تم اختبار حاقن مبتكر جديد يمكنه توصيل الأدوية إلى أماكن صعبة من الجسم على نماذج حيوانية
الإبر هي أهم أداة في دواء لأنها لا غنى عنها في توصيل أدوية لا حصر لها داخل أجسامنا. تُستخدم المحاقن والإبر المجوفة اليوم منذ عقود لاستخراج السوائل والدم من أجسامنا وهي مهمة للعديد من الإجراءات الطبية الدقيقة مثل غسيل الكلى. تعد محاولة استهداف أنسجة معينة باستخدام إبرة تقليدية للحقنة مهمة صعبة ومحدودة بمهارة ومستويات الدقة للعاملين في المجال الطبي حيث يتم توجيه هذه العملية في الغالب من خلال إحساسهم بالضغط واللمس لأن نسيج كل مريض يشعر بأنه مختلف . على الرغم من أنه نادرًا ما تم الإبلاغ عن إصابات أو عدوى ، إلا أن لقاح الإنفلونزا قد يسبب ألمًا شديدًا وتلفًا للعضلات في بعض الأحيان. لم يتم دمج أي تصميم جديد في الإبر القياسية خاصة فيما يتعلق بدقتها.
الإبر التقليدية صعبة ومحفوفة بالمخاطر لإعطاء الدواء للمناطق الحساسة من الجسم مثل المساحة الموجودة في الجزء الخلفي من أعيننا. يعد الفضاء فوق المشيمي (SCS) الموجود بين الصلبة والمشيمية في الجزء الخلفي من العين موقعًا يصعب استهدافه باستخدام إبرة تقليدية بشكل رئيسي لأن الإبرة يجب أن تكون دقيقة جدًا ويجب أن تتوقف بعد أن تنتقل عبر الصلبة - التي سمكها أقل من 1 ملم – لتجنب حدوث أي ضرر لشبكية العين. تعتبر هذه المنطقة مهمة لتوصيل العديد من الأدوية. أي خطأ يمكن أن يسبب عدوى خطيرة أو حتى العمى. المناطق الصعبة الأخرى هي الفضاء البريتوني في البطن والأنسجة بين الجلد والعضلات والمساحة فوق الجافية حول الحبل الشوكي حيث يتم إعطاء التخدير فوق الجافية أثناء الولادة المهبلية.
ابرة جديدة حساسة للضغط
في دراسة نشرت في طبيعة الهندسة الطبية الحيوية قام باحثون من مستشفى بريجهام والنساء بالولايات المتحدة الأمريكية بتصميم رواية ذكية ودقيقة للغاية حقن لاستهداف الأنسجة - يسمى I2T2 (حاقن ذكي لاستهداف الأنسجة). كانوا يهدفون إلى تحسين استهداف الأنسجة مع الحفاظ على التصميم أنيقًا وبسيطًا وعمليًا. ال I2T2 تم إنشاء الجهاز باستخدام إبرة قياسية تحت الجلد وأجزاء أخرى من المحاقن المباعة تجاريًا ويتكون I2T2 وظيفيًا من تعديلات طفيفة على نظام إبرة الحقن التقليدية. إنها إبرة منزلقة يمكنها اختراق الطبقة الخارجية من الأنسجة ، ثم يمكن أن تتوقف تلقائيًا عند واجهة طبقتين من الأنسجة وتحرر محتوى الحقنة في المنطقة المستهدفة حيث يقوم المستخدم بدفع مكبس المحقنة.
