Mae chwistrellwr arloesol newydd a all ddosbarthu meddyginiaethau i leoliadau anodd yn y corff wedi cael ei brofi mewn modelau anifeiliaid
Nodwyddau yw'r offeryn pwysicaf yn meddygaeth gan eu bod yn anhepgor wrth ddosbarthu meddyginiaethau dirifedi y tu mewn i'n corff. Mae chwistrellau a nodwyddau gwag heddiw wedi cael eu defnyddio ers degawdau ar gyfer tynnu hylifau a gwaed o'n corff ac maent yn bwysig ar gyfer llawer o weithdrefnau meddygol cain ymledol fel dialysis. Mae ceisio targedu meinweoedd penodol trwy ddefnyddio nodwydd confensiynol o chwistrell yn dasg heriol ac wedi'i chyfyngu gan sgil a lefelau manwl gywirdeb y personél meddygol gan fod y broses hon yn cael ei harwain yn bennaf gan eu synnwyr eu hunain o bwysau a chyffyrddiad gan fod meinwe pob claf yn teimlo'n wahanol. . Er mai anaml yr adroddwyd am anafiadau neu heintiau, weithiau gall pigiad ffliw achosi poen eithafol a niwed i'r cyhyrau. Nid oes unrhyw ddyluniad newydd wedi'i ymgorffori mewn nodwyddau safonol yn enwedig o ran eu cywirdeb.
Mae nodwyddau traddodiadol yn anodd ac yn beryglus i roi meddyginiaeth i rannau bregus o'n corff, er enghraifft y gofod yng nghefn ein llygad. Mae'r gofod suprachoroidal (SCS) sydd wedi'i leoli rhwng sglera a choroid yng nghefn y llygad yn lleoliad anodd iawn i'w dargedu gan ddefnyddio nodwydd confensiynol yn bennaf oherwydd bod yn rhaid i'r nodwydd fod yn fanwl iawn a rhaid iddi stopio ar ôl iddi drosglwyddo trwy'r sglera - y mae ei mae trwch yn llai nag 1 mm - er mwyn osgoi unrhyw niwed i'r retina. Ystyrir bod y rhanbarth hwn yn bwysig ar gyfer darparu llawer o feddyginiaethau. Gallai unrhyw fethiant achosi haint difrifol neu hyd yn oed ddallineb. Meysydd heriol eraill yw'r gofod peritoneol yn yr abdomen a'r meinwe rhwng y croen a'r cyhyrau a'r gofod epidwral o amgylch y llinyn y cefn lle rhoddir anesthesia epidwral yn ystod genedigaeth drwy'r wain.
Nodwydd newydd sy'n sensitif i bwysau
Mewn astudiaeth a gyhoeddwyd yn Peirianneg Biofeddygol Natur mae ymchwilwyr o Brigham ac Ysbyty'r Merched, UDA wedi dylunio nofel ddeallus a hynod fanwl gywir pigiad ar gyfer targedu meinweoedd – a elwir yn I2T2 (chwistrellwr deallus ar gyfer targedu meinwe). Eu nod oedd gwella targedu meinwe tra'n cadw'r dyluniad yn daclus, yn syml ac yn ymarferol. Mae'r I2T2 Crëwyd dyfais gan ddefnyddio nodwydd hypodermig safonol a rhannau eraill o chwistrellau a werthir yn fasnachol ac yn swyddogaethol mae I2T2 yn cynnwys mân addasiadau i'r system nodwydd chwistrell draddodiadol. Mae'n nodwydd llithro a all dreiddio i haen allanol meinwe, yna gall stopio'n awtomatig ar ryngwyneb dwy haen feinwe a rhyddhau'r cynnwys chwistrell i'r ardal darged wrth i'r defnyddiwr wthio'r plunger chwistrell.
