מזרק חדשני חדש שיכול להעביר תרופות למקומות קשים בגוף נבדק במודלים של בעלי חיים
מחטים הן הכלי החשוב ביותר ב רפואה מכיוון שהן הכרחיות במתן אינספור תרופות בתוך הגוף שלנו. המזרקים והמחטים החלולים של ימינו משמשים כבר עשרות שנים להפקת נוזלים ודם מגופנו וחשובים להליכים רפואיים פולשניים עדינים רבים כמו דיאליזה. ניסיון למקד רקמות ספציפיות באמצעות מחט קונבנציונלית של מזרק היא משימה מאתגרת ומוגבלת על ידי מיומנות ורמות דיוק של הצוות הרפואי, שכן תהליך זה מונחה בעיקר על ידי תחושת הלחץ והמגע שלהם, שכן הרקמה של כל מטופל מרגישה שונה. . אמנם רק לעתים רחוקות דווח על פציעות או זיהומים, אבל לפעמים חיסון נגד שפעת יכול לגרום לכאב קיצוני ולנזק שרירים. שום עיצוב חדש לא שולב במחטים סטנדרטיות במיוחד בכל הנוגע לדיוק שלהן.
מחטים מסורתיות קשות ומסוכנות למתן תרופות לאזורים עדינים בגופנו, למשל החלל בחלק האחורי של העין. החלל העל-כורואידאלי (SCS) הממוקם בין סקלרה לכורואיד בחלק האחורי של העין הוא מיקום שקשה מאוד לכוון אליו באמצעות מחט קונבנציונלית בעיקר בגלל שהמחט חייבת להיות מאוד מדויקת והיא חייבת לעצור לאחר שעברה דרך הסקלרה - שלה. עובי קטן מ-1 מ"מ - כדי למנוע כל נזק לרשתית. אזור זה נחשב חשוב לאספקת תרופות רבות. כל פגייה עלולה לגרום לזיהום חמור או אפילו לעיוורון. אזורים מאתגרים נוספים הם מרווח פריטונאלי בבטן ורקמות בין העור והשרירים ומרווח אפידורלי סביב חוט השדרה כאשר הרדמה אפידורלית ניתנת במהלך לידה נרתיקית.
מחט חדשה רגישה ללחץ
במחקר שפורסם ב הנדסה ביו רפואית חוקרים מבית החולים Brigham and Women's, ארה"ב עיצבו רומן אינטליגנטי ומדויק ביותר הזרקה למיקוד רקמות - הנקרא I2T2 (מזרק אינטליגנטי למיקוד רקמות). מטרתם הייתה לשפר את הכוונה לרקמות תוך שמירה על עיצוב מסודר, פשוט ופרקטי. ה I2T2 המכשיר נוצר באמצעות מחט היפודרמית סטנדרטית וחלקים אחרים של מזרקים הנמכרים באופן מסחרי ופונקציונלי I2T2 מורכב משינויים קלים במערכת המחט-מזרק המסורתית. זוהי מחט הזזה שיכולה לחדור לשכבה החיצונית של הרקמה, ואז היא יכולה לעצור אוטומטית בממשק של שתי שכבות רקמה ולשחרר את תוכן המזרק לאזור היעד כשהמשתמש דוחף את בוכנת המזרק.
