211service.com
Nålfria injektioner fulländas med Supersonic Liquid Microjets
Injektioner är en viktig och oundviklig nyckel i moderna medicinska tekniker. Tanken är att tvinga vätska direkt in i kroppen med hjälp av en ihålig nål för att penetrera huden. Utan den här typen av stötar skulle det medicinska landskapet bli ovärderligt fattigare.
Men injektioner har ett antal nackdelar. De är en viktig källa till sjukdomsöverföring, särskilt när nålar återanvänds och i händelse av nålsticksskador på vårdpersonal är de smärtsamma och nålarna är svåra och farliga att kassera. Sedan finns det nålfobi och så vidare.
Så biomedicinska ingenjörer, läkare och patienter har drömt om att hitta ett bättre sätt - nålfria injektioner som liknar Star Treks hypospray administrerad så skickligt av Dr McCoy.
Det har inte funnits brist på försök, varav några till och med föregår Star Trek-serien. Tanken är att om vätskan riktas mot patienten med tillräcklig kraft så kommer den att tränga in i huden och tränga in i kroppen.
Olika grupper har försökt detta med hjälp av tryckluft och olika typer av vätskepumpar men ingen har varit särskilt framgångsrik. Ett problem är att vätskestrålar kan vara lika smärtsamma som nålar och ännu mer skadliga för huden och vävnaden nedanför.
Men det allvarligaste problemet är stänk. I alla tekniker som hittills prövats stänker en del av vätskan av huden eller tränger inte in tillräckligt djupt och det gör det omöjligt att veta vilken dos patienten har fått. Det är ett allvarligt problem för alla tillstånd som kräver en exakt mängd läkemedel - och det är i stort sett alla.
Detta ser ut att förändras. Idag säger Yoshiyuki Tagawa vid University of Twente i Nederländerna och några kompisar att de har löst det här problemet tack vare en ny teknik för att fokusera en ström av vätska till en mikrojet som färdas i upp till 2000 miles per timme (850 m/s) ). Japp – det är 2000 mph ungefär samma hastighet som en överljuds Blackbird SR-71.
Tekniken är ganska okomplicerad. Dessa killar fyller en kapillär med vätska och fokuserar en laserpuls på ena änden. Detta värmer snabbt upp en del av vätskan vilket gör att den plötsligt avdunstar och skickar en stötvåg genom röret. Detta tryck accelererar resten av vätskan och tvingar den ut ur kapillären med hög hastighet.
Röret och uppvärmningshastigheten är designade för att generera stötvågor som fokuserar denna mikrojet så att dess spets är bara några tiotals mikrometer i diameter, mindre än en myggas snabel.
När vätskan träffar huden med denna hastighet penetrerar mikroobjektet lätt och levererar en exakt volym vätska till vävnaden under. Och allt detta händer med lite, om något, stänk.
Tagawa och co har testat sitt system på gelatin täckt med syntetisk hud och säger att det fungerar bra som bilderna ovan verkar vittna om. Resultaten ... ta nålfria injektioner ett steg närmare utbredd användning, säger de.
Naturligtvis finns det betydande steg framåt. En oro är att laserpulsen, såväl som värmen och stötvågen den genererar, kan skada vissa typer av droger. Testerna hittills har endast involverat vatten färgat med röd färg, så det måste undersökas noggrant.
Ett annat tekniskt problem är designen och tillverkningen av en robust enhet som kommer att ha bred användbarhet utan att täppas igen. Nålfria injektioner kommer säkert att vara användbara på moderna sjukhus och operationer, men utvecklingsländerna har mest att vinna.
Och slutligen kommer tekniken att behöva testas på ett brett spektrum av människor. Det är möjligt att mikrojetstrålarna måste finjusteras för att klara olika hudtyper så att läkemedelsvolymen som levereras till en ung man med hud som elefantläder är densamma som den dos som en äldre dam med hud som silkespapper får.
Nålfria injektioner är av enorm potentiell fördel för de miljontals människor som diabetiker som lever med en daglig rutin med flera injektioner. För dem är det en utveckling som inte kan komma snart nog.
Ref: arxiv.org/abs/1210.1907 : Nålfri injektion i huden och mjuk materia med högfokuserade mikrojets