يتكون I2T2 من مكبس دفع ، ومكبس إبرة ، وموقف ميكانيكي ، وسائل ، وإبرة متحركة. يتم تثبيت الإبرة على مكبس الإبرة وهو دعامة منزلقة تسمح بالحركة الدقيقة على طول محور برميل المحقنة. أولاً ، يتم إدخال طرف الإبرة في الأنسجة على عمق ضحل ، ولكن بشكل كافٍ فقط لتجنب أي تدفق للسوائل عبر الإبرة. هذه المرحلة تسمى "ما قبل الإدراج". يمنع برميل المحقنة الاختراق غير المبرر والقفل الميكانيكي لمكبس الإبرة يمنع الحركة الخلفية غير المرغوب فيها للإبرة. خلال المرحلة الثانية التي تسمى "اختراق الأنسجة" ، يتم ضغط السائل الداخلي عن طريق دفع المكبس. تتغلب القوى الدافعة التي تعمل على الإبرة (التي تتيح الحركة الأمامية للإبرة) على القوى المعاكسة (التي تعارض حركة الإبرة) وتقدم الإبرة بشكل أعمق داخل الأنسجة بينما يظل برميل المحقنة ثابتًا. تلعب هذه القوى دورًا مهمًا في التحكم في حركة الإبرة وأيضًا إيقافها التلقائي. عندما يدخل طرف الإبرة المساحة المستهدفة المطلوبة ، يبدأ السائل في الخروج لتقليل الضغط الداخلي الذي سيخفض بعد ذلك القوة الدافعة أقل من القوة المعاكسة وهذا سيوقف الإبرة في واجهة التجويف. خلال هذه المرحلة الثالثة التي تسمى "التسليم المستهدف" ، يتم تسليم سائل الحقنة إلى التجويف ذي المقاومة الأقل حيث يقوم المستخدم بدفع المكبس في حركة واحدة مستمرة. يتم الآن لصق موضع الإبرة على واجهة تجويف الأنسجة. نظرًا لأن كل نسيج بيولوجي في أجسامنا له كثافة مختلفة ، فإن المستشعر المدمج في هذا الحاقن الذكي يستشعر فقدان المقاومة أثناء تحركه عبر نسيج أكثر ليونة أو تجويفًا ثم يتوقف عن حركته تلقائيًا عندما يخترق طرف الإبرة الأنسجة مقدمًا مقاومة أقل.
تم اختبار I2T2 في المستخلص الأنسجة عينات وثلاثة نماذج حيوانية بما في ذلك الأغنام لتقييم دقة إيصالها في المساحات فوق المشقوقة ، فوق الجافية والصفاق. يكتشف الحقن تلقائيًا أي تغيرات في المقاومة وذلك لإيصال الدواء بأمان ودقة في الاختبارات قبل السريرية. يقرر الحاقن على الفور السماح بتحسين استهداف الأنسجة والحد الأدنى من التجاوز في أي مكان غير مرغوب فيه يتجاوز النسيج المستهدف والذي قد يتسبب في إصابة. ستمتد الدراسة لتشمل الاختبار قبل السريري على الإنسان ثم لتشمل التجارب في السنوات 2-3 القادمة لتقييم فائدة الحاقن وسلامته.
I2T2 يحافظ على البساطة والفعالية من حيث التكلفة لإبر الحقن القياسية. الميزة الرئيسية لحاقن I2T2 هو أنه يعرض مستوى أعلى من الدقة ولا يعتمد على مهارات أفراد التشغيل حيث يمكن للحاقن أن يشعر بفقدان المقاومة عندما يواجه نسيجًا أكثر نعومة أو تجويفًا ثم يتوقف عن دفع الإبرة و تبدأ في تسليم حمولتها من العامل العلاجي إلى الفضاء المستهدف. جهاز المكبس للحقنة هو نظام ميكانيكي بسيط ولا يتطلب أجهزة إلكترونية إضافية. تقنية حاقن I2T2 هي منصة جديدة لتحقيق استهداف أفضل للأنسجة في مواقع مختلفة وصعبة في الجسم. الإبرة بسيطة وسهلة التصنيع بتكلفة منخفضة. لم تكن هناك حاجة إلى تقنية أو تدريب إضافي لتشغيله. يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا المتنوعة والحساسة والفعالة من حيث التكلفة وسهلة الاستخدام واعدة للتطبيقات السريرية المتعددة.
***
المصدر (ق)
شيتنيس جي دي وآخرون. 2019. حاقن ميكانيكي مستشعر للمقاومة لتوصيل السوائل بدقة إلى الأنسجة المستهدفة. هندسة الطبيعة الطبية. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
***
التعليقات مغلقة.