תודה שביקרת ב-Nature.com.אתה משתמש בגרסת דפדפן עם תמיכת CSS מוגבלת.לקבלת החוויה הטובה ביותר, אנו ממליצים להשתמש בדפדפן מעודכן (או להשבית את מצב תאימות ב-Internet Explorer).בנוסף, כדי להבטיח תמיכה שוטפת, אנו מציגים את האתר ללא סגנונות ו-JavaScript.
סליידרים המציגים שלושה מאמרים בכל שקופית.השתמש בלחצנים 'הקודם' וה'הבא' כדי לעבור בין השקופיות, או בלחצני בקר השקופיות שבקצה כדי לעבור בין כל שקופית.
צנטריפוגה רפואית אמינה דרשה באופן היסטורי שימוש בציוד מסחרי יקר, מגושם ותלוי חשמלי, שלעתים קרובות אינו זמין בהגדרות מוגבלות במשאבים.למרות שתוארו כמה צנטריפוגות ניידות, זולות ולא ממונעות, פתרונות אלה מיועדים בעיקר ליישומי אבחון הדורשים נפחים קטנים יחסית של שקיעה.בנוסף, העיצוב של מכשירים אלה מצריך לרוב שימוש בחומרים וכלים מיוחדים שאינם זמינים בדרך כלל באזורים מועטים.כאן אנו מתארים את התכנון, ההרכבה והאימות הניסיוני של CentREUSE, צנטריפוגה ניידת מבוססת פסולת בעלות נמוכה במיוחד, המופעלת על ידי אדם, ליישומים טיפוליים.CentREUSE מציג כוח צנטריפוגלי ממוצע של 10.5 כוח צנטריפוגלי יחסי (RCF) ± 1.3.שקיעה של תרחיף זגוגי של 1.0 מ"ל של triamcinolone לאחר 3 דקות של צנטריפוגה ב- CentREUSE הייתה דומה לזו לאחר 12 שעות של שקיעה באמצעות כבידה (0.41 מ"ל ± 0.04 לעומת 0.38 מ"ל ± 0.03, p = 0.14).עיבוי משקעים לאחר צנטריפוגה של CentREUSE למשך 5 ו-10 דקות בהשוואה לזו שנצפה לאחר צנטריפוגה ב-10 RCF (0.31 מ"ל ± 0.02 לעומת 0.32 מ"ל ± 0.03, p = 0.20) ו-50 RCF (0.20 מ"ל) למשך 5 דקות בשימוש בציוד מסחרי דומה 0.02 לעומת 0.19 מ"ל ± 0.01, p = 0.15).התבניות והוראות הבנייה של CentREUSE כלולים בפוסט זה בקוד פתוח.
צנטריפוגה היא שלב חשוב בבדיקות אבחון רבות והתערבויות טיפוליות1,2,3,4.עם זאת, השגת צנטריפוגה נאותה דרשה באופן היסטורי שימוש בציוד מסחרי יקר, מגושם ותלוי חשמלי, שלעתים קרובות אינו זמין בהגדרות מוגבלות במשאבים2,4.בשנת 2017, הקבוצה של פראקש הציגה צנטריפוגה ידנית קטנה מבוססת נייר (המכונה "פאפר פאפר") עשויה מחומרים מוכנים בעלות של $0.20 ($)2.מאז, פוגה נייר נפרסה בהגדרות מוגבלות במשאבים עבור יישומי אבחון בנפח נמוך (למשל הפרדה מבוססת צפיפות של רכיבי דם בצינורות נימיים כדי לזהות טפילי מלריה), ובכך הדגימה מכשיר נייד סופר זול המופעל על ידי אדם.צנטריפוגה 2.מאז, תוארו עוד כמה התקני צנטריפוגה קומפקטיים, זולים ולא ממונעים4,5,6,7,8,9,10.עם זאת, רוב הפתרונות הללו, כמו אדי נייר, מיועדים למטרות אבחון הדורשות נפחי שיקוע קטנים יחסית ולכן לא ניתן להשתמש בהם לצנטריפוגה של דגימות גדולות.בנוסף, הרכבה של פתרונות אלו מצריכה פעמים רבות שימוש בחומרים וכלים מיוחדים שלעיתים אינם זמינים באזורים מועטים4,5,6,7,8,9,10.
