φάρμακα σε δύσκολα σημεία του σώματος έχει δοκιμαστεί σε ζωικά μοντέλα
Οι βελόνες είναι το πιο σημαντικό εργαλείο σε ιατρική καθώς είναι απαραίτητα για την παροχή αμέτρητων φαρμάκων στο σώμα μας. Οι σύριγγες και οι κοίλες βελόνες του σήμερα χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες για την εξαγωγή υγρών και αίματος από το σώμα μας και είναι σημαντικές για πολλές επεμβατικές λεπτές ιατρικές διαδικασίες όπως η αιμοκάθαρση. Η προσπάθεια στόχευσης συγκεκριμένων ιστών χρησιμοποιώντας μια συμβατική βελόνα σύριγγας είναι μια πρόκληση και περιορίζεται από τις δεξιότητες και τα επίπεδα ακρίβειας του ιατρικού προσωπικού, καθώς αυτή η διαδικασία καθοδηγείται κυρίως από τη δική τους αίσθηση πίεσης και αφής, καθώς ο ιστός κάθε ασθενούς έχει διαφορετική αίσθηση . Αν και σπάνια έχουν αναφερθεί τραυματισμοί ή λοιμώξεις, αλλά μερικές φορές ένα εμβόλιο γρίπης μπορεί να προκαλέσει ακραίο πόνο και μυϊκή βλάβη. Κανένα νέο σχέδιο δεν έχει ενσωματωθεί σε τυπικές βελόνες, ειδικά όσον αφορά την ακρίβειά τους.
Οι παραδοσιακές βελόνες είναι δύσκολο και επικίνδυνο να χορηγηθούν φάρμακα σε ευαίσθητες περιοχές του σώματός μας, για παράδειγμα το χώρο στο πίσω μέρος του ματιού μας. Ο υπερχοριακός χώρος (SCS) που βρίσκεται μεταξύ του σκληρού χιτώνα και του χοριοειδούς στο πίσω μέρος του ματιού είναι μια πολύ δύσκολη θέση για στόχευση χρησιμοποιώντας μια συμβατική βελόνα, κυρίως επειδή η βελόνα πρέπει να είναι πολύ ακριβής και πρέπει να σταματήσει αφού περάσει μέσα από τον σκληρό χιτώνα - του οποίου το πάχος είναι μικρότερο από 1 mm – για να αποφευχθεί οποιαδήποτε βλάβη στον αμφιβληστροειδή. Αυτή η περιοχή θεωρείται σημαντική για την παράδοση πολλών φαρμάκων. Οποιοδήποτε σφάλμα θα μπορούσε να προκαλέσει σοβαρή μόλυνση ή ακόμα και τύφλωση. Άλλες προκλητικές περιοχές είναι ο περιτοναϊκός χώρος στην κοιλιά και ο ιστός μεταξύ του δέρματος και των μυών και ο επισκληρίδιος χώρος γύρω από το νωτιαίος μυελός όπου χορηγείται επισκληρίδιος αναισθησία κατά τον κολπικό τοκετό.
Μια νέα βελόνα ευαίσθητη στην πίεση
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στην Φύση Βιοϊατρική μηχανική ερευνητές από το Brigham and Women's Hospital των ΗΠΑ σχεδίασαν ένα νέο έξυπνο και εξαιρετικά ακριβές ένεση για στόχευση ιστών – ονομάζεται I2T2 (έξυπνος εγχυτήρας για στόχευση ιστών). Στόχος τους ήταν να βελτιώσουν τη στόχευση ιστών, διατηρώντας παράλληλα το σχέδιο τακτοποιημένο, απλό και πρακτικό. ο I2T2 Η συσκευή δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας τυπική υποδερμική βελόνα και άλλα μέρη συριγγών που πωλούνται στο εμπόριο και λειτουργικά το I2T2 αποτελείται από μικρές τροποποιήσεις στο παραδοσιακό σύστημα σύριγγας-βελόνας. Είναι μια συρόμενη βελόνα που μπορεί να διεισδύσει στο εξωτερικό στρώμα του ιστού, στη συνέχεια μπορεί να σταματήσει αυτόματα στη διεπαφή δύο στρωμάτων ιστού και να απελευθερώσει το περιεχόμενο της σύριγγας στην περιοχή στόχο καθώς ο χρήστης σπρώχνει το έμβολο της σύριγγας.
