신체의 어려운 위치에 약물을 전달할 수 있는 새롭고 혁신적인 주사기가 동물 모델에서 테스트되었습니다.
바늘은 가장 중요한 도구입니다. 의학 우리 몸 안에 무수한 약물을 전달하는 데 없어서는 안될 존재이기 때문입니다. 오늘날의 주사기와 속이 빈 바늘은 수십 년 동안 우리 몸에서 체액과 혈액을 추출하는 데 사용되어 왔으며 투석과 같은 많은 침습적이고 섬세한 의료 절차에 중요합니다. 기존의 주사기 바늘을 사용하여 특정 조직을 표적으로 삼는 것은 어려운 작업이며 이 과정은 대부분 환자의 조직이 다르기 때문에 자신의 압력과 촉각에 따라 진행되기 때문에 의료진의 기술과 정밀도 수준에 의해 제한됩니다. . 부상이나 감염이 거의 보고되지 않았지만 때때로 독감 예방 주사는 극심한 통증과 근육 손상을 유발할 수 있습니다. 특히 정확도와 관련하여 표준 바늘에 새로운 디자인이 통합되지 않았습니다.
전통적인 바늘은 우리 몸의 섬세한 부위(예: 눈 뒤쪽 공간)에 약물을 투여하기 어렵고 위험합니다. 눈 뒤쪽의 공막과 맥락막 사이에 위치한 맥락막위 공간(SCS)은 주로 바늘이 매우 정확해야 하고 공막을 통과한 후에 멈춰야 하기 때문에 기존 바늘을 사용하여 타겟팅하기가 매우 어려운 위치입니다. 망막 손상을 방지하기 위해 두께는 1mm 미만입니다. 이 영역은 많은 약물 전달에 중요한 것으로 간주됩니다. 어떤 실수라도 하면 심각한 감염이나 실명을 초래할 수 있습니다. 다른 어려운 부위로는 복부의 복막 공간과 피부와 근육 사이의 조직, 그리고 복부 주변의 경막외 공간이 있습니다. 척수 질 분만 중 경막외 마취가 시행되는 곳.
새로운 압력 감지 바늘
에 발표 된 연구에서 자연 생체 공학 미국 브리검 여성병원(Brigham and Women's Hospital) 연구진이 지능적이고 고도로 정밀한 새로운 로봇을 설계했습니다. 주입 조직 표적화를 위한 – I2T2(조직 표적화를 위한 지능형 주입기)라고 합니다. 그들은 디자인을 깔끔하고 단순하며 실용적으로 유지하면서 조직 타겟팅을 개선하는 것을 목표로 했습니다. 그만큼 I2T2 이 장치는 표준 피하 주사바늘과 상업적으로 판매되는 주사기의 다른 부품을 사용하여 만들어졌으며 기능적으로 I2T2는 기존 주사기 바늘 시스템에 약간의 수정으로 구성됩니다. 그것은 조직의 외부 층을 관통할 수 있는 슬라이딩 바늘이며 사용자가 주사기 플런저를 밀면 두 조직 층의 계면에서 자동으로 멈추고 주사기 내용물을 목표 영역으로 방출할 수 있습니다.
I2T2는 푸싱 플런저, 니들 플런저, 기계적 스톱, 유체 및 이동식 니들로 구성됩니다. 바늘은 주사기 배럴의 축을 따라 정확한 움직임을 허용하는 슬라이딩 지지대인 바늘 플런저에 장착됩니다. 첫째, 바늘 끝을 조직에 얕은 깊이로 삽입하지만 바늘을 통한 유체의 흐름을 피하기에 충분합니다. 이 단계를 '사전 삽입'이라고 합니다. 주사기 배럴은 부당한 침투를 방지하고 바늘 플런저의 기계적 잠금 장치는 바늘이 원하지 않는 뒤로 움직이는 것을 방지합니다. '조직 침투'라고 하는 두 번째 단계에서는 플런저를 눌러 내부 유체에 압력을 가합니다. 바늘에 작용하는 구동력(바늘의 전진 운동을 가능하게 함)은 반대 힘(바늘 운동을 반대함)을 극복하고 주사기 배럴이 움직이지 않는 동안 바늘을 조직 내부로 더 깊숙이 전진시킵니다. 이러한 힘은 바늘의 움직임과 자동 정지를 제어하는 데 중요한 역할을 합니다. 바늘 끝이 원하는 목표 공간에 들어가면 유체가 빠져나가기 시작하여 내부 압력을 감소시킨 다음 반대 힘보다 아래로 추진력을 낮추고 결과적으로 공동 인터페이스에서 바늘을 멈춥니다. '목표 전달'이라고 하는 이 세 번째 단계에서 주사기 유체는 사용자가 단일 연속 동작으로 플런저를 밀 때 저항이 낮은 공동으로 전달됩니다. 바늘의 위치는 이제 조직-강 인터페이스에 고정됩니다. 우리 몸의 모든 생물학적 조직은 밀도가 다르기 때문에 이 지능형 주입기의 통합 센서는 연조직이나 공동을 통과할 때 저항 손실을 감지하고 바늘 끝이 저항이 낮은 조직을 관통할 때 자동으로 움직임을 멈춥니다.
I2T2는 추출된 조직 샘플 및 양을 포함한 세 가지 동물 모델을 사용하여 맥락막위, 경막외 및 복막 공간으로의 전달 정확도를 평가합니다. 주사는 저항 변화를 자동으로 감지하여 전임상 시험에서 안전하고 정확하게 약물을 전달합니다. 인젝터는 즉각적으로 개선된 조직 표적화를 허용하고 부상을 유발할 수 있는 표적 조직을 지나 원치 않는 위치로의 오버슈트를 최소화하도록 결정합니다. 이 연구는 인간의 전임상 시험으로 확장된 후 인젝터의 유용성과 안전성을 평가하기 위해 향후 2-3년 동안의 시험으로 확대될 예정입니다.
I2T2는 표준 주사기 바늘과 동등한 단순성과 비용 효율성을 유지합니다. I2T2 인젝터의 주요 장점은 인젝터가 더 부드러운 조직이나 구멍을 만날 때 저항 손실을 감지할 수 있고 바늘의 전진을 멈추고 인젝터가 저항의 손실을 감지할 수 있기 때문에 더 높은 수준의 정밀도를 표시하고 수술 인력의 기술에 의존하지 않는다는 것입니다. 목표 공간으로 치료제 화물을 운송하기 시작합니다. 주사기의 플런저 장치는 간단한 기계 시스템이며 추가 전자 장치가 필요하지 않습니다. I2T2 인젝터 기술은 신체의 다양하고 어려운 위치에서 더 나은 조직 표적화를 달성하는 새로운 플랫폼입니다. 바늘은 간단하고 저렴한 비용으로 제조하기 쉽습니다. 이를 작동하는 데 추가 기술이나 교육이 필요하지 않았습니다. 이러한 다재다능하고 민감하며 비용 효율적이며 사용자 친화적인 기술은 여러 임상 응용 분야에서 유망할 수 있습니다.
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출처
Chitnis GDet al. 2019. 표적 조직에 액체를 정확하게 전달하기 위한 저항 감지 기계식 주사기. 자연 생명 공학. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