כאן אנו מתארים את התכנון, ההרכבה והאימות הניסיוני של צנטריפוגה (המכונה CentREUSE) הבנויה מפסולת פוגה נייר קונבנציונלית עבור יישומים טיפוליים הדורשים בדרך כלל נפחי שיקוע גבוהים.מקרה 1, 3 כהוכחה לקונספט, בדקנו את המכשיר בהתערבות עיניים אמיתית: משקעים של תרחיף טריאמצינולון באצטון (TA) להזרקה שלאחר מכן של תרופת בולוס לגוף הזגוגית של העין.למרות שצנטריפוגה לריכוז TA היא התערבות מוכרת בעלות נמוכה לטיפול ארוך טווח במצבי עיניים שונים, הצורך בצנטריפוגות זמינות מסחרית במהלך ניסוח התרופה מהווה מחסום עיקרי לשימוש בטיפול זה בהגדרות מוגבלות במשאבים1,2, 3.בהשוואה לתוצאות שהושגו עם צנטריפוגות מסחריות קונבנציונליות.תבניות והוראות לבניית CentREUSE כלולים בפרסום קוד פתוח זה בסעיף "מידע נוסף".
ניתן לבנות את CentREUSE כמעט לחלוטין מגרוטאות.שני העותקים של התבנית החצי-עגולה (איור משלים S1) הודפסו על נייר פחמן סטנדרטי בארה"ב (215.9 מ"מ × 279.4 מ"מ).שתי התבניות העגולות למחצה המצורפות מגדירות שלוש תכונות עיצוב מרכזיות של מכשיר CentREUSE, כולל (1) השפה החיצונית של הדיסק המסתובב בגודל 247 מ"מ, (2) מיועדת להכיל מזרק של 1.0 מ"ל (עם מכסה ובוכנה קטועה).חריצים בשוק) ו-(3) שני סימנים המציינים היכן לנקב חורים כך שהחבל יוכל לעבור דרך הדיסק.
הדביקו (למשל עם דבק או סרט דבק לכל מטרה) את התבנית ללוח הגלי (גודל מינימלי: 247 מ"מ × 247 מ"מ) (איור משלים S2a).במחקר זה נעשה שימוש בלוח גלי סטנדרטי "A" (עובי 4.8 מ"מ), אך ניתן היה להשתמש בלוח גלי בעובי דומה, כגון קרטון גלי מקופסאות משלוח שנזרקו.בעזרת כלי חד (כגון להב או מספריים), חותכים את הקרטון לאורך קצה הדיסק החיצוני המתואר על התבנית (איור משלים S2b).לאחר מכן, באמצעות כלי צר וחד (כגון קצה עט כדורי), צור שני נקבים בעובי מלא ברדיוס של 8.5 מ"מ בהתאם לסימנים המתוארים על התבנית (איור משלים S2c).שני חריצים עבור מזרקים של 1.0 מ"ל נחתכים לאחר מכן מהתבנית ומשכבת ​​השטח הבסיסית של קרטון באמצעות כלי מחודד כגון סכין גילוח;יש להיזהר שלא לפגוע בשכבה הגלית הבסיסית או בשכבת פני השטח הנותרת (איור משלים S2d, ה).לאחר מכן, השחילו חתיכת חוט (כגון חוט כותנה 3 מ"מ לבישול או כל חוט בעל עובי וגמישות דומים) דרך שני החורים וקושרו לולאה סביב כל צד של דיסק באורך של כ-30 ס"מ (איור משלים S2f).
מלא שני מזרקים של 1.0 מ"ל בנפחים שווים בערך (למשל 1.0 מ"ל של תרחיף TA) ומכסה.מוט הבוכנה של המזרק נחתך אז בגובה אוגן החבית (איור משלים S2g, h).לאחר מכן מכוסה אוגן הצילינדר בשכבת סרט כדי למנוע פליטה של ​​הבוכנה הקטומה במהלך השימוש בציוד.כל מזרק של 1.0 מ"ל הונח לאחר מכן במזרק היטב כשהכובע פונה למרכז הדיסק (איור משלים S2i).לאחר מכן כל מזרק הוצמד לפחות לדיסק עם סרט דבק (איור משלים S2j).לבסוף, השלימו את הרכבת הצנטריפוגה על ידי הנחת שני עטים (כגון עפרונות או כלים דומים בצורת מקל) בכל קצה של החוט בתוך הלולאה (איור 1).
הוראות השימוש ב- CentREUSE דומות לאלו של צעצועי ספינינג מסורתיים.הסיבוב מתחיל על ידי החזקת ידית בכל יד.רפיון קל במיתרים גורם לדיסק להתנדנד קדימה או אחורה, מה שגורם לדיסק להסתובב קדימה או אחורה בהתאמה.זה נעשה מספר פעמים בצורה איטית ומבוקרת כך שהמיתרים מתכרבלים.ואז עצור את התנועה.כשהמיתרים מתחילים להתפרק, הידית נמשכת בחוזקה עד שהמיתרים מתוחים, מה שגורם לדיסק להסתובב.ברגע שהמיתר מתפרק לחלוטין ומתחיל להתגלגל לאחור, יש להרפות לאט את הידית.כשהחבל מתחיל להתפרק שוב, הפעל את אותה סדרה של תנועות כדי שהמכשיר ימשיך להסתובב (סרטון S1).
