211service.com
Naaldvrije injecties geperfectioneerd met behulp van Supersonic Liquid Microjets
Injecties zijn een belangrijke en onvermijdelijke spil van moderne medicinale technieken. Het idee is om vloeistof rechtstreeks in het lichaam te persen met een holle naald om door de huid te dringen. Zonder dit soort prikken zou het medische landschap onschatbaar armer zijn.
Maar injecties hebben een aantal nadelen. Ze zijn een belangrijke bron van ziekteoverdracht, vooral wanneer naalden worden hergebruikt en in het geval van prikverwondingen bij gezondheidswerkers, ze pijnlijk zijn en de naalden moeilijk en gevaarlijk weg te gooien zijn. Dan is er naaldfobie enzovoort.
Daarom hebben biomedische ingenieurs, artsen en patiënten ervan gedroomd een betere manier te vinden: injecties zonder naalden die lijken op de hypospray van Star Trek die zo vakkundig door Dr McCoy wordt toegediend.
Er is geen gebrek aan pogingen, waarvan sommige zelfs ouder zijn dan de Star Trek-serie. Het idee is dat als de vloeistof met voldoende kracht op de patiënt wordt gericht, deze de huid binnendringt en zich een weg baant in het lichaam.
Verschillende groepen hebben dit geprobeerd met behulp van perslucht en verschillende soorten vloeistofpompen, maar geen enkele is bijzonder succesvol geweest. Een probleem is dat vloeistofstralen net zo pijnlijk kunnen zijn als naalden en zelfs schadelijker kunnen zijn voor de huid en het onderliggende weefsel.
Maar het grootste probleem is spatten. Bij alle tot dusver uitgeprobeerde technieken spat een deel van de vloeistof van de huid of dringt het niet diep genoeg door, waardoor het onmogelijk is om te weten welke dosis de patiënt heeft gekregen. Dat is een serieus probleem voor elke aandoening die een precieze hoeveelheid medicijn vereist - en dat zijn ze vrijwel allemaal.
Dit lijkt te veranderen. Vandaag zeggen Yoshiyuki Tagawa van de Universiteit Twente in Nederland en een paar vrienden dat ze dit probleem hebben opgelost dankzij een nieuwe techniek om een stroom vloeistof in een microjet te concentreren die met een snelheid tot 2000 mijl per uur (850 m/sec.) ). Ja, dat is 2000 mph ongeveer dezelfde snelheid als een supersonische Blackbird SR-71.
De techniek is redelijk eenvoudig. Deze jongens vullen een capillair met vloeistof en richten een laserpuls op één uiteinde. Dit verwarmt snel een deel van de vloeistof waardoor het plotseling verdampt en een schokgolf door de buis stuurt. Hierdoor wordt de rest van de vloeistof versneld en wordt deze met hoge snelheid uit het capillair geduwd.
De buis en de verwarmingssnelheid zijn ontworpen om schokgolven te genereren die deze microjet zo scherpstellen dat de punt slechts enkele tientallen micrometers breed is, kleiner dan de proboscis van een mug.
Wanneer de vloeistof met deze snelheid de huid raakt, dringt het microject gemakkelijk door, waardoor een nauwkeurig volume vloeistof aan het onderliggende weefsel wordt afgegeven. En dit alles gebeurt met weinig of geen spatten.
Tagawa en co hebben hun systeem getest op gelatine bedekt met synthetische huid en zeggen dat het goed werkt, zoals de bovenstaande afbeeldingen lijken te getuigen. De resultaten... brengen naaldloze injecties een stap dichter bij wijdverbreid gebruik, zeggen ze.
Natuurlijk zijn er belangrijke stappen voor de boeg. Een punt van zorg is dat de laserpuls, evenals de hitte en schokgolf die het genereert, bepaalde soorten medicijnen kan beschadigen. De tests tot nu toe hebben alleen betrekking op water dat is gekleurd met rode kleurstof, dus dat moet zorgvuldig worden onderzocht.
Een ander technisch probleem is het ontwerp en de fabricage van een robuust apparaat dat breed inzetbaar is zonder te verstoppen. Naaldvrije injecties zullen zeker nuttig zijn in moderne ziekenhuizen en operaties, maar de ontwikkelingslanden hebben het meeste te winnen.
En tot slot zal de techniek op een breed scala aan mensen moeten worden getest. Het is mogelijk dat de microjets nauwkeurig moeten worden afgesteld om met verschillende huidtypes om te gaan, zodat het medicijnvolume dat wordt toegediend aan een jonge man met een huid als olifantenleer hetzelfde is als de dosis die wordt ontvangen door een oudere dame met een huid als tissuepapier.
Naaldvrije injecties zijn een enorm potentieel voordeel voor de miljoenen mensen, zoals diabetici, die leven met een dagelijkse routine van meerdere injecties. Voor hen is het een ontwikkeling die niet snel genoeg kan komen.
Referentie: arxiv.org/abs/1210.1907 : Naaldvrije injectie in huid en zachte materie met zeer gerichte microjets