研究人員發(fā)明了一種知道去哪里的針
一個(gè)多世紀(jì)以來(lái),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(shí)施取決于操作者,并且可能難以將藥物遞送到精細(xì)區(qū)域,例如眼睛后部的脈絡(luò)膜上腔。來(lái)自布萊根婦女醫(yī)院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種高靈敏度的組織靶向智能注射器(i2T2),用于檢測(cè)阻力變化,以便在臨床前測(cè)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(xùn)練有素的人員,”高級(jí)通訊作者杰夫卡普博士說(shuō),布里格姆醫(yī)學(xué)教授。“在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里,針頭本身的創(chuàng)新很少,我們認(rèn)為這是開(kāi)發(fā)更好,更準(zhǔn)確的設(shè)備的機(jī)會(huì)。我們力求改善組織靶向,同時(shí)保持設(shè)計(jì)盡可能簡(jiǎn)單易用。 “
用標(biāo)準(zhǔn)針頭難以瞄準(zhǔn)的一個(gè)位置是脈絡(luò)膜上腔(SCS),其位于眼睛后部的鞏膜和脈絡(luò)膜之間。SCS已成為藥物輸送的重要位置,并且目標(biāo)具有挑戰(zhàn)性,因?yàn)獒橆^必須在穿過(guò)鞏膜后停止,鞏膜厚度小于1毫米(約為美國(guó)四分之一厚度的一半),以避免損傷視網(wǎng)膜。另外的常見(jiàn)組織靶標(biāo)包括脊髓周圍的硬膜外腔(用于硬膜外麻醉以緩解分娩時(shí)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(biāo)準(zhǔn)皮下注射針和來(lái)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(dòng)到目標(biāo)組織中。使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試噴射器的驅(qū)動(dòng)力,最大力和摩擦力。注射器的反饋是瞬時(shí)的,這允許更好的組織靶向和最小的過(guò)沖(通過(guò)靶組織注射)到不希望的位置。
在來(lái)自三種動(dòng)物模型的組織上測(cè)試i2T2,以檢查脈絡(luò)膜上腔,硬膜外和腹膜腔以及皮下的輸送準(zhǔn)確性。研究人員使用提取的組織和動(dòng)物模型,發(fā)現(xiàn)i2T2可以防止過(guò)沖傷,并精確地將藥物輸送到所需的位置,無(wú)需任何額外的培訓(xùn)或?qū)I(yè)技術(shù)。
在臨床前模型中,研究人員報(bào)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(xì)胞傳遞到眼睛后部,這對(duì)于再生療法非常有用。
“注入SCS的干細(xì)胞存活下來(lái),表明注射力和通過(guò)SCS的轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)細(xì)胞溫和,”卡普實(shí)驗(yàn)室的共同作者和博士后研究員Kisuk Yang說(shuō)。“這應(yīng)該為患有眼睛及其他疾病的患者打開(kāi)再生療法的大門。”
“這種智能注射器是一種簡(jiǎn)單的解決方案,可以快速推進(jìn)到患者體內(nèi),有助于提高目標(biāo)組織的精確度并減少過(guò)沖傷。我們已經(jīng)完全改造針頭,進(jìn)行了小幅修改,實(shí)現(xiàn)了更好的組織靶向,”第一作者Girish Chitnis博士說(shuō)??ㄆ諏?shí)驗(yàn)室的前博士后研究員。“這是一種平臺(tái)技術(shù),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(jìn)行注射,”MyrelGonzález-Andrades博士說(shuō),他是該手稿的合作者,也是卡普實(shí)驗(yàn)室的合作者。“人類使用的下一步是證明該技術(shù)在相關(guān)的臨床前疾病模型中的實(shí)用性和安全性。”
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