עבור יישומים הדורשים שקיעה של תרחיף על ידי צנטריפוגה, המכשיר סובב ברציפות עד להשגת גרנולציה משביעת רצון (איור משלים S3a,b).חלקיקים מורכבים ייווצרו בקצה הבוכנה של חבית המזרק והסופרנטנט יתרכז לכיוון קצה המזרק.לאחר מכן רוקנו את הסופרנטנט על ידי הסרת הסרט המכסה את אוגן החבית והחדרת בוכנה שנייה כדי לדחוף באיטיות את הבוכנה המקומית לכיוון קצה המזרק, תוך עצירה כשהיא הגיעה למשקעים המורכבים (איור משלים S3c,d).
כדי לקבוע את מהירות הסיבוב, מכשיר CentREUSE, המצויד בשני מזרקים של 1.0 מ"ל מלאים במים, תועד במצלמת וידאו במהירות גבוהה (240 פריימים לשנייה) למשך דקה אחת לאחר שהגיע למצב יציב של תנודה.סמנים ליד קצה הדיסק המסתובב עוקבים באופן ידני באמצעות ניתוח מסגרת אחר מסגרת של ההקלטות כדי לקבוע את מספר הסיבובים לדקה (סל"ד) (איורים 2א-ד).חזור על n = 10 ניסיונות.הכוח הצנטריפוגלי היחסי (RCF) בנקודת האמצע של קנה המזרק מחושב לאחר מכן באמצעות הנוסחה הבאה:
כימת מהירות סיבוב עם CentREUSE.(א-ד) תמונות מייצגות עוקבות המציגות את הזמן (דקות: שניות. אלפיות שניות) להשלמת סיבוב המכשיר.חיצים מציינים סמני עקבות.(ה) כימת סל"ד באמצעות CentREUSE.הקווים מייצגים את הממוצע (אדום) ± סטיית התקן (שחור).הציונים מייצגים ניסויים בודדים של דקה אחת (n = 10).
מזרק 1.0 מ"ל המכיל תרחיף TA להזרקה (40 מ"ג/מ"ל, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, ניו ג'רזי, ארה"ב) עבר צנטריפוגה במשך 3, 5 ו-10 דקות באמצעות CentREUSE.שיקוע באמצעות טכניקה זו הושווה לזו שהושגה לאחר צנטריפוגה ב-10, 20 ו-50 RCF באמצעות רוטור A-4-62 למשך 5 דקות על צנטריפוגה Eppendorf 5810R benchtop (המבורג, גרמניה).כמו כן, הושוו כמות המשקעים לכמות המשקעים שהושגה באמצעות משקעים תלויי כוח הכבידה בנקודות זמן שונות בין 0 ל-720 דקות.בסך הכל בוצעו n = 9 חזרות עצמאיות עבור כל פרוצדורה.
כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנת Prism 9.0 (GraphPad, סן דייגו, ארה"ב).הערכים מוצגים כממוצע ± סטיית תקן (SD) אלא אם צוין אחרת.הממוצעים של הקבוצה הושוו באמצעות מבחן t מתוקן על ידי Welch בעל שני זנבות.אלפא מוגדר כ-0.05.עבור שקיעה תלוית כוח הכבידה, מודל דעיכה מעריכי חד פאזי הותקן באמצעות רגרסיה של הריבועים הקטנים ביותר, תוך התייחסות לערכי y חוזרים ונשנים עבור ערך x נתון כנקודה אחת.
כאשר x הוא הזמן בדקות.y – נפח משקעים.y0 הוא הערך של y כאשר x הוא אפס.הרמה היא ערך y עבור אינסוף דקות.K הוא קבוע הקצב, מבוטא כהדדיות של דקות.
מכשיר CentREUSE הפגין תנודות לא ליניאריות אמינות ומבוקרות באמצעות שני מזרקים סטנדרטיים של 1.0 מ"ל מלאים ב-1.0 מ"ל מים כל אחד (סרטון S1).ב-n = 10 ניסויים (דקה כל אחד), ל- CentREUSE הייתה מהירות סיבוב ממוצעת של 359.4 סל"ד ± 21.63 (טווח = 337-398), וכתוצאה מכך מחושב כוח צנטריפוגלי ממוצע של 10.5 RCF ± 1, 3 (טווח = 9.2-12.8) ).(איור 2א-ה).
