Forscher erfinden eine Nadel, die weiß, wo zu gehen: Widerstand-sensing-Injektor erlaubt es den Forschern, mehr sicher und effektiv zu liefern, Medikamente in den Körper

Spritzen und hohlnadeln verwendet worden, um zu liefern Medikation für mehr als ein Jahrhundert. Allerdings ist die genaue Umsetzung dieser Geräte hängt von der operator, und es kann schwierig sein, liefern Medikamente, um empfindliche Regionen wie die suprachoroidal Raum auf der Rückseite des Auges. Forscher aus Brigham and Women ‚ s Hospital entwickelt haben, eine sehr sensible intelligente-Injektor für Gewebe-targeting (i2T2) , erkennt änderungen in Widerstand, um richtig und sicher liefern Medikamente in der präklinischen Prüfung. Ihre Ergebnisse sind veröffentlicht in der Natur der Biomedizinischen Technik.

„Das anvisieren von spezifischen Geweben mit einer herkömmlichen Nadel kann schwierig sein und erfordert oft eine hoch ausgebildete Person,“ sagte senior entsprechenden Autors Jeff Karp, PhD, Professor für Medizin am Brigham. „Im vergangenen Jahrhundert hat es nur minimale Innovationen an der Nadel selbst, und wir sahen dies als eine Gelegenheit, sich besser entwickeln, genauere Geräte. Wir suchten eine verbesserte Gewebe-targeting, während das design so einfach wie möglich für einfache Bedienung.“

Ein Ort, der schwierig ist, den Gegner mit einem standard-Nadel ist die suprachoroidal Raum (SCS), die sich zwischen der Lederhaut und der Aderhaut in die Rückseite des Auges. Die SCS hat sich als ein wichtiger Standort für Medikament Lieferung und ist eine Herausforderung für den Gegner, denn die Nadel muss halt nach übergang durch die Sklera, die weniger als 1 millimeter dick sind (etwa die Hälfte die Dicke der ein US-Viertel), um zu vermeiden, Beschädigung der Netzhaut. Weitere gemeinsame Gewebe Zielen gehören den epiduralraum um das Rückenmark (epidurale Anästhesie zur Schmerzlinderung während der Wehen), der peritoneal-Raum in den Bauch, und subkutanen Gewebe zwischen Haut und Muskeln.

Die i2T2 Gerät wurde unter Verwendung einer standard-Injektionsnadel und Teile von handelsüblichen Spritzen. Gewebe des Körpers haben unterschiedliche dichten, und die intelligente Injektor Kabelbäume Unterschiede in Druck zu aktivieren, Nadel-Bewegung in einem Zielgewebe. Die treibende Kraft, der maximalen Kräfte und Reibungskräfte der Injektor getestet wurden mit einer universal-Prüfmaschine. Das feedback der Injektor sofort, was ermöglicht eine bessere Gewebe-targeting und minimalem überschwingen (Injektion am Ziel vorbei Gewebe) in einer unerwünschten Lage.

Die i2T2 getestet wurde Gewebe aus den drei Tiermodellen zu untersuchen Lieferung Genauigkeit in der suprachoroidal, epidural-und peritoneal-Räume als auch subkutan. Mit beiden extrahierten Gewebe und ein Tier-Modell, Forscher fanden heraus, dass die i2T2 verhindert überschwingen Verletzungen-und genau das lieferte Medikamente an den gewünschten Ort ohne zusätzliche Schulungen oder spezielle Technik.

In präklinischen Modellen, berichteten die Forscher hohe Reichweite von Kontrastmittel in den hinteren Abschnitt des Auges, der angibt, dass die Nutzlast hatte, wurden injiziert in die richtige Lage. Die Forscher zeigten auch die Einspritzpumpe liefern könnten Stammzellen an der Rückseite des Auges, die nützlich sein könnte für regenerative Therapien.

„Die Stammzellen injiziert in die SCS überlebt, was darauf hinweist, dass die Kraft der Injektion und der transit durch die SCS wurden schonend für die Zellen,“ sagte Kisuk Yang, co-Autor und ein postdoctoral fellow in der Karp-Labor. „Dies sollte die Tür öffnen, um regenerative Therapien für Patienten mit Erkrankungen des Auges und darüber hinaus.“

„Diese intelligente Injektor ist eine einfache Lösung, die sich schnell erweitert, um Patienten zu helfen, erhöhen Zielgewebe Präzision und überschwinger verringern Verletzungen. Wir haben völlig verwandelt Nadeln mit einer kleinen Modifikation, erzielt bessere Gewebe-targeting,“ sagte ersten Autor Girish Chitnis, PhD, ein ehemaliger Postdoc in Karp Labor. „Dies ist eine Plattform-Technologie, so der verwendet werden könnte, sehr weit verbreitet.“

„Die i2T2 erleichtern Injektionen in schwierig-zu-target-Standorten in den Körper,“ sagte Miguel González-Andrades, MD, PhD, Augenarzt, co-Autor des Manuskripts und Mitarbeiter mit Karp ‚ s lab. „Der nächste Schritt hin zur menschlichen Nutzung ist der Nachweis der Nützlichkeit und Sicherheit der Technik in relevanten präklinischen krankheitsmodellen.“