Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com.Jūs izmantojat pārlūkprogrammas versiju ar ierobežotu CSS atbalstu.Lai nodrošinātu vislabāko pieredzi, ieteicams izmantot atjauninātu pārlūkprogrammu (vai atspējot saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer).Turklāt, lai nodrošinātu pastāvīgu atbalstu, mēs rādām vietni bez stiliem un JavaScript.
Slīdņi, kas parāda trīs rakstus katrā slaidā.Izmantojiet pogas Atpakaļ un Nākamais, lai pārvietotos pa slaidiem, vai slaidu kontrollera pogas beigās, lai pārvietotos pa katru slaidu.
Uzticama medicīniskā centrifugēšana vēsturiski ir prasījusi dārgu, apjomīgu un elektriski atkarīgu komerciālu iekārtu izmantošanu, kas bieži vien nav pieejama ierobežotos resursos.Lai gan ir aprakstītas vairākas pārnēsājamas, lētas, nemotorizētas centrifūgas, šie risinājumi galvenokārt ir paredzēti diagnostikas vajadzībām, kurām nepieciešams salīdzinoši neliels sedimentācijas apjoms.Turklāt šo ierīču projektēšanai bieži ir jāizmanto īpaši materiāli un instrumenti, kas parasti nav pieejami nepietiekami apkalpotās vietās.Šeit mēs aprakstām CentREUSE, īpaši zemu izmaksu, cilvēku darbināmas, pārnēsājamas, uz atkritumiem balstītas centrifūgas dizainu, montāžu un eksperimentālo validāciju terapeitiskiem lietojumiem.CentREUSE vidējais centrbēdzes spēks ir 10,5 relatīvais centrbēdzes spēks (RCF) ± 1,3.1,0 ml triamcinolona stiklveida suspensijas nogulsnēšanās pēc 3 minūšu centrifugēšanas CentREUSE bija salīdzināma ar to pēc 12 stundu gravitācijas izraisītas sedimentācijas (0,41 ml ± 0,04 pret 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Nosēdumu sabiezēšana pēc CentREUSE centrifugēšanas 5 un 10 minūtes, salīdzinot ar to, kas novērota pēc centrifugēšanas pie 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 pret 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) un 50 RCF (0,20 ml) 5 minūtes, izmantojot komerciālu aprīkojumu. 0,02 pret 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).CentREUSE veidnes un izveides instrukcijas ir iekļautas šajā atvērtā koda ziņojumā.
Centrifugēšana ir svarīgs solis daudzos diagnostikas pārbaudēs un terapeitiskās iejaukšanās darbībās1,2,3,4.Tomēr, lai panāktu adekvātu centrifugēšanu, vēsturiski ir nepieciešams izmantot dārgu, apjomīgu un elektriski atkarīgu komerciālu aprīkojumu, kas bieži vien nav pieejams ierobežotos resursos2,4.2017. gadā Prakash grupa ieviesa nelielu papīra bāzes manuālo centrifūgu (sauktu par “papīra pūtēju”), kas izgatavota no saliekamiem materiāliem un maksāja 0,20 $ ($)2.Kopš tā laika papīra fuga ir izmantota ierobežotos resursos apstākļos maza apjoma diagnostikas vajadzībām (piemēram, asins komponentu atdalīšana kapilārās caurulēs, pamatojoties uz blīvumu, lai noteiktu malārijas parazītus), tādējādi demonstrējot īpaši lētu pārnēsājamu, ar cilvēka darbināmu instrumentu.centrifūga 2.Kopš tā laika ir aprakstītas vairākas citas kompaktas, lētas, nemotorizētas centrifugēšanas ierīces4,5,6,7,8,9,10.Tomēr lielākā daļa šo šķīdumu, tāpat kā papīra izgarojumi, ir paredzēti diagnostikas nolūkiem, kam nepieciešami salīdzinoši nelieli sedimentācijas apjomi, un tāpēc tos nevar izmantot lielu paraugu centrifugēšanai.Turklāt šo risinājumu montāžai bieži ir jāizmanto īpaši materiāli un instrumenti, kas bieži vien nav pieejami nepietiekami apkalpotās vietās4,5,6,7,8,9,10.
