Novi inovativni injektor koji može dostaviti lijekove na teške dijelove tijela testiran je na životinjskim modelima
Igle su najvažniji alat u lijek budući da su neophodni u isporuci bezbrojnih lijekova unutar našeg tijela. Današnje šprice i šuplje igle koriste se desetljećima za vađenje tekućine i krvi iz našeg tijela i važne su za mnoge invazivne delikatne medicinske zahvate poput dijalize. Pokušaj ciljanja na određena tkiva korištenjem konvencionalne igle štrcaljke je izazovan zadatak i ograničen je vještinom i razinom preciznosti medicinskog osoblja jer je ovaj proces uglavnom vođen vlastitim osjećajem pritiska i dodira jer se tkivo svakog pacijenta osjeća drugačije. . Iako su ozljede ili infekcije rijetko prijavljene, ali ponekad cijepljenje protiv gripe može uzrokovati ekstremnu bol i oštećenje mišića. Nijedan novi dizajn nije ugrađen u standardne igle, posebno u pogledu njihove točnosti.
Tradicionalnim iglama teško je i riskantno davati lijekove u osjetljive dijelove našeg tijela, primjerice prostor u stražnjem dijelu oka. Suprahoroidalni prostor (SCS) smješten između bjeloočnice i žilnice u stražnjem dijelu oka vrlo je teško mjesto za ciljanje konvencionalnom iglom uglavnom zato što igla mora biti vrlo precizna i mora se zaustaviti nakon što prođe kroz bjeloočnicu – čija debljina manja od 1 mm – kako bi se izbjeglo oštećenje mrežnice. Ovo se područje smatra važnim za isporuku mnogih lijekova. Svaki zastoj mogao bi uzrokovati ozbiljnu infekciju ili čak sljepoću. Ostala izazovna područja su peritonealni prostor u abdomenu i tkivo između kože i mišića te epiduralni prostor oko leđna moždina gdje se epiduralna anestezija daje tijekom vaginalnog poroda.
Nova igla osjetljiva na pritisak
U studiji objavljenoj u Biomedicinsko inženjerstvo prirode Istraživači iz Brigham and Women's Hospital, SAD, osmislili su novi inteligentan i vrlo precizan ubrizgavanje za ciljanje tkiva – nazvan I2T2 (inteligentni injektor za ciljanje tkiva). Cilj im je bio poboljšati ciljanje tkiva, a dizajn zadržati uredan, jednostavan i praktičan. The I2T2 Uređaj je izrađen korištenjem standardne hipodermične igle i drugih dijelova komercijalno prodanih štrcaljki i funkcionalno se I2T2 sastoji od malih modifikacija tradicionalnog sustava štrcaljka-igla. To je klizna igla koja može prodrijeti u vanjski sloj tkiva, a zatim se može automatski zaustaviti na sučelju dva sloja tkiva i otpustiti sadržaj štrcaljke u ciljno područje dok korisnik gura klip štrcaljke.
I2T2 se sastoji od potisnog klipa, klipa igle, mehaničkog graničnika, tekućine i pokretne igle. Igla je postavljena na klip igle koji je klizni nosač koji omogućuje precizno kretanje duž osi cijevi štrcaljke. Najprije se vrh igle ubacuje u tkivo na plitku dubinu, ali dovoljno da se izbjegne bilo kakav protok tekućine kroz iglu. Ova faza se naziva 'pre-insertion'. Cijev štrcaljke sprječava neopravdano prodiranje, a mehanička blokada klipa igle sprječava neželjeno pomicanje igle unatrag. Tijekom druge faze koja se naziva 'prodiranje tkiva', unutarnja tekućina postaje pod tlakom pritiskom na klip. Pogonske sile koje djeluju na iglu (koje omogućuju pomicanje igle naprijed) nadvladavaju suprotne sile (koje se suprotstavljaju kretanju igle) i pomiču iglu dublje unutar tkiva dok cijev štrcaljke ostaje nepomična. Ove sile igraju ključnu ulogu u kontroli gibanja igle i njezinog automatskog zaustavljanja. Kada vrh igle uđe u željeni ciljni prostor, tekućina počinje izlaziti kako bi se smanjio unutarnji tlak koji će tada spustiti pogonsku silu ispod suprotne sile i to će naknadno zaustaviti iglu na sučelju šupljine. Tijekom ove treće faze koja se naziva 'ciljana isporuka' tekućina štrcaljke se isporučuje u šupljinu s manjim otporom dok korisnik gura klip u jednom kontinuiranom pokretu. Položaj igle sada je pričvršćen na sučelju tkivo-šupljina. Budući da svako biološko tkivo u našem tijelu ima različitu gustoću, integrirani senzor u ovom inteligentnom injektoru osjeća gubitak otpora dok se kreće kroz mekše tkivo ili šupljinu, a zatim automatski zaustavlja svoje kretanje kada vrh igle prodre u tkivo koje pruža manji otpor.
I2T2 je ispitan u ekstrahiranom tkivo uzorke i tri životinjska modela uključujući ovce za procjenu točnosti isporuke u suprahoroidalni, epiduralni i peritonealni prostor. Injekcija automatski detektira sve promjene u otpornosti kako bi se sigurno i točno isporučio lijek u pretkliničkim ispitivanjima. Injektor odmah odlučuje dopuštajući poboljšano ciljanje tkiva i minimalno prekoračenje u bilo koje neželjeno mjesto iza ciljanog tkiva koje bi moglo uzrokovati ozljedu. Studija se treba proširiti na pretklinička ispitivanja na ljudima, a zatim na ispitivanja u sljedeće 2-3 godine kako bi se ocijenila korisnost i sigurnost injektora.
I2T2 zadržava jednaku jednostavnost i isplativost standardnih igala za štrcaljke. Glavna prednost I2T2 injektora je ta što pokazuje višu razinu preciznosti i ne oslanja se na vještine operativnog osoblja jer injektor može osjetiti gubitak otpora kada naiđe na mekše tkivo ili šupljinu i tada prestane napredovati iglu i počinje isporučivati svoj teret terapeutskog sredstva u ciljni prostor. Klip štrcaljke je jednostavan mehanički sustav i ne zahtijeva dodatnu elektroniku. Tehnologija injektora I2T2 nova je platforma za postizanje boljeg ciljanja tkiva na različitim i teškim mjestima u tijelu. Igla je jednostavna i laka za proizvodnju uz niske troškove. Za rad s njim nije bila potrebna dodatna tehnika ili obuka. Takva svestrana, osjetljiva, isplativa i jednostavna tehnologija mogla bi biti obećavajuća za višestruku kliničku primjenu.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Chitnis GD i sur. 2019. Mehanički injektor koji osjeti otpornost za preciznu isporuku tekućine u ciljno tkivo. Biomedicinsko inženjerstvo prirode. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