נבדקו מספר שיטות לקליטת תרחפי TA במזרקים של 1.0 מ"ל והשוו לצנטריפוגה של CentREUSE.לאחר 12 שעות של שקיעה תלוית כוח הכבידה, נפח המשקעים הגיע ל-0.38 מ"ל ± 0.03 (איור משלים S4a,b).שקיעת TA תלוית כוח הכבידה עולה בקנה אחד עם מודל דעיכה אקספוננציאלית חד פאזי (תוקן על ידי R2 = 0.8582), וכתוצאה מכך רמה משוערת של 0.3804 מ"ל (רווח בר סמך 95%: 0.3578 עד 0.4025) (איור משלים S4c).CentREUSE ייצר נפח משקעים ממוצע של 0.41 מ"ל ± 0.04 ב-3 דקות, שהיה דומה לערך הממוצע של 0.38 מ"ל ± 0.03 שנצפה עבור משקעים תלויי כוח הכבידה לאחר 12 שעות (p = 0.14) (איור 3a, d, h) .CentREUSE נתן נפח קומפקטי יותר באופן משמעותי של 0.31 מ"ל ± 0.02 ב-5 דקות בהשוואה לממוצע של 0.38 מ"ל ± 0.03 שנצפה עבור שקיעה מבוססת כבידה לאחר 12 שעות (p = 0.0001) (איור 3b, d, h).
השוואה של צפיפות גלולת TA המושגת על ידי צנטריפוגה CentREUSE עם שקיעת כוח הכבידה לעומת צנטריפוגה תעשייתית רגילה (A–C).תמונות מייצגות של השעיות TA מזורזות במזרקים של 1.0 מ"ל לאחר 3 דקות (A), 5 דקות (B) ו-10 דקות (C) של שימוש ב- CentREUSE.(ד) תמונות מייצגות של TA שהופקד לאחר 12 שעות של התיישבות כוח הכבידה.(EG) תמונות נציגות של TA משקעים לאחר צנטריפוגה מסחרית סטנדרטית ב-10 RCF (E), 20 RCF (F), ו-50 RCF (G) למשך 5 דקות.(H) נפח המשקעים הוכמת באמצעות CentREUSE (3, 5 ו-10 דקות), שקיעה בתיווך כבידה (12 שעות), וצנטריפוגה תעשייתית סטנדרטית ב-5 דקות (10, 20 ו-50 RCF).הקווים מייצגים את הממוצע (אדום) ± סטיית התקן (שחור).הנקודות מייצגות חזרות עצמאיות (n = 9 לכל תנאי).
CentREUSE ייצר נפח ממוצע של 0.31 מ"ל ± 0.02 לאחר 5 דקות, אשר דומה לממוצע של 0.32 מ"ל ± 0.03 שנצפה בצנטריפוגה מסחרית סטנדרטית ב-10 RCF למשך 5 דקות (p = 0.20), וקצת נמוך מהנפח הממוצע. שהושג עם 20 RCF נצפה ב-0.28 מ"ל ± 0.03 למשך 5 דקות (p = 0.03) (איור 3b, e, f, h).CentREUSE ייצר נפח ממוצע של 0.20 מ"ל ± 0.02 ב-10 דקות, שהיה קומפקטי באותה מידה (p=0.15) בהשוואה לנפח ממוצע של 0.19 מ"ל ± 0.01 ב-5 דקות שנצפה עם צנטריפוגה מסחרית ב-50 RCF (איור 3c, g, h)..
כאן אנו מתארים את התכנון, ההרכבה והאימות הניסיוני של צנטריפוגה בעלות נמוכה במיוחד, ניידת, המופעלת על ידי אדם, מבוססת נייר העשויה מפסולת טיפולית קונבנציונלית.העיצוב מבוסס ברובו על הצנטריפוגה מבוססת הנייר (המכונה "פוגת נייר") שהוצגה על ידי הקבוצה של Prakash בשנת 2017 ליישומי אבחון.בהתחשב בכך שהצנטריפוגה דרשה באופן היסטורי שימוש בציוד מסחרי יקר, מגושם ותלוי חשמל, הצנטריפוגה של פראקש מספקת פתרון אלגנטי לבעיית הגישה הלא בטוחה לצנטריפוגה בהגדרות מוגבלות במשאבים2,4.מאז, Paperfuge הראתה שימושיות מעשית במספר יישומי אבחון בנפח נמוך, כגון חלוקת דם מבוססת צפיפות לזיהוי מלריה.עם זאת, למיטב ידיעתנו, התקני צנטריפוגות מבוססי נייר זולים במיוחד לא שימשו למטרות טיפוליות, מצבים שבדרך כלל דורשים שקיעה בנפח גדול יותר.