Mae'r I2T2 yn cynnwys plunger gwthio, plunger nodwydd, stop mecanyddol, hylif a nodwydd symudol. Mae'r nodwydd wedi'i osod ar y plunger nodwydd sy'n gynhalydd llithro sy'n caniatáu symudiad manwl gywir ar hyd echelin y gasgen chwistrell. Yn gyntaf, gosodir blaen y nodwydd yn y meinwe ar ddyfnder bas, ond dim ond yn ddigon i osgoi unrhyw lif hylif trwy'r nodwydd. Gelwir y cam hwn yn 'cyn-gosod'. Mae'r gasgen chwistrell yn atal treiddiad direswm ac mae clo mecanyddol plunger nodwydd yn atal y nodwydd rhag symud yn ôl yn annymunol. Yn ystod yr ail gam o'r enw 'treiddiad meinwe', mae hylif mewnol yn cael ei roi dan bwysau trwy wthio'r plunger. Mae'r grymoedd gyrru sy'n gweithredu ar y nodwydd (sy'n galluogi'r nodwydd i symud ymlaen) yn goresgyn y grymoedd gwrthwynebol (sy'n gwrthwynebu symudiad nodwydd) ac yn symud y nodwydd yn ddyfnach y tu mewn i'r meinwe tra bod y gasgen chwistrell yn aros yn ansymudol. Mae'r grymoedd hyn yn chwarae rhan hanfodol wrth reoli symudiad y nodwydd a hefyd ei stopio awtomatig. Pan fydd blaen y nodwydd yn mynd i mewn i'r gofod targed a ddymunir, mae hylif yn dechrau gadael er mwyn lleihau'r pwysau mewnol a fydd wedyn yn gostwng y grym gyrru islaw na'r grym gwrthwynebol a bydd hyn wedyn yn atal y nodwydd yn y rhyngwyneb ceudod. Yn ystod y trydydd cam hwn o'r enw 'cyflenwi wedi'i dargedu' mae'r hylif chwistrell yn cael ei ddanfon i'r ceudod gyda gwrthiant is wrth i'r defnyddiwr wthio'r plymiwr mewn un mudiant parhaus. Mae safle'r nodwydd bellach wedi'i osod ar y rhyngwyneb meinwe-ceudod. Gan fod gan bob meinwe biolegol yn ein corff ddwysedd gwahanol, mae synhwyrydd integredig yn y chwistrellwr deallus hwn yn synhwyro colled ymwrthedd wrth iddo symud trwy feinwe meddalach neu geudod ac yna'n atal ei symudiad yn awtomatig pan fydd blaen y nodwydd yn treiddio i feinwe gan gynnig ymwrthedd is.
Profwyd yr I2T2 yn echdynedig meinwe samplau a thri model anifail gan gynnwys defaid i werthuso cywirdeb ei ddanfoniad i ofodau uwchrachoroidal, epidwral a peritoneol. Mae'r pigiad yn canfod unrhyw newidiadau mewn ymwrthedd yn awtomatig er mwyn dosbarthu meddyginiaeth yn ddiogel ac yn gywir mewn profion rhag-glinigol. Mae'r chwistrellwr yn penderfynu ar unwaith gan ganiatáu ar gyfer targedu meinwe gwell ac ychydig iawn o or-saethu i unrhyw leoliad diangen heibio'r meinwe darged a allai achosi anaf. Mae'r astudiaeth i'w hymestyn i brofion rhag-glinigol dynol ac yna i dreialon yn y 2-3 blynedd nesaf i werthuso defnyddioldeb a diogelwch y chwistrellwr.
Mae I2T2 yn cadw symlrwydd a chost-effeithiolrwydd cyfatebol nodwyddau chwistrell safonol. Prif fantais chwistrellwr I2T2 yw ei fod yn dangos lefel uwch o fanwl gywirdeb ac nid yw'n dibynnu ar sgiliau'r personél gweithredu oherwydd gall y chwistrellwr synhwyro colli gwrthiant pan fydd yn dod ar draws meinwe meddalach neu geudod ac yna mae'n stopio symud y nodwydd ymlaen a yn dechrau danfon ei gargo o asiant therapiwtig i'r gofod targed. Mae dyfais plunger y chwistrell yn system fecanyddol syml ac nid oes angen electroneg ychwanegol arni. Mae technoleg chwistrellu I2T2 yn llwyfan newydd i gyflawni gwell targedu meinwe mewn lleoliadau gwahanol ac anodd yn y corff. Mae'r nodwydd yn syml ac yn hawdd i'w gynhyrchu gyda chostau isel. Nid oedd angen unrhyw dechneg neu hyfforddiant ychwanegol i'w weithredu. Gallai technoleg mor hyblyg, sensitif, cost-effeithiol a hawdd ei defnyddio fod yn addawol ar gyfer cymwysiadau clinigol lluosog.
***
{Gallwch ddarllen y papur ymchwil gwreiddiol trwy glicio ar y ddolen DOI a roddir isod yn y rhestr o ffynonellau a ddyfynnir}
Ffynhonnell (au)
Mae Chitnis GD et al. 2019. Chwistrellwr mecanyddol synhwyro gwrthiant ar gyfer danfon hylifau yn union i feinwe targed. Peirianneg Biofeddygol Natur. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
Sylwadau ar gau.