Na živalskih modelih je bil testiran nov inovativen injektor, ki lahko dovaja zdravila na težka mesta v telesu.
Igle so najpomembnejše orodje pri zdravila saj so nepogrešljivi pri dostavi neštetih zdravil v naše telo. Današnje brizge in votle igle se že desetletja uporabljajo za črpanje tekočin in krvi iz našega telesa in so pomembne za številne invazivne občutljive medicinske postopke, kot je dializa. Poskus ciljanja na določena tkiva z uporabo običajne igle brizge je zahtevna naloga in je omejena s spretnostmi in ravnmi natančnosti medicinskega osebja, saj ta proces večinoma vodi njihov lasten občutek za pritisk in dotik, saj se tkivo vsakega pacienta počuti drugače. . Čeprav so o poškodbah ali okužbah poročali le redko, lahko včasih cepljenje proti gripi povzroči hude bolečine in poškodbe mišic. V standardne igle ni bil vključen noben nov dizajn, zlasti kar zadeva njihovo natančnost.
S tradicionalnimi iglami je težko in tvegano dajati zdravila v občutljive predele našega telesa, na primer v prostor za očesom. Suprahoroidalni prostor (SCS), ki se nahaja med beločnico in žilnico v očesnem ozadju, je zelo težko mesto za ciljanje z običajno iglo, predvsem zato, ker mora biti igla zelo natančna in se mora ustaviti, ko preide skozi beločnico – katere debelina je manjša od 1 mm – da se prepreči poškodba mrežnice. Ta regija velja za pomembno za dostavo številnih zdravil. Kakršno koli odstopanje lahko povzroči resno okužbo ali celo slepoto. Druga zahtevna področja so peritonealni prostor v trebuhu in tkivo med kožo in mišicami ter epiduralni prostor okoli hrbtenjača kjer se med vaginalnim porodom daje epiduralna anestezija.
Nova igla, občutljiva na pritisk
V študiji, objavljeni v Narava biomedicinski inženiring Raziskovalci iz Brigham and Women's Hospital v ZDA so zasnovali novo inteligentno in zelo natančno injiciranje za ciljanje na tkiva – imenovano I2T2 (inteligentni injektor za ciljanje na tkiva). Njihov cilj je bil izboljšati ciljno usmerjenost na tkiva, hkrati pa ohraniti obliko čeden, preprost in praktičen. The I2T2 naprava je bila ustvarjena z uporabo standardne podkožne igle in drugih delov komercialno prodajanih brizg, funkcionalno pa je I2T2 sestavljen iz rahlih modifikacij tradicionalnega sistema brizga-igla. Je drsna igla, ki lahko prodre v zunanjo plast tkiva, nato se lahko samodejno ustavi na vmesniku dveh plasti tkiva in sprosti vsebino brizge v ciljno območje, ko uporabnik potisne bat brizge.
I2T2 je sestavljen iz potisnega bata, igelnega bata, mehanskega zapora, tekočine in premične igle. Igla je nameščena na igelnem batu, ki je drsna podpora, ki omogoča natančno premikanje vzdolž osi cevi brizge. Najprej se konica igle vstavi v tkivo na plitvi globini, vendar ravno toliko, da se prepreči pretok tekočine skozi iglo. Ta faza se imenuje "predvstavljanje". Cev brizge preprečuje neupravičeno prodiranje, mehanska blokada bata igle pa preprečuje neželeno gibanje igle nazaj. Med drugo stopnjo, imenovano 'prodiranje tkiva', se notranja tekočina s pritiskom na bat pod pritiskom. Gonilne sile, ki delujejo na iglo (ki omogočajo premikanje igle naprej), premagajo nasprotne sile (ki nasprotujejo gibanju igle) in pomaknejo iglo globlje v tkivo, medtem ko cev brizge ostane nepremična. Te sile igrajo ključno vlogo pri nadzoru gibanja igle in tudi njenega samodejnega ustavljanja. Ko konica igle vstopi v želeni ciljni prostor, začne tekočina izstopati, da se zmanjša notranji tlak, ki bo nato znižal pogonsko silo pod nasprotno silo, kar bo nato zaustavilo iglo na vmesniku votline. Med to tretjo stopnjo, imenovano "ciljno dovajanje", se tekočina brizge dovaja v votlino z manjšim uporom, ko uporabnik potiska bat v enem neprekinjenem gibanju. Položaj igle je zdaj pritrjen na vmesnik med tkivo in votlino. Ker ima vsako biološko tkivo v našem telesu drugačno gostoto, integriran senzor v tem inteligentnem injektorju zazna izgubo odpornosti, ko se premika skozi mehkejše tkivo ali votlino, in nato samodejno ustavi svoje gibanje, ko konica igle prodre v tkivo, ki ponuja manjši upor.
I2T2 je bil testiran v ekstrahiranem tkivo vzorcev in treh živalskih modelov, vključno z ovcami, da bi ocenili natančnost njegove dostave v suprahoroidalni, epiduralni in peritonealni prostor. Injekcija samodejno zazna morebitne spremembe odpornosti, da varno in natančno dostavi zdravila v predkliničnih testih. Injektor se takoj odloči, da omogoči izboljšano ciljanje na tkivo in minimalno prekoračitev v katero koli neželeno lokacijo mimo ciljnega tkiva, ki bi lahko povzročila poškodbe. Študijo naj bi razširili na predklinična testiranja pri ljudeh in nato na poskuse v naslednjih 2-3 letih, da bi ocenili uporabnost in varnost injektorja.
I2T2 ohranja enako preprostost in stroškovno učinkovitost standardnih igel za brizgo. Glavna prednost injektorja I2T2 je v tem, da kaže višjo stopnjo natančnosti in se ne zanaša na spretnosti operativnega osebja, saj lahko injektor zazna izgubo upora, ko naleti na mehkejše tkivo ali votlino, nato pa preneha premikati iglo in začne dostavljati svoj tovor terapevtskega sredstva v ciljni prostor. Batna naprava brizge je preprost mehanski sistem in ne zahteva dodatne elektronike. Tehnologija injektorja I2T2 je nova platforma za doseganje boljšega ciljanja tkiva na različnih in težkih mestih v telesu. Igla je enostavna in enostavna za izdelavo z nizkimi stroški. Za njegovo delovanje ni bila potrebna nobena dodatna tehnika ali usposabljanje. Tako vsestranska, občutljiva, stroškovno učinkovita in uporabniku prijazna tehnologija bi lahko bila obetavna za več kliničnih aplikacij.
***
{Izvirno raziskovalno nalogo lahko preberete s klikom na spodnjo povezavo DOI na seznamu citiranih virov}
Vir (i)
Chitnis GD et al. 2019. Mehanski injektor, ki zazna upor, za natančno dovajanje tekočin v ciljno tkivo. Naravni biomedicinski inženiring. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