עם זאת בחשבון, המטרה של CentREUSE היא להרחיב את השימוש בצנטריפוגה של נייר בהתערבויות טיפוליות.זה הושג על ידי ביצוע מספר שינויים בעיצוב חשיפת פראקש.יש לציין, כדי להגדיל את אורכם של שני מזרקים סטנדרטיים של 1.0 מ"ל, CentREUSE מכיל דיסק גדול יותר (רדיוס = 123.5 מ"מ) מאשר סחטת נייר פראקש הגדולה ביותר שנבדקה (רדיוס = 85 מ"מ).בנוסף, כדי לתמוך במשקל הנוסף של מזרק 1.0 מ"ל מלא בנוזל, CentREUSE משתמשת בקרטון גלי במקום בקרטון.יחד, שינויים אלו מאפשרים צנטריפוגה של נפחים גדולים יותר מאלה שנבדקו במנקה נייר Prakash (כלומר שני מזרקים של 1.0 מ"ל עם נימים) תוך הסתמכות על רכיבים דומים: חוט נימה וחומר על בסיס נייר.יש לציין, כמה צנטריפוגות זולות אחרות המונעות על ידי אדם תוארו למטרות אבחון4,5,6,7,8,9,10.אלה כוללים ספינרים, מקציפים לסלט, מקציפי ביצים ולפידים ידניים להתקנים מסתובבים 5, 6, 7, 8, 9. עם זאת, רוב המכשירים הללו אינם מיועדים להתמודד עם נפחים של עד 1.0 מ"ל ומורכבים מחומרים שלרוב הם יקרים יותר. ובלתי נגישים מאלה המשמשים בצנטריפוגות נייר2,4,5,6,7,8,9,10..למעשה, חומרי נייר זרוקים נמצאים לרוב בכל מקום;לדוגמה, בארצות הברית, נייר וקרטון מהווים למעלה מ-20% מהפסולת העירונית המוצקה, מה שמספק מקור בשפע, זול או אפילו בחינם לבניית צנטריפוגות נייר.למשל CentREUSE11.כמו כן, בהשוואה לכמה פתרונות אחרים בעלות נמוכה שפורסמו, CentREUSE אינה דורשת חומרה מיוחדת (כגון חומרה ותוכנה להדפסת תלת מימד, חומרה ותוכנה לחיתוך לייזר וכו') כדי ליצור, מה שהופך את החומרה לאינטנסיבית יותר במשאבים..האנשים האלה נמצאים בסביבה 4, 8, 9, 10.
כהוכחה לשימושיות המעשית של צנטריפוגת הנייר שלנו למטרות טיפוליות, אנו מדגימים את השקיעה המהירה והאמינה של תרחיף טריאמצינולון באציטון (TA) להזרקת בולוס זגוגית - התערבות מבוססת בעלות נמוכה לטיפול ארוך טווח במחלות עיניים שונות1 ,3.תוצאות השקיעה לאחר 3 דקות עם CentREUSE היו דומות לתוצאות לאחר 12 שעות של שקיעה בתיווך כבידה.בנוסף, תוצאות CentREUSE לאחר צנטריפוגה למשך 5 ו-10 דקות עלו על התוצאות שיתקבלו על ידי כוח הכבידה והיו דומות לאלו שנצפו לאחר צנטריפוגה תעשייתית ב-10 ו-50 RCF למשך 5 דקות, בהתאמה.יש לציין, מניסיוננו, CentREUSE מייצרת ממשק חד וחלק יותר משקעים-סופרנטנט מאשר שיטות אחרות שנבדקו;זה רצוי מכיוון שהוא מאפשר הערכה מדויקת יותר של המינון של התרופה הניתנת, וקל יותר להסיר את הסופרנטנט עם אובדן מינימלי של נפח החלקיקים.
הבחירה ביישום זה כהוכחה לקונספט נבעה מהצורך המתמשך לשפר את הגישה לסטרואידים תוך-זגויים ארוכי טווח בהגדרות מוגבלות במשאבים.סטרואידים תוך-וויטריאליים נמצאים בשימוש נרחב לטיפול במגוון מחלות עיניים, כולל בצקת מקולרית סוכרתית, ניוון מקולרי הקשור לגיל, חסימת כלי דם ברשתית, אובאיטיס, רטינופתיה בקרינה ובצקת מקולרית סיסטיק3,12.מבין הסטרואידים הזמינים למתן תוך-זגוגית, TA נשאר הנפוץ ביותר בשימוש ברחבי העולם12.למרות שקיימים תכשירים ללא חומרים משמרים TA (PF-TA) (למשל, Triesence [40 מ"ג/מ"ל, Alcon, פורט וורת', ארה"ב]), תכשירים עם חומרים משמרים אלכוהול בנזיל (למשל, Kenalog-40 [40 מ"ג/מ"ל, בריסטול- מאיירס סקוויב, ניו יורק, ארה"ב]) נותרה הפופולרית ביותר3,12.יש לציין שקבוצת התרופות האחרונה מאושרת על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) לשימוש תוך שרירי ותוך מפרקי בלבד, ולכן מתן תוך עיני נחשב לא רשום 3, 12 .למרות שהמינון להזרקה של TA intravitreal משתנה בהתאם להתוויה ולטכניקה, המינון הנפוץ ביותר המדווח הוא 4.0 מ"ג (כלומר נפח הזרקה של 0.1 מ"ל מתמיסה של 40 מ"ג/מ"ל), מה שנותן בדרך כלל משך טיפול של כ-3 חודשים. אפקטים 1 , 12, 13, 14, 15.