Šeit mēs aprakstām centrifūgas (ko sauc par CentREUSE) projektēšanu, montāžu un eksperimentālo validāciju, kas izgatavota no parastajiem papīra fūgas atkritumiem terapeitiskiem nolūkiem, kuriem parasti ir nepieciešams liels sedimentācijas apjoms.1., 3. gadījums Kā koncepcijas pierādījumu mēs pārbaudījām ierīci ar īstu oftalmoloģisko iejaukšanos: triamcinolona suspensijas izgulsnēšanu acetonā (TA), lai pēc tam ievadītu bolus zāles acs stiklveida ķermenī.Lai gan centrifugēšana TA koncentrācijai ir atzīta lēta iejaukšanās dažādu acu slimību ilgstošai ārstēšanai, nepieciešamība pēc komerciāli pieejamām centrifūgām zāļu formulēšanas laikā ir galvenais šķērslis šīs terapijas lietošanai ierobežotos resursos1,2, 3.salīdzinot ar rezultātiem, kas iegūti ar parastajām komerciālajām centrifūgām.Veidnes un instrukcijas CentREUSE izveidei ir iekļautas šajā atklātā pirmkoda ierakstā sadaļā “Papildinformācija”.
CentREUSE var uzbūvēt gandrīz pilnībā no lūžņiem.Abas pusapaļās veidnes kopijas (papildu attēls S1) tika izdrukātas uz standarta ASV oglekļa vēstuļu papīra (215, 9 mm × 279, 4 mm).Pievienotās divas pusapaļas veidnes definē trīs galvenās CentREUSE ierīces dizaina iezīmes, tostarp (1) 247 mm griežamā diska ārējo malu, (2) ir paredzētas 1,0 ml šļircei (ar vāciņu un amputētu virzuli).rievas kātā) un (3) divas atzīmes, kas norāda, kur izdurt caurumus, lai virve varētu iziet cauri diskam.
Piestipriniet (piemēram, ar universālu līmi vai lenti) veidni pie gofrētās plātnes (minimālais izmērs: 247 mm × 247 mm) (papildu attēls S2a).Šajā pētījumā tika izmantots standarta “A” gofrētais kartons (4,8 mm biezs), taču varēja izmantot līdzīga biezuma gofrēto plātni, piemēram, gofrēto plātni no izmestajām piegādes kastēm.Izmantojot asu instrumentu (piemēram, asmeni vai šķēres), izgrieziet kartonu gar ārējā diska malu, kas norādīta uz veidnes (papildu attēls S2b).Pēc tam, izmantojot šauru, asu instrumentu (piemēram, lodīšu pildspalvas galu), izveidojiet divas pilna biezuma perforācijas ar 8,5 mm rādiusu atbilstoši veidnē iezīmētajām atzīmēm (papildu attēls S2c).Pēc tam no veidnes un apakšējā kartona virsmas slāņa, izmantojot smailu instrumentu, piemēram, skuvekļa asmeni, tiek izgrieztas divas spraugas 1,0 ml šļircēm;jārūpējas, lai nesabojātu pamata gofrēto slāni vai atlikušo virsmas slāni (papildu attēls S2d, e) .Pēc tam izvelciet auklas gabalu (piem., 3 mm kokvilnas auklu vai jebkuru līdzīga biezuma un elastīguma pavedienu) cauri diviem caurumiem un piesieniet cilpu ap katru aptuveni 30 cm garu diska pusi (papildu attēls S2f).
Piepildiet divas 1,0 ml šļirces ar aptuveni vienādiem tilpumiem (piemēram, 1,0 ml TA suspensijas) un aizveriet vāciņu.Pēc tam šļirces virzuļa stienis tika nogriezts mucas atloka līmenī (papildu attēls S2g, h).Pēc tam cilindra atloku pārklāj ar lentes slāni, lai novērstu nošķeltā virzuļa izmešanu iekārtas lietošanas laikā.Pēc tam katra 1, 0 ml šļirce tika ievietota šļirces iedobē ar vāciņu pret diska centru (papildu attēls S2i).Pēc tam katra šļirce tika piestiprināta vismaz pie diska ar līmlenti (papildu attēls S2j).Visbeidzot, pabeidziet centrifūgas montāžu, cilpas iekšpusē katrā auklas galā novietojot divas pildspalvas (piemēram, zīmuļus vai līdzīgus izturīgus nūjiņas formas instrumentus) (1. attēls).
CentREUSE lietošanas instrukcijas ir līdzīgas tradicionālajām rotējošām rotaļlietām.Rotācija tiek sākta, turot rokturi katrā rokā.Neliels stīgu atslābums izraisa diska šūpošanos uz priekšu vai atpakaļ, liekot diskam griezties attiecīgi uz priekšu vai atpakaļ.Tas tiek darīts vairākas reizes lēni, kontrolēti, lai stīgas saritinātos.Pēc tam pārtrauciet kustību.Kad stīgas sāk atritināties, rokturis tiek stipri vilkts, līdz stīgas ir nostieptas, izraisot diska griešanos.Tiklīdz aukla ir pilnībā atritināta un sāk attīt, rokturis ir lēnām jāatlaiž.Kad virve atkal sāk atritināties, veiciet tās pašas kustības, lai ierīce turpinātu griezties (video S1).
