研究人員發(fā)明了一種知道去哪里的針
一個多世紀以來,注射器和空心針已被用于提供藥物。然而,這些裝置的精確實施取決于操作者,并且可能難以將藥物遞送到精細區(qū)域,例如眼睛后部的脈絡膜上腔。來自布萊根婦女醫(yī)院的研究人員開發(fā)了一種高靈敏度的組織靶向智能注射器(i2T2),用于檢測阻力變化,以便在臨床前測試中正確安全地輸送藥物。他們的研究結(jié)果發(fā)表在Nature Biomedical Engineering上。
“使用常規(guī)針頭靶向特定組織可能很困難,而且往往需要訓練有素的人員,”高級通訊作者杰夫卡普博士說,布里格姆醫(yī)學教授。“在過去的一個世紀里,針頭本身的創(chuàng)新很少,我們認為這是開發(fā)更好,更準確的設備的機會。我們力求改善組織靶向,同時保持設計盡可能簡單易用。 “
用標準針頭難以瞄準的一個位置是脈絡膜上腔(SCS),其位于眼睛后部的鞏膜和脈絡膜之間。SCS已成為藥物輸送的重要位置,并且目標具有挑戰(zhàn)性,因為針頭必須在穿過鞏膜后停止,鞏膜厚度小于1毫米(約為美國四分之一厚度的一半),以避免損傷視網(wǎng)膜。另外的常見組織靶標包括脊髓周圍的硬膜外腔(用于硬膜外麻醉以緩解分娩時的疼痛),腹部的腹膜空間以及皮膚和肌肉之間的皮下組織。
使用標準皮下注射針和來自市售注射器的部件制造i2T2裝置。身體組織具有不同的密度,并且智能注射器利用壓力差異以使針移動到目標組織中。使用萬能試驗機測試噴射器的驅(qū)動力,最大力和摩擦力。注射器的反饋是瞬時的,這允許更好的組織靶向和最小的過沖(通過靶組織注射)到不希望的位置。
在來自三種動物模型的組織上測試i2T2,以檢查脈絡膜上腔,硬膜外和腹膜腔以及皮下的輸送準確性。研究人員使用提取的組織和動物模型,發(fā)現(xiàn)i2T2可以防止過沖傷,并精確地將藥物輸送到所需的位置,無需任何額外的培訓或?qū)I(yè)技術。
在臨床前模型中,研究人員報告了眼睛后部的造影劑覆蓋率很高,表明有效載荷已注入正確的位置。研究人員還表明,注射器可以將干細胞傳遞到眼睛后部,這對于再生療法非常有用。
“注入SCS的干細胞存活下來,表明注射力和通過SCS的轉(zhuǎn)運對細胞溫和,”卡普實驗室的共同作者和博士后研究員Kisuk Yang說。“這應該為患有眼睛及其他疾病的患者打開再生療法的大門。”
“這種智能注射器是一種簡單的解決方案,可以快速推進到患者體內(nèi),有助于提高目標組織的精確度并減少過沖傷。我們已經(jīng)完全改造針頭,進行了小幅修改,實現(xiàn)了更好的組織靶向,”第一作者Girish Chitnis博士說。卡普實驗室的前博士后研究員。“這是一種平臺技術,因此用途非常廣泛。”
“i2T2將有助于在體內(nèi)難以靶向的位置進行注射,”MyrelGonzález-Andrades博士說,他是該手稿的合作者,也是卡普實驗室的合作者。“人類使用的下一步是證明該技術在相關的臨床前疾病模型中的實用性和安全性。”
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