כדי להאריך את פעולתם של סטרואידים תוך-זגוגיים במחלות עיניים כרוניות, קשות או חוזרות, הוכנסו מספר התקני סטרואידים הניתנים להשתלה או הזרקה ארוכי טווח, כולל דקסמתזון 0.7 מ"ג (Ozurdex, אלרגן, דבלין, אירלנד), Relax fluoride acetonide 0.59 mg (Retisertert) , Bausch and Lomb, Laval, קנדה) ו-fluocinolone acetonide 0.19 מ"ג (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.עם זאת, למכשירים אלה יש מספר חסרונות פוטנציאליים.בארצות הברית, כל מכשיר מאושר רק למספר אינדיקציות, מה שמגביל את הכיסוי הביטוחי.בנוסף, מכשירים מסוימים דורשים השתלה כירורגית ועלולים לגרום לסיבוכים ייחודיים כגון נדידת המכשיר לתוך החדר הקדמי3,12.בנוסף, מכשירים אלה נוטים להיות פחות זמינים ויקרים הרבה יותר מ-TA3,12;במחירים נוכחיים בארה"ב, Kenalog-40 עולה כ-20 דולר לכל 1.0 מ"ל של תרחיף, בעוד Ozurdex, Retisert ו-Iluvien משתילים.עלות הכניסה היא כ-1400$., $20,000 ו-$9,200 בהתאמה.יחד, גורמים אלה מגבילים את הגישה למכשירים אלה עבור אנשים בהגדרות מוגבלות במשאבים.
נעשו ניסיונות להאריך את ההשפעה של TA1,3,16,17 תוך ויטריאלי בשל עלותו הנמוכה יותר, החזר נדיב יותר וזמינות רבה יותר.לאור מסיסותו הנמוכה במים, TA נשאר בעין כמחסן, המאפשר דיפוזיה הדרגתית וקבועה יחסית של תרופות, כך שההשפעה צפויה להימשך זמן רב יותר עם מחסנים גדולים יותר1,3.לשם כך פותחו מספר שיטות לריכוז תרחיף TA לפני ההזרקה לזגוגית.למרות שתוארו שיטות המבוססות על שקיעה פסיבית (כלומר תלוי בכוח הכבידה) או מיקרופילטרציה, שיטות אלו גוזלות זמן יחסית ונותנות תוצאות משתנות15,16,17.להיפך, מחקרים קודמים הראו שניתן לרכז את TA במהירות ובאמינות (ולכן פעולה ממושכת) על ידי משקעים בעזרת צנטריפוגה1,3.לסיכום, הנוחות, העלות הנמוכה, משך הזמן והיעילות של TA מרוכז צנטריפוגלי הופכים התערבות זו לאופציה אטרקטיבית עבור מטופלים במסגרות מוגבלות במשאבים.עם זאת, חוסר גישה לצנטריפוגה אמינה יכול להוות מחסום עיקרי ליישום התערבות זו;על ידי טיפול בבעיה זו, CentREUSE יכולה לעזור להגביר את הזמינות של טיפול ארוך טווח בסטרואידים עבור מטופלים במסגרות מוגבלות במשאבים.