Lietojumiem, kuriem nepieciešama suspensijas sedimentācija ar centrifugēšanu, ierīce tika nepārtraukti pagriezta, līdz tika panākta apmierinoša granulēšana (papildu attēls S3a, b).Šļirces cilindra virzuļa galā veidosies sarežģītas daļiņas, un supernatants koncentrēsies uz šļirces galu.Pēc tam supernatants tika iztukšots, noņemot lenti, kas pārklāj mucas atloku, un ieviešot otru virzuli, lai lēnām virzītu sākotnējo virzuli uz šļirces galu, apstājoties, kad tas sasniedza saliktās nogulsnes (papildu attēls S3c, d).
Lai noteiktu rotācijas ātrumu, CentREUSE ierīce, kas aprīkota ar divām 1,0 ml šļircēm, kas pildītas ar ūdeni, tika ierakstīta ar ātrgaitas videokameru (240 kadri sekundē) 1 minūti pēc līdzsvara svārstību stāvokļa sasniegšanas.Marķieri, kas atrodas netālu no rotējošā diska malas, tika izsekoti manuāli, izmantojot ierakstu analīzi katrā kadrā, lai noteiktu apgriezienu skaitu minūtē (apgr./min) (2.a-d attēls).Atkārtojiet n = 10 mēģinājumus.Relatīvo centrbēdzes spēku (RCF) šļirces cilindra viduspunktā aprēķina, izmantojot šādu formulu:
Rotācijas ātruma kvantitatīva noteikšana ar CentREUSE.(A–D) Secīgi reprezentatīvi attēli, kas parāda laiku (minūtes: sekundes. milisekundes), līdz tiek pabeigta ierīces pagriešana.Bultiņas norāda izsekošanas marķierus.(E) RPM kvantitatīva noteikšana, izmantojot CentREUSE.Līnijas attēlo vidējo (sarkanā krāsā) ± standarta novirzi (melna).Rezultāti atspoguļo atsevišķus 1 minūtes izmēģinājumus (n = 10).
1,0 ml šļirce, kas satur TA suspensiju injekcijām (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, ASV), tika centrifugēta 3, 5 un 10 minūtes, izmantojot CentREUSE.Sedimentācija, izmantojot šo metodi, tika salīdzināta ar to, kas iegūta pēc centrifugēšanas pie 10, 20 un 50 RCF, izmantojot A-4-62 rotoru 5 minūtes Eppendorf 5810R galda centrifūgā (Hamburga, Vācija).Nokrišņu daudzums tika salīdzināts arī ar nokrišņu daudzumu, kas iegūts, izmantojot gravitācijas atkarīgus nokrišņus dažādos laika punktos no 0 līdz 720 minūtēm.Katrai procedūrai kopā tika veikti n = 9 neatkarīgi atkārtojumi.
Visas statistiskās analīzes tika veiktas, izmantojot Prism 9.0 programmatūru (GraphPad, Sandjego, ASV).Vērtības tiek parādītas kā vidējā ± standarta novirze (SD), ja vien nav norādīts citādi.Grupas vidējos rādītājus salīdzināja, izmantojot divu virzienu Velča koriģēto t-testu.Alfa ir definēta kā 0,05.No gravitācijas atkarīgai nogrimšanai tika uzstādīts vienfāzes eksponenciālās samazinājuma modelis, izmantojot mazāko kvadrātu regresiju, apstrādājot atkārtotas y vērtības noteiktai x vērtībai kā vienu punktu.
kur x ir laiks minūtēs.y – nogulumu tilpums.y0 ir y vērtība, ja x ir nulle.Plato ir y vērtība bezgalīgām minūtēm.K ir ātruma konstante, kas izteikta kā minūšu apgrieztā vērtība.
CentREUSE ierīce demonstrēja uzticamas, kontrolētas nelineāras svārstības, izmantojot divas standarta 1,0 ml šļirces, kas katra bija piepildīta ar 1,0 ml ūdens (video S1).n = 10 izmēģinājumos (katrs 1 minūte) CentREUSE vidējais rotācijas ātrums bija 359,4 apgr./min ± 21,63 (diapazons = 337–398), kā rezultātā aprēķinātais vidējais centrbēdzes spēks bija 10,5 RCF ± 1,3 (diapazons = 9,2–12,8). ).(2.a–e attēls).
