Een nieuwe innovatieve injector die medicijnen op moeilijke plaatsen van het lichaam kan afleveren, is getest in diermodellen
Naalden zijn het belangrijkste hulpmiddel bij geneeskunde omdat ze onmisbaar zijn bij het afleveren van talloze medicijnen in ons lichaam. De injectiespuiten en holle naalden van vandaag worden al tientallen jaren gebruikt voor het opzuigen van vloeistoffen en bloed uit ons lichaam en zijn belangrijk voor veel invasieve delicate medische procedures zoals dialyse. Proberen om specifieke weefsels aan te pakken met behulp van een conventionele naald van een injectiespuit is een uitdagende taak en wordt beperkt door de vaardigheid en het precisieniveau van het medisch personeel, aangezien dit proces meestal wordt geleid door hun eigen gevoel van druk en aanraking, aangezien het weefsel van elke patiënt anders aanvoelt . Hoewel verwondingen of infecties zelden zijn gemeld, kan een griepprik soms extreme pijn en spierbeschadiging veroorzaken. Er is geen nieuw ontwerp in standaardnaalden verwerkt, vooral niet met betrekking tot hun nauwkeurigheid.
Traditionele naalden zijn moeilijk en riskant bij het toedienen van medicijnen aan gevoelige delen van ons lichaam, bijvoorbeeld de ruimte achter in ons oog. De suprachoroïdale ruimte (SCS), gelegen tussen de sclera en het vaatvlies aan de achterkant van het oog, is een zeer moeilijke locatie om te targeten met een conventionele naald, vooral omdat de naald heel precies moet zijn en moet stoppen nadat hij door de sclera is gegaan – waarvan dikte is minder dan 1 mm – om schade aan het netvlies te voorkomen. Deze regio wordt als belangrijk beschouwd voor de toediening van veel medicijnen. Elke fout kan een ernstige infectie of zelfs blindheid veroorzaken. Andere uitdagende gebieden zijn de peritoneale ruimte in de buik en het weefsel tussen de huid en spieren en de epidurale ruimte eromheen spinal cord waar epidurale anesthesie wordt gegeven tijdens vaginale bevalling.
Een nieuwe drukgevoelige naald
In een studie gepubliceerd in Natuur Biomedische Technologie onderzoekers van Brigham en Women's Hospital, VS hebben een nieuwe intelligente en zeer nauwkeurige injectie voor het richten op weefsels - de I2T2 genoemd (intelligente injector voor weefseltargeting). Ze waren bedoeld om de weefseltargeting te verbeteren en het ontwerp netjes, eenvoudig en praktisch te houden. De I2T2 apparaat is gemaakt met behulp van standaard injectienaald en andere onderdelen van commercieel verkochte spuiten en functioneel I2T2 bestaat uit kleine aanpassingen aan het traditionele spuit-naaldsysteem. Het is een glijdende naald die de buitenste weefsellaag kan binnendringen, dan kan het automatisch stoppen bij het grensvlak van twee weefsellagen en de inhoud van de spuit in het doelgebied vrijgeven als de gebruiker op de zuiger van de spuit duwt.
De I2T2 bestaat uit een duwende plunjer, een naaldplunjer, een mechanische stop, vloeistof en een beweegbare naald. De naald is gemonteerd op de naaldplunjer, een glijdende steun die nauwkeurige beweging langs de as van de spuitcilinder mogelijk maakt. Eerst wordt de naaldpunt op ondiepe diepte in het weefsel gestoken, maar net voldoende om elke vloeistofstroom door de naald te voorkomen. Deze fase wordt 'pre-insertion' genoemd. De spuitcilinder voorkomt ongerechtvaardigde penetratie en de mechanische vergrendeling van de naaldzuiger voorkomt ongewenste achterwaartse beweging van de naald. Tijdens de tweede fase die 'weefselpenetratie' wordt genoemd, wordt de interne vloeistof onder druk gezet door op de zuiger te drukken. De drijvende krachten die op de naald werken (die de voorwaartse beweging van de naald mogelijk maken) overwinnen de tegengestelde krachten (die de beweging van de naald tegenwerken) en brengen de naald dieper in het weefsel terwijl de spuitcilinder onbeweeglijk blijft. Deze krachten spelen een cruciale rol bij het regelen van de beweging van de naald en ook bij het automatisch stoppen ervan. Wanneer de naaldpunt de gewenste doelruimte binnengaat, begint vloeistof naar buiten te gaan om de interne druk te verminderen, wat dan de onderliggende aandrijfkracht zal verlagen dan de tegengestelde kracht en dit zal vervolgens de naald stoppen bij het holte-interface. Tijdens deze derde fase die 'gerichte toediening' wordt genoemd, wordt de vloeistof van de spuit in de holte gebracht met een lagere weerstand als de gebruiker de zuiger in een enkele continue beweging duwt. De positie van de naald is nu bevestigd aan de weefsel-holte-interface. Aangezien elk biologisch weefsel in ons lichaam een andere dichtheid heeft, detecteert een geïntegreerde sensor in deze intelligente injector verlies van weerstand als het door zachter weefsel of een holte beweegt en stopt dan automatisch met bewegen wanneer de naaldpunt weefsel binnendringt dat een lagere weerstand biedt.
De I2T2 is getest in geëxtraheerd weefsel monsters en drie diermodellen, waaronder schapen, om de nauwkeurigheid van de levering in suprachoroidale, epidurale en peritoneale ruimtes te evalueren. De injectie detecteert automatisch eventuele veranderingen in weerstand om veilig en nauwkeurig medicatie toe te dienen in preklinische tests. De injector beslist onmiddellijk om betere weefseltargeting mogelijk te maken en minimaal doorschieten naar elke ongewenste locatie voorbij het doelweefsel die letsel zou kunnen veroorzaken. Het onderzoek moet worden uitgebreid tot preklinische tests bij mensen en vervolgens tot proeven in de komende 2-3 jaar om het nut en de veiligheid van de injector te evalueren.
I2T2 behoudt dezelfde eenvoud en kosteneffectiviteit als standaard injectienaalden. Het belangrijkste voordeel van de I2T2-injector is dat deze een hoger precisieniveau vertoont en niet afhankelijk is van de vaardigheden van het bedienend personeel, aangezien de injector verlies van weerstand kan voelen wanneer hij zachter weefsel of een holte tegenkomt en dan stopt hij met het voortbewegen van de naald en begint zijn lading therapeutisch middel in de doelruimte af te leveren. De zuiger van de spuit is een eenvoudig mechanisch systeem en vereist geen extra elektronica. De I2T2-injectortechnologie is een nieuw platform om betere weefseltargeting op verschillende en moeilijke locaties in het lichaam te bereiken. De naald is eenvoudig en gemakkelijk te vervaardigen tegen lage kosten. Er was geen extra techniek of training nodig om het te bedienen. Zo'n veelzijdige, gevoelige, kosteneffectieve en gebruiksvriendelijke technologie zou veelbelovend kunnen zijn voor meerdere klinische toepassingen.
***
Bron (nen)
Chitnis GD et al. 2019. Een mechanische injector met weerstandsdetectie voor de precieze afgifte van vloeistoffen aan het doelweefsel. Natuur Biomedische Technologie. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
***
Reacties zijn gesloten.