ישנן מספר מגבלות במחקר שלנו, כולל אלה הקשורות לפונקציונליות מקורית במכשיר CentREUSE.המכשיר הוא מתנד לא ליניארי ולא שמרני המסתמך על קלט אנושי ולכן אינו יכול לספק קצב סיבוב מדויק וקבוע במהלך השימוש;מהירות הסיבוב תלויה במספר משתנים, כגון השפעת המשתמש על רמת הבעלות על המכשיר, חומרים ספציפיים המשמשים בהרכבת הציוד ואיכות החיבורים המסובבים.זה שונה מציוד מסחרי שבו ניתן ליישם מהירות סיבוב באופן עקבי ומדויק.בנוסף, המהירות שהושגה על ידי CentREUSE יכולה להיחשב צנועה יחסית למהירות המושגת על ידי מכשירי צנטריפוגה אחרים2.למרבה המזל, המהירות (והכוח הצנטריפוגלי הקשור) שנוצר על ידי המכשיר שלנו הספיקו כדי לבדוק את הרעיון המפורט במחקר שלנו (כלומר, תצהיר TA).ניתן להגדיל את מהירות הסיבוב על ידי הבהרת המסה של הדיסק המרכזי 2;ניתן להשיג זאת על ידי שימוש בחומר קל יותר (כגון קרטון דק יותר) אם הוא חזק מספיק כדי להחזיק שני מזרקים מלאים בנוזל.במקרה שלנו, ההחלטה להשתמש בקרטון מחורר סטנדרטי "A" (עובי 4.8 מ"מ) הייתה מכוונת, שכן חומר זה נמצא לרוב בקופסאות משלוח ולכן ניתן למצוא אותו בקלות כחומר שניתן למחזור.ניתן להגדיל את מהירות הסיבוב גם על ידי הפחתת הרדיוס של הדיסק המרכזי 2.עם זאת, הרדיוס של הפלטפורמה שלנו נעשה בכוונה גדול יחסית כדי להכיל מזרק של 1.0 מ"ל.אם המשתמש מעוניין בצנטריפוגה של כלים קצרים יותר, ניתן להקטין את הרדיוס - שינוי שגורם כצפוי למהירויות סיבוב גבוהות יותר (ואולי כוחות צנטריפוגליים גבוהים יותר).
בנוסף, לא הערכנו בקפידה את ההשפעה של עייפות המפעיל על תפקוד הציוד.מעניין שכמה מחברי הקבוצה שלנו הצליחו להשתמש במכשיר במשך 15 דקות ללא עייפות ניכרת.פתרון פוטנציאלי לעייפות המפעיל כאשר נדרשות צנטריפוגות ארוכות יותר הוא לסובב שני משתמשים או יותר (אם אפשר).בנוסף, לא הערכנו באופן ביקורתי את עמידות המכשיר, בין השאר משום שניתן היה להחליף בקלות את רכיבי המכשיר (כגון קרטון וכבל) בעלות קטנה או ללא עלות במקרה של בלאי או נזק.מעניין שבמהלך מבחן הפיילוט שלנו, השתמשנו במכשיר אחד במשך סך של למעלה מ-200 דקות.לאחר תקופה זו, הסימן היחיד הבולט אך מינורי לבלאי הוא ניקוב לאורך החוטים.
מגבלה נוספת של המחקר שלנו היא שלא מדדנו באופן ספציפי את המסה או הצפיפות של TA שהופקד, שניתן להשיג עם מכשיר CentREUSE ושיטות אחרות;במקום זאת, האימות הניסיוני שלנו של מכשיר זה התבסס על מדידת צפיפות המשקעים (במ"ל).מדד עקיף של צפיפות.בנוסף, לא בדקנו את CentREUSE Concentrated TA על מטופלים, עם זאת, מכיוון שהמכשיר שלנו ייצר כדורי TA הדומים לאלו שיוצרו באמצעות צנטריפוגה מסחרית, הנחנו ש- CentREUSE Concentrated TA יהיה יעיל ובטוח כמו שהיה בעבר.בספרות.דווח עבור התקני צנטריפוגה קונבנציונליים1,3.מחקרים נוספים המכמתים את הכמות האמיתית של TA הניתנת לאחר חיזוק CentREUSE עשויים לעזור להעריך עוד יותר את התועלת האמיתית של המכשיר שלנו ביישום זה.
למיטב ידיעתנו, CentREUSE, מכשיר שניתן לבנות בקלות מפסולת זמינה, היא צנטריפוגת הנייר הראשונה המופעלת על ידי אדם, ניידת ובעלות נמוכה במיוחד לשימוש בסביבה טיפולית.בנוסף ליכולת לצנטריפוגה נפחים גדולים יחסית, CentREUSE אינו דורש שימוש בחומרים מיוחדים וכלי בנייה בהשוואה לצנטריפוגות אחרות בעלות נמוכה שפורסמו.היעילות המוכחת של CentREUSE במשקעים מהירים ואמינים של TA עשויה לסייע בשיפור זמינות סטרואידים תוך-זגוגית ארוכת טווח אצל אנשים במסגרות מוגבלות במשאבים, מה שעשוי לסייע בטיפול במגוון מצבים עיניים.בנוסף, היתרונות של הצנטריפוגות הניידות שלנו המופעלות על ידי אדם מתרחבות כצפוי למיקומים עשירים במשאבים כגון מרכזי בריאות שלישוניים ורבעוניים גדולים במדינות מפותחות.בתנאים אלו, הזמינות של מכשירי צנטריפוגה עשויה להמשיך להיות מוגבלת למעבדות קליניות ומחקריות, עם סיכון של זיהום מזרקים בנוזלי גוף אנושיים, במוצרים מן החי ובחומרים מסוכנים אחרים.בנוסף, מעבדות אלו ממוקמות לרוב הרחק מנקודת הטיפול בחולים.זה, בתורו, יכול להיות מכשול לוגיסטי עבור ספקי שירותי בריאות הזקוקים לגישה מהירה לצנטריפוגה;פריסת CentREUSE יכולה לשמש דרך מעשית להכין התערבויות טיפוליות בטווח הקצר מבלי להפריע באופן רציני לטיפול בחולה.