Tika novērtētas vairākas metodes TA suspensiju granulēšanai 1,0 ml šļircēs un salīdzinātas ar CentREUSE centrifugēšanu.Pēc 12 stundu ilgas no gravitācijas atkarīgas nosēdināšanas nogulšņu tilpums sasniedza 0, 38 ml ± 0, 03 (papildu attēls S4a, b).No gravitācijas atkarīga TA nogulsnēšanās atbilst vienfāzes eksponenciālās samazināšanās modelim (koriģēts ar R2 = 0,8582), kā rezultātā tiek lēsts, ka plato ir 0,3804 ml (95% ticamības intervāls: 0,3578 līdz 0,4025) (papildu attēls S4c).CentREUSE izveidoja vidējo nogulumu tilpumu 0,41 ml ± 0,04 3 minūtēs, kas bija līdzīgs vidējai vērtībai 0,38 ml ± 0,03, kas novērota no gravitācijas atkarīgai sedimentācijai 12 stundās (p = 0,14) (3.a, d, h att.) .CentREUSE deva ievērojami kompaktāku tilpumu 0,31 ml ± 0,02 5 minūtēs, salīdzinot ar vidējo 0,38 ml ± 0,03, kas novērots gravitācijas sedimentācijai pēc 12 stundām (p = 0,0001) (3.b, d, h att.).
TA granulu blīvuma salīdzinājums, kas iegūts ar CentREUSE centrifugēšanu ar gravitācijas nostādināšanu un standarta rūpniecisko centrifugēšanu (A–C).Reprezentatīvi attēli no izgulsnētām TA suspensijām 1,0 ml šļircēs pēc 3 min (A), 5 min (B) un 10 min (C) CentREUSE lietošanas.(D) reprezentatīvi nogulsnētā TA attēli pēc 12 stundu gravitācijas nosēšanās.(EG) Izgulsnētā TA reprezentatīvi attēli pēc standarta komerciālas centrifugēšanas pie 10 RCF (E), 20 RCF (F) un 50 RCF (G) 5 minūtes.(H) Nosēdumu tilpums tika kvantificēts, izmantojot CentREUSE (3, 5 un 10 min), gravitācijas izraisītu sedimentāciju (12 stundas) un standarta rūpniecisko centrifugēšanu 5 minūtēs (10, 20 un 50 RCF).Līnijas attēlo vidējo (sarkanā krāsā) ± standarta novirzi (melna).Punkti apzīmē neatkarīgus atkārtojumus (n = 9 katram nosacījumam).
CentREUSE pēc 5 minūtēm izveidoja vidējo tilpumu 0,31 ml ± 0,02, kas ir līdzīgs vidējam 0,32 ml ± 0,03, kas novērots standarta komerciālā centrifūgā pie 10 RCF 5 minūtes (p = 0,20), un nedaudz mazāks par vidējo tilpumu. iegūts ar 20 RCF, tika novērots pie 0,28 ml ± 0,03 5 minūtes (p = 0,03) (3.b, e, f, h att.).CentREUSE 10 minūtēs ražoja vidējo tilpumu 0,20 ml ± 0,02, kas bija tikpat kompakts (p = 0,15), salīdzinot ar vidējo tilpumu 0,19 ml ± 0,01 5 minūtēs, ko novēroja ar komerciālu centrifūgu pie 50 RCF (3.c attēls. g, h)..
Šeit mēs aprakstām īpaši zemu izmaksu, pārnēsājamas, cilvēka darbināmas papīra centrifūgas, kas izgatavota no parastajiem terapeitiskajiem atkritumiem, dizainu, montāžu un eksperimentālo pārbaudi.Dizains lielā mērā ir balstīts uz papīra centrifūgu (sauktu par “papīra fugu”), ko Prakash grupa 2017. gadā ieviesa diagnostikas vajadzībām.Ņemot vērā, ka centrifugēšanai vēsturiski ir bijis nepieciešams izmantot dārgu, apjomīgu un elektriski atkarīgu komerciālu aprīkojumu, Prakash centrifūga nodrošina elegantu risinājumu problēmai, kas saistīta ar nedrošu piekļuvi centrifugēšanai ierobežotos resursos2,4.Kopš tā laika paperfuge ir izrādījis praktisku lietderību vairākos maza apjoma diagnostikas lietojumos, piemēram, uz blīvumu balstīta asins frakcionēšana malārijas noteikšanai.Tomēr, cik mums ir zināms, līdzīgas īpaši lētas papīra centrifūgas ierīces nav izmantotas terapeitiskos nolūkos, kas parasti prasa lielāku sedimentāciju.
