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研究人员发明了一种知道去哪里的针

一个多世纪以来,注射器和空心针已被用于提供药物。然而,这些装置的精确实施取决于操作者,并且可能难以将药物递送到精细区域,例如眼睛后部的脉络膜上腔。来自布莱根妇女医院的研究人员开发了一种高灵敏度的组织靶向智能注射器(i2T2),用于检测阻力变化,以便在临床前测试中正确安全地输送药物。他们的研究结果发表在Nature Biomedical Engineering上。

研究人员发明了一种知道去哪里的针

“使用常规针头靶向特定组织可能很困难,而且往往需要训练有素的人员,”高级通讯作者杰夫卡普博士说,布里格姆医学教授。“在过去的一个世纪里,针头本身的创新很少,我们认为这是开发更好,更准确的设备的机会。我们力求改善组织靶向,同时保持设计尽可能简单易用。 “

用标准针头难以瞄准的一个位置是脉络膜上腔(SCS),其位于眼睛后部的巩膜和脉络膜之间。SCS已成为药物输送的重要位置,并且目标具有挑战性,因为针头必须在穿过巩膜后停止,巩膜厚度小于1毫米(约为美国四分之一厚度的一半),以避免损伤视网膜。另外的常见组织靶标包括脊髓周围的硬膜外腔(用于硬膜外麻醉以缓解分娩时的疼痛),腹部的腹膜空间以及皮肤和肌肉之间的皮下组织。

使用标准皮下注射针和来自市售注射器的部件制造i2T2装置。身体组织具有不同的密度,并且智能注射器利用压力差异以使针移动到目标组织中。使用万能试验机测试喷射器的驱动力,最大力和摩擦力。注射器的反馈是瞬时的,这允许更好的组织靶向和最小的过冲(通过靶组织注射)到不希望的位置。

在来自三种动物模型的组织上测试i2T2,以检查脉络膜上腔,硬膜外和腹膜腔以及皮下的输送准确性。研究人员使用提取的组织和动物模型,发现i2T2可以防止过冲伤,并精确地将药物输送到所需的位置,无需任何额外的培训或专业技术。

在临床前模型中,研究人员报告了眼睛后部的造影剂覆盖率很高,表明有效载荷已注入正确的位置。研究人员还表明,注射器可以将干细胞传递到眼睛后部,这对于再生疗法非常有用。

“注入SCS的干细胞存活下来,表明注射力和通过SCS的转运对细胞温和,”卡普实验室的共同作者和博士后研究员Kisuk Yang说。“这应该为患有眼睛及其他疾病的患者打开再生疗法的大门。”

“这种智能注射器是一种简单的解决方案,可以快速推进到患者体内,有助于提高目标组织的精确度并减少过冲伤。我们已经完全改造针头,进行了小幅修改,实现了更好的组织靶向,”第一作者Girish Chitnis博士说。卡普实验室的前博士后研究员。“这是一种平台技术,因此用途非常广泛。”

“i2T2将有助于在体内难以靶向的位置进行注射,”MyrelGonzález-Andrades博士说,他是该手稿的合作者,也是卡普实验室的合作者。“人类使用的下一步是证明该技术在相关的临床前疾病模型中的实用性和安全性。”

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