לכן, כדי להקל על כולם להתכונן להתערבויות טיפוליות הדורשות צנטריפוגה, תבנית והנחיות ליצירת CentREUSE כלולים בפרסום בקוד פתוח זה תחת סעיף מידע נוסף.אנו מעודדים את הקוראים לעצב מחדש את CentREUSE לפי הצורך.
נתונים התומכים בתוצאות מחקר זה זמינים ממחבר ה-SM המתאים לפי בקשה סבירה.
Ober, MD and Valizhan, S. משך הפעולה של טריאמצינולון אצטון בזגוגית בריכוז צנטריפוגה.רשתית 33, 867–872 (2013).
בהמלה, MS ואחרים.צנטריפוגה ידנית במיוחד זולה לנייר.מדע ביו-רפואי לאומי.פּרוֹיֶקט.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM and Wasserman JA ריכוז צנטריפוגלי של תרחיף תוך-זגוגי של triamcinolone acetonide: אלטרנטיבה זולה, פשוטה וישימה למתן סטרואידים לטווח ארוך.J. Vitrain.דיס.5. 15–31 (2021).
האק, אני אחכה.מתאם צנטריפוגה בקוד פתוח לא יקר להפרדת דגימות דם קליניות גדולות.PLoS ONE.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
וונג AP, Gupta M., Shevkoplyas SS ו-Whitesides GM המטרפה היא כמו צנטריפוגה: הפרדת פלזמה אנושית מדם מלא בהגדרות מוגבלות במשאבים.מַעבָּדָה.שְׁבָב.8, 2032–2037 (2008).
בראון, J. et al.צנטריפוגה ידנית, ניידת, בעלות נמוכה לאבחון אנמיה בהגדרות מוגבלות במשאבים.כן.ג'יי טרופה.תרופה.לַחוּת.85, 327–332 (2011).
ליו, ק.-ה.לַחֲכוֹת.הפלזמה הופרדה באמצעות ספינר.פִּי הַטַבַּעַת.כִּימִי.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. et al.ספינר לאבחון מיידי של דלקות בדרכי השתן.מדע ביו-רפואי לאומי.פּרוֹיֶקט.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A., and Prakash, M. Handyfuge-LAMP: צנטריפוגה זולה ללא אלקטרוליטים לזיהוי איזותרמי של SARS-CoV-2 ברוק.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH, and Choi, J. Mag-spinner: הדור הבא של מערכות הפרדה מגנטיות נוחות, סבירות, פשוטות וניידות (FAST).Nano Advances 4, 792–800 (2022).
הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית.קידום ניהול חומרים בר-קיימא: גיליון מידע לשנת 2018 המעריך מגמות בייצור וניהול חומרים בארצות הברית.(2020).https://www.epa.gov/sites/default/files/2021-01/documents/2018_ff_fact_sheet_dec_2020_fnl_508.pdf.
Sarao, V., Veritti, D., Boschia, F. and Lanzetta, P. סטרואידים לטיפול תוך-זגוגי במחלות רשתית.המדע.כתב עת מיר 2014, 1–14 (2014).
בירה, תה אחר הצהריים וכו'. ריכוזים תוך עיניים ופרמקוקינטיקה של triamcinolone acetonide לאחר הזרקה אחת תוך-זגוגית.רפואת עיניים 110, 681–686 (2003).
Audren, F. et al.מודל פרמקוקינטי-פרמקודינמי של השפעת triamcinolone acetonide על עובי מקולרי מרכזי בחולים עם בצקת מקולרית סוכרתית.להשקיע.רפואת עיניים.גלוי.המדע.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD et al.המינון האמיתי של טריאמצינולון אצטון נמדד בשיטה הרגילה של הזרקה תוך-זגוגית.כן.J. Ophthalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS ו-Oh, JH שיטת אצטוניד טריאמצינולון מרוכזת להזרקה תוך-זגוגית.רשתית 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE ניתוח כמותי של טריאמצינולון שהופקד להזרקה.רשתית 27, 1255–1259 (2007).
SM נתמכת בחלקה על ידי מתנה לקרן Mukai, Massachusetts Eye and Ear Hospital, בוסטון, מסצ'וסטס, ארה"ב.
המחלקה לרפואת עיניים, בית הספר לרפואה של הרווארד, מסצ'וסטס לעין ואוזן, 243 Charles St, בוסטון, מסצ'וסטס, 02114, ארה"ב