Paturot to prātā, CentREUSE mērķis ir paplašināt papīra centrifugēšanas izmantošanu terapeitiskās intervencēs.Tas tika panākts, veicot vairākas izmaiņas Prakash atklājuma dizainā.Konkrēti, lai palielinātu divu standarta 1,0 ml šļirču garumu, CentREUSE satur lielāku disku (rādiuss = 123,5 mm) nekā lielākajai pārbaudītajai Prakash papīra izspiedējai (rādiuss = 85 mm).Turklāt, lai izturētu ar šķidrumu pildītas 1,0 ml šļirces papildu svaru, CentREUSE kartona vietā izmanto gofrētu kartonu.Kopā šīs modifikācijas ļauj centrifugēt lielākus apjomus nekā tie, kas pārbaudīti Prakash papīra tīrītājā (ti, divas 1,0 ml šļirces ar kapilāriem), vienlaikus paļaujoties uz līdzīgām sastāvdaļām: pavedienu un papīra materiālu.Proti, diagnostikas nolūkos ir aprakstītas vairākas citas lētas centrifūgas, kas darbināmas ar cilvēku darbināmu 4,5,6,7,8,9,10.Tajos ietilpst vērpēji, salātu putotāji, olu putotāji un rokas lāpas rotējošām ierīcēm5, 6, 7, 8, 9. Tomēr lielākā daļa no šīm ierīcēm nav paredzētas tilpumiem līdz 1,0 ml un sastāv no materiāliem, kas bieži vien ir dārgāki. un nepieejamas nekā tās, ko izmanto papīra centrifūgās2,4,5,6,7,8,9,10..Patiesībā izmesti papīra materiāli bieži ir atrodami visur;piemēram, Amerikas Savienotajās Valstīs papīrs un kartons veido vairāk nekā 20% no cietajiem sadzīves atkritumiem, nodrošinot bagātīgu, lētu vai pat bezmaksas avotu papīra centrifūgu celtniecībai.piemēram, CentREUSE11.Tāpat, salīdzinot ar vairākiem citiem publicētiem zemu izmaksu risinājumiem, CentREUSE izveidei nav nepieciešama specializēta aparatūra (piemēram, 3D drukāšanas aparatūra un programmatūra, lāzergriešanas aparatūra un programmatūra utt.), padarot aparatūru resursietilpīgāku..Šie cilvēki atrodas vidē 4, 8, 9, 10.
Kā pierādījumu mūsu papīra centrifūgas praktiskajai lietderībai terapeitiskos nolūkos mēs demonstrējam ātru un uzticamu triamcinolona suspensijas acetonā (TA) nostādināšanu stiklveida bolus injekcijām — tā ir vispāratzīta lēta iejaukšanās dažādu acu slimību ilgstošai ārstēšanai1. ,3.Nosēšanās rezultāti pēc 3 minūtēm ar CentREUSE bija salīdzināmi ar rezultātiem pēc 12 stundu ilgas gravitācijas izraisītas nostādināšanas.Turklāt CentREUSE rezultāti pēc centrifugēšanas 5 un 10 minūtes pārsniedza rezultātus, kas tiktu iegūti gravitācijas ietekmē, un bija līdzīgi tiem, kas novēroti pēc rūpnieciskās centrifugēšanas attiecīgi 10 un 50 RCF 5 minūtes.Proti, mūsu pieredze liecina, ka CentREUSE nodrošina asāku un vienmērīgāku nogulumu-supernatanta saskarni nekā citas pārbaudītās metodes;tas ir vēlams, jo tas ļauj precīzāk novērtēt ievadīto zāļu devu, un ir vieglāk noņemt supernatantu, minimāli zaudējot daļiņu tilpumu.
Šīs lietojumprogrammas izvēli kā koncepcijas pierādījumu noteica pastāvīgā nepieciešamība uzlabot piekļuvi ilgstošas ​​​​darbības intravitreālajiem steroīdiem ierobežotos resursos.Intravitreālos steroīdus plaši izmanto, lai ārstētu dažādus acu stāvokļus, tostarp diabētisku makulas tūsku, ar vecumu saistītu makulas deģenerāciju, tīklenes asinsvadu oklūziju, uveītu, radiācijas retinopātiju un cistisko makulas tūsku3,12.No intravitreālai ievadīšanai pieejamajiem steroīdiem TA joprojām ir visizplatītākā pasaulē12.Lai gan ir pieejami preparāti bez TA konservantiem (PF-TA) (piemēram, Triesence [40 mg/mL, Alcon, Fort Worth, ASV]), preparāti ar benzilspirta konservantiem (piemēram, Kenalog-40 [40 mg/mL, Bristol- Myers Squibb, Ņujorka, ASV]) joprojām ir vispopulārākais3,12.Jāņem vērā, ka pēdējo zāļu grupu ASV Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA) ir apstiprinājusi tikai intramuskulārai un intraartikulārai lietošanai, tāpēc intraokulāra ievadīšana tiek uzskatīta par nereģistrētu 3, 12 .Lai gan intravitreālā TA injicējamā deva atšķiras atkarībā no indikācijas un tehnikas, visbiežāk ziņotā deva ir 4,0 mg (ti, injekcijas tilpums 0,1 ml no 40 mg/ml šķīduma), kas parasti nodrošina ārstēšanas ilgumu aptuveni 3 mēnešus. Ietekme 1 , 12, 13, 14, 15.