ה-I2T2 מורכב מבוכנה דוחפת, בוכנת מחט, מעצור מכני, נוזל ומחט ניתנת להזזה. המחט מותקנת על בוכנת המחט שהיא תומך הזזה המאפשר תנועה מדויקת לאורך ציר קנה המזרק. ראשית, קצה המחט מוחדר לתוך הרקמה בעומק רדוד, אבל בדיוק מספיק כדי למנוע כל זרימה של נוזל דרך המחט. שלב זה נקרא 'הכנסה מוקדמת'. קנה המזרק מונע חדירה לא מוצדקת ונעילה מכנית של בוכנת המחט מונעת תנועה לא רצויה לאחור של המחט. במהלך השלב השני הנקרא 'חדירת רקמות', הנוזל הפנימי נכנס ללחץ על ידי דחיפה של הבוכנה. הכוחות המניעים הפועלים על המחט (המאפשרים תנועה קדימה של המחט) מתגברים על הכוחות המנוגדים (שמתנגדים לתנועת המחט) ומקדמים את המחט עמוק יותר בתוך הרקמה בעוד קנה המזרק נשאר ללא תנועה. לכוחות אלו תפקיד קריטי בשליטה בתנועת המחט וגם בעצירה האוטומטית שלה. כאשר קצה המחט נכנס לחלל היעד הרצוי, נוזל מתחיל לצאת כדי להפחית את הלחץ הפנימי אשר יוריד את הכוח המניע מתחת לכוח המנוגד וזה יעצור את המחט בממשק החלל. במהלך שלב שלישי זה הנקרא 'הגשה ממוקדת', נוזל המזרק מועבר לחלל בעל התנגדות נמוכה יותר כאשר המשתמש דוחף את הבוכנה בתנועה רציפה אחת. מיקום המחט מודבק כעת בממשק הרקמה-חלל. מכיוון שלכל רקמה ביולוגית בגופנו יש צפיפות שונה, חיישן משולב במזרק אינטליגנטי זה חש אובדן התנגדות כאשר הוא נע דרך רקמה רכה יותר או חלל ולאחר מכן עוצר את תנועתה באופן אוטומטי כאשר קצה המחט חודר לרקמה ומציע התנגדות נמוכה יותר.
ה-I2T2 נבדק ב-extract רקמה דגימות ושלושה מודלים של בעלי חיים כולל כבשים כדי להעריך את דיוק המסירה שלו לחללים על-כורואידים, אפידורליים וצפקיים. ההזרקה מזהה אוטומטית כל שינוי בהתנגדות כדי לספק תרופה בטוחה ומדויקת בבדיקות פרה-קליניות. המזרק מחליט באופן מיידי לאפשר מיקוד משופר לרקמות ופריצת יתר מינימלית לכל מיקום לא רצוי מעבר לרקמת המטרה שעלולה לגרום לפציעה. המחקר אמור להתרחב לבדיקות פרה-קליניות בבני אדם ולאחר מכן לניסויים ב-2-3 השנים הבאות כדי להעריך את התועלת והבטיחות של המזרק.
I2T2 שומר על פשטות שווה וחסכוניות של מחטים-מזרק סטנדרטיות. היתרון העיקרי של מזרק I2T2 הוא שהוא מציג רמת דיוק גבוהה יותר והוא אינו מסתמך על מיומנויות של צוות ההפעלה שכן המזרק יכול לחוש אובדן התנגדות כאשר הוא נתקל ברקמה רכה יותר או חלל ואז הוא מפסיק לקדם את המחט מתחיל להעביר את מטען הסוכן הטיפולי שלו למרחב המטרה. מכשיר הבוכנה של המזרק הוא מערכת מכאנית פשוטה ואינו מצריך אלקטרוניקה נוספת. טכנולוגיית מזרק I2T2 היא פלטפורמה חדשה להשגת מיקוד טוב יותר של רקמות במיקומים שונים וקשים בגוף. המחט פשוטה וקלה לייצור בעלויות נמוכות. לא נדרשה טכניקה או הכשרה נוספת כדי להפעיל אותו. טכנולוגיה כה רב-תכליתית, רגישה, חסכונית וידידותית למשתמש יכולה להיות מבטיחה עבור יישומים קליניים מרובים.
***
{תוכל לקרוא את עבודת המחקר המקורית על ידי לחיצה על קישור ה-DOI המופיע להלן ברשימת המקורות המצוטטים}
מקור (ים)
Chitnis GD et al. 2019. מזרק מכני חוש התנגדות לאספקה מדויקת של נוזלים לרקמת המטרה. טבע הנדסה ביו-רפואית. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2