Το I2T2 αποτελείται από ένα έμβολο ώθησης, ένα έμβολο βελόνας, ένα μηχανικό αναστολέα, υγρό και μια κινητή βελόνα. Η βελόνα είναι τοποθετημένη στο έμβολο βελόνας που είναι ένα συρόμενο στήριγμα που επιτρέπει την ακριβή κίνηση κατά μήκος του άξονα του κυλίνδρου της σύριγγας. Πρώτον, το άκρο της βελόνας εισάγεται στον ιστό σε μικρό βάθος, αλλά επαρκώς για να αποφευχθεί οποιαδήποτε ροή υγρού μέσω της βελόνας. Αυτό το στάδιο ονομάζεται «προ-εισαγωγή». Η κάννη της σύριγγας αποτρέπει την αδικαιολόγητη διείσδυση και η μηχανική ασφάλιση του εμβόλου της βελόνας αποτρέπει την ανεπιθύμητη προς τα πίσω κίνηση της βελόνας. Κατά τη διάρκεια του δεύτερου σταδίου που ονομάζεται «διείσδυση ιστού», το εσωτερικό υγρό τίθεται υπό πίεση πιέζοντας το έμβολο. Οι κινητήριες δυνάμεις που δρουν στη βελόνα (που επιτρέπουν την κίνηση της βελόνας προς τα εμπρός) υπερνικά τις αντίθετες δυνάμεις (που αντιτίθενται στην κίνηση της βελόνας) και προωθούν τη βελόνα βαθύτερα μέσα στον ιστό ενώ η κάννη της σύριγγας παραμένει ακίνητη. Αυτές οι δυνάμεις παίζουν κρίσιμο ρόλο στον έλεγχο της κίνησης της βελόνας και επίσης στην αυτόματη διακοπή της. Όταν το άκρο της βελόνας εισέλθει στον επιθυμητό χώρο στόχο, το υγρό αρχίζει να εξέρχεται έτσι ώστε να μειώνει την εσωτερική πίεση που στη συνέχεια θα μειώσει την κινητήρια δύναμη κάτω από την αντίθετη δύναμη και στη συνέχεια θα σταματήσει τη βελόνα στη διεπιφάνεια της κοιλότητας. Κατά τη διάρκεια αυτού του τρίτου σταδίου που ονομάζεται «στοχευμένη παροχή», το υγρό της σύριγγας διοχετεύεται στην κοιλότητα έχοντας χαμηλότερη αντίσταση καθώς ο χρήστης σπρώχνει το έμβολο με μία μόνο συνεχή κίνηση. Η θέση της βελόνας είναι πλέον στερεωμένη στη διεπιφάνεια ιστού-κοιλότητας. Δεδομένου ότι κάθε βιολογικός ιστός στο σώμα μας έχει διαφορετική πυκνότητα, ένας ενσωματωμένος αισθητήρας σε αυτό το έξυπνο μπεκ αισθάνεται την απώλεια αντίστασης καθώς κινείται μέσα από μαλακότερο ιστό ή κοιλότητα και στη συνέχεια σταματά αυτόματα την κίνησή του όταν το άκρο της βελόνας διεισδύει στον ιστό προσφέροντας χαμηλότερη αντίσταση.
Το I2T2 δοκιμάστηκε σε εξαγωγή ιστός δείγματα και τρία ζωικά μοντέλα, συμπεριλαμβανομένων των προβάτων, για να αξιολογηθεί η ακρίβεια χορήγησης σε υπερχοριοειδείς, επισκληρίδιους και περιτοναϊκούς χώρους. Η ένεση ανιχνεύει αυτόματα οποιεσδήποτε αλλαγές στην αντίσταση, ώστε να χορηγείται με ασφάλεια και ακρίβεια το φάρμακο σε προκλινικές δοκιμές. Ο εγχυτήρας αποφασίζει να επιτρέψει αμέσως βελτιωμένη στόχευση ιστού και ελάχιστη υπέρβαση σε οποιαδήποτε ανεπιθύμητη θέση πέρα από τον ιστό στόχο που θα μπορούσε να προκαλέσει τραυματισμό. Η μελέτη πρόκειται να επεκταθεί σε προκλινικές δοκιμές σε ανθρώπους και στη συνέχεια σε δοκιμές τα επόμενα 2-3 χρόνια για την αξιολόγηση της χρησιμότητας και της ασφάλειας του εγχυτήρα.
Το I2T2 διατηρεί την ισοδύναμη απλότητα και την οικονομική αποδοτικότητα των τυπικών βελόνων σύριγγας. Το κύριο πλεονέκτημα του εγχυτήρα I2T2 είναι ότι εμφανίζει υψηλότερο επίπεδο ακρίβειας και δεν βασίζεται στις δεξιότητες του προσωπικού χειρισμού, καθώς ο εγχυτήρας μπορεί να αισθανθεί απώλεια αντίστασης όταν συναντήσει έναν μαλακότερο ιστό ή μια κοιλότητα και στη συνέχεια σταματά να προωθεί τη βελόνα και αρχίζει να παραδίδει το φορτίο του θεραπευτικού παράγοντα στον χώρο στόχο. Η συσκευή εμβόλου της σύριγγας είναι ένα απλό μηχανικό σύστημα και δεν απαιτεί πρόσθετα ηλεκτρονικά. Η τεχνολογία έγχυσης I2T2 είναι μια νέα πλατφόρμα για την επίτευξη καλύτερης στόχευσης ιστών σε διαφορετικές και δύσκολες θέσεις του σώματος. Η βελόνα είναι απλή και εύκολη στην κατασκευή με χαμηλό κόστος. Δεν χρειάστηκε καμία πρόσθετη τεχνική ή εκπαίδευση για τη λειτουργία του. Μια τέτοια ευέλικτη, ευαίσθητη, οικονομικά αποδοτική και φιλική προς τον χρήστη τεχνολογία θα μπορούσε να είναι πολλά υποσχόμενη για πολλαπλές κλινικές εφαρμογές.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Chitnis GD et al. 2019. Ένας μηχανικός εγχυτήρας με αίσθηση αντίστασης για την ακριβή παροχή υγρών στον ιστό-στόχο. Φύση Βιοϊατρική Μηχανική. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