Lai pagarinātu intravitreālo steroīdu darbību hronisku, smagu vai recidivējošu acu slimību gadījumā, ir ieviestas vairākas ilgstošas ​​darbības implantējamas vai injicējamas steroīdu ierīces, tostarp deksametazons 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Īrija), Relax fluoride acetonide 0,59 mg (Retisert). , Bausch and Lomb, Laval, Kanāda) un fluocinolona acetonīds 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Džordžija, ASV)3,12.Tomēr šīm ierīcēm ir vairāki iespējamie trūkumi.Amerikas Savienotajās Valstīs katra ierīce ir apstiprināta tikai dažām indikācijām, ierobežojot apdrošināšanas segumu.Turklāt dažām ierīcēm nepieciešama ķirurģiska implantācija, un tās var izraisīt unikālas komplikācijas, piemēram, ierīces migrāciju priekšējā kamerā3,12.Turklāt šīs ierīces mēdz būt mazāk pieejamas un daudz dārgākas nekā TA3,12;pašreizējās ASV cenās Kenalog-40 maksā apmēram 20 USD par 1,0 ml suspensijas, bet Ozurdex, Retisert un Iluvien eksplantē.Ieejas maksa ir aptuveni 1400 USD., attiecīgi 20 000 un 9 200 USD.Šie faktori kopā ierobežo piekļuvi šīm ierīcēm personām, kuru iestatījumos ir ierobežoti resursi.
Ir veikti mēģinājumi pagarināt intravitreālās TA1, 3, 16, 17 iedarbību tā zemāku izmaksu, dāsnākas kompensācijas un lielākas pieejamības dēļ.Ņemot vērā tā zemo šķīdību ūdenī, TA paliek acī kā depo, nodrošinot pakāpenisku un relatīvi nemainīgu zāļu difūziju, tāpēc paredzams, ka efekts saglabāsies ilgāk ar lielākiem noliktavām1,3.Šim nolūkam ir izstrādātas vairākas metodes TA suspensijas koncentrēšanai pirms injekcijas stiklveida ķermenī.Lai gan ir aprakstītas metodes, kuru pamatā ir pasīva (ti, no gravitācijas atkarīga) nostādināšana vai mikrofiltrēšana, šīs metodes ir salīdzinoši laikietilpīgas un sniedz mainīgus rezultātus15, 16, 17.Gluži pretēji, iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka TA var ātri un droši koncentrēt (un tādējādi ilgstošu darbību) ar centrifugēšanas palīdzību 1, 3 .Visbeidzot, centrbēdzes koncentrētas TA ērtības, zemās izmaksas, ilgums un efektivitāte padara šo iejaukšanos par pievilcīgu iespēju pacientiem ar ierobežotiem resursiem.Tomēr piekļuves trūkums uzticamai centrifugēšanai var būt galvenais šķērslis šīs iejaukšanās īstenošanai;Risinot šo problēmu, CentREUSE var palīdzēt palielināt ilgtermiņa steroīdu terapijas pieejamību pacientiem ar ierobežotiem resursiem.
Mūsu pētījumā ir daži ierobežojumi, tostarp tie, kas saistīti ar CentREUSE ierīces funkcionalitāti.Ierīce ir nelineārs, nekonservatīvs oscilators, kas paļaujas uz cilvēka ievadi un tādēļ lietošanas laikā nevar nodrošināt precīzu un nemainīgu rotācijas ātrumu;rotācijas ātrums ir atkarīgs no vairākiem mainīgajiem lielumiem, piemēram, lietotāja ietekmes uz ierīces īpašumtiesību līmeni, īpašiem materiāliem, kas tiek izmantoti iekārtu montāžā, un savienoto savienojumu kvalitātes.Tas atšķiras no komerciālām iekārtām, kurās rotācijas ātrumu var piemērot konsekventi un precīzi.Turklāt CentREUSE sasniegto ātrumu var uzskatīt par salīdzinoši nelielu, salīdzinot ar ātrumu, kas sasniegts ar citām centrifūgas ierīcēm2.Par laimi, mūsu ierīces radītais ātrums (un ar to saistītais centrbēdzes spēks) bija pietiekams, lai pārbaudītu mūsu pētījumā aprakstīto koncepciju (ti, TA nogulsnēšanos).Rotācijas ātrumu var palielināt, atvieglojot centrālā diska masu 2;to var panākt, izmantojot vieglāku materiālu (piemēram, plānāku kartonu), ja tas ir pietiekami izturīgs, lai turētu divas ar šķidrumu pildītas šļirces.Mūsu gadījumā lēmums izmantot standarta “A” rievoto kartonu (4,8 mm biezs) bija apzināts, jo šis materiāls bieži ir atrodams piegādes kastēs un tāpēc ir viegli atrodams kā pārstrādājams materiāls.Rotācijas ātrumu var arī palielināt, samazinot centrālā diska rādiusu 2 .Tomēr mūsu platformas rādiuss tika apzināti izveidots salīdzinoši liels, lai tajā varētu ievietot 1,0 ml šļirci.Ja lietotājs ir ieinteresēts centrifugēt īsākus traukus, rādiusu var samazināt — izmaiņas, kas paredzami rada lielāku rotācijas ātrumu (un, iespējams, lielākus centrbēdzes spēkus).
Turklāt mēs neesam rūpīgi izvērtējuši operatora noguruma ietekmi uz aprīkojuma funkcionalitāti.Interesanti, ka vairāki mūsu grupas dalībnieki varēja izmantot ierīci 15 minūtes bez manāma noguruma.Potenciāls risinājums operatora nogurumam, kad nepieciešamas ilgākas centrifūgas, ir divu vai vairāku lietotāju rotācija (ja iespējams).Turklāt mēs kritiski nenovērtējām ierīces izturību, daļēji tāpēc, ka ierīces sastāvdaļas (piemēram, kartonu un vadu) nolietojuma vai bojājumu gadījumā varēja viegli nomainīt ar nelielām izmaksām vai bez tās.Interesanti, ka mūsu izmēģinājuma testa laikā mēs izmantojām vienu ierīci kopumā vairāk nekā 200 minūtes.Pēc šī perioda vienīgā pamanāmā, bet nelielā nodiluma pazīme ir perforācija gar vītnēm.
Vēl viens mūsu pētījuma ierobežojums ir tāds, ka mēs īpaši nemērījām nogulsnētās TA masu vai blīvumu, kas ir sasniedzams ar CentREUSE ierīci un citām metodēm;tā vietā mūsu eksperimentālā šīs ierīces pārbaude balstījās uz nogulumu blīvuma mērījumu (ml).netiešais blīvuma mērs.Turklāt mēs neesam pārbaudījuši CentREUSE koncentrēto TA ar pacientiem, taču, tā kā mūsu ierīce ražoja TA granulas, kas ir līdzīgas tām, kas ražotas, izmantojot komerciālu centrifūgu, mēs pieņēmām, ka CentREUSE koncentrētā TA būs tikpat efektīva un droša kā iepriekš izmantotā.literatūrā.ziņots par parastajām centrifūgu ierīcēm1,3.Papildu pētījumi, kas nosaka faktisko TA daudzumu, kas ievadīts pēc CentREUSE nostiprināšanas, var palīdzēt tālāk novērtēt mūsu ierīces faktisko lietderību šajā lietojumprogrammā.
Cik mums zināms, CentREUSE, ierīce, ko var viegli uzbūvēt no viegli pieejamiem atkritumiem, ir pirmā cilvēku darbināmā, pārnēsājamā, īpaši zemu izmaksu papīra centrifūga, ko izmanto terapeitiskos apstākļos.Papildus tam, ka CentREUSE var centrifugēt salīdzinoši lielus apjomus, salīdzinājumā ar citām publicētajām zemo izmaksu centrifūgām nav jāizmanto specializēti materiāli un celtniecības instrumenti.CentREUSE pierādītā efektivitāte ātru un uzticamu TA nokrišņu gadījumā var palīdzēt uzlabot ilgtermiņa intravitreālo steroīdu pieejamību cilvēkiem ierobežotos resursos, kas var palīdzēt ārstēt dažādus acu stāvokļus.Turklāt mūsu pārnēsājamo cilvēka darbināmo centrifūgu priekšrocības paredzams attiecas uz resursiem bagātām vietām, piemēram, lieliem terciārajiem un kvartārajiem veselības centriem attīstītajās valstīs.Šādos apstākļos centrifugēšanas ierīces joprojām var būt pieejamas tikai klīniskās un pētniecības laboratorijās, radot risku, ka šļirces var tikt piesārņotas ar cilvēka ķermeņa šķidrumiem, dzīvnieku izcelsmes produktiem un citām bīstamām vielām.Turklāt šīs laboratorijas bieži atrodas tālu no pacientu aprūpes vietas.Tas savukārt var būt loģistikas šķērslis veselības aprūpes sniedzējiem, kuriem nepieciešama ātra piekļuve centrifugēšanai;CentREUSE izvietošana var kalpot kā praktisks veids, kā īstermiņā sagatavot terapeitiskas iejaukšanās, nopietni netraucējot pacientu aprūpi.
Tāpēc, lai ikvienam būtu vieglāk sagatavoties terapeitiskām iejaukšanās darbībām, kurām nepieciešama centrifugēšana, šajā atklātā pirmkoda publikācijas sadaļā Papildinformācija ir iekļauta veidne un instrukcijas CentREUSE izveidei.Mēs aicinām lasītājus pēc vajadzības pārveidot CentREUSE.
Dati, kas apstiprina šī pētījuma rezultātus, ir pieejami no attiecīgā SM autora pēc pamatota pieprasījuma.
Ober, MD un Valizhan, S. Triamcinolona acetona darbības ilgums stiklveida ķermenī centrifugēšanas koncentrācijā.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS un citi.Manuāla īpaši lēta centrifūga papīram.Nacionālā biomedicīnas zinātne.projektu.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM un Wasserman JA Triamcinolona acetonīda intravitreālas suspensijas centrbēdzes koncentrācija: lēta, vienkārša un iespējama alternatīva ilgstošai steroīdu ievadīšanai.J. Vitrēns.diss.5. 15–31 (2021).
Hack, es pagaidīšu.Lēts atvērtā koda centrifūgas adapteris lielu klīnisko asins paraugu atdalīšanai.PLOS Viens.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS un Whitesides GM Putotājs ir kā centrifūga: atdala cilvēka plazmu no pilnām asinīm ierobežotos resursos.laboratorija.mikroshēma.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. et al.Manuāla, pārnēsājama, zemu izmaksu centrifūga anēmijas diagnostikai ierobežotos resursos.Jā.J. Trope.medicīna.mitrums.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.pagaidi.Plazma tika atdalīta, izmantojot vērptuvi.tūpļa.Ķīmiskā.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. et al.Spinner tūlītējai urīnceļu infekciju diagnostikai.Nacionālā biomedicīnas zinātne.projektu.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A. un Prakash, M. Handyfuge-LAMP: lēta centrifugēšana bez elektrolītiem SARS-CoV-2 izotermiskai noteikšanai siekalās.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH un Choi, J. Mag-spinner: nākamās paaudzes ērtas, pieejamas, vienkāršas un pārnēsājamas (ĀTRI) magnētiskās atdalīšanas sistēmas.Nano Advances 4, 792–800 (2022).
ASV Vides aizsardzības aģentūra.Ilgtspējīgas materiālu pārvaldības attīstība: 2018. gada faktu lapa, kurā novērtētas materiālu ražošanas un pārvaldības tendences Amerikas Savienotajās Valstīs.(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. un Lanzetta, P. Steroīdi tīklenes slimību intravitreālai ārstēšanai.zinātne.Žurnāls Mir 2014, 1–14 (2014).
Alus, pēcpusdienas tēja utt. Triamcinolona acetonīda intraokulārā koncentrācija un farmakokinētika pēc vienas intravitreālas injekcijas.Oftalmoloģija, 110, 681–686 (2003).
Audren, F. et al.Farmakokinētiskais-farmakodinamiskais modelis triamcinolona acetonīda ietekmei uz centrālo makulas biezumu pacientiem ar diabētisku makulas tūsku.ieguldīt.oftalmoloģija.redzams.zinātne.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD et al.Faktiskā triamcinolona acetona deva tika mērīta ar parasto intravitreālas injekcijas metodi.Jā.J. Ophthalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS un Oh, JH Koncentrēta triamcinolona acetonīda metode intravitreālai injekcijai.Retina 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Nogulsnētā triamcinolona injekcijām kvantitatīvā analīze.Retina 27, 1255–1259 (2007).
SM daļēji tiek atbalstīta ar dāvanu Mukai fondam, Masačūsetsas acu un ausu slimnīcai Bostonā, Masačūsetsā, ASV.
Oftalmoloģijas nodaļa, Hārvardas Medicīnas skola, Massachusetts Eye and Ear, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, ASV