Новое безигольное устройство для подкожного впрыска лекарств

Источник: mit.edu

В Массачусетском технологическом институте (США) разработано программируемое устройство для инъекций, лишенное каких-либо иголок. Обычные шприцы дешево стоят, но имеют серьезные недостатки. К примеру, врачи и медсестры часто колют себя иглами по неосторожности. Если же больному приходится делать инъекции самостоятельно, вероятность ошибок резко возрастает. Ученые давно занимаются проблемой отказа от шприцов с иголками. Специальные пластыри обеспечивают постепенное введение лекарства через кожу. Но такой вариант допустим только для препаратов, состоящих из мелких молекул, способных проникать в поры кожи. Для доставки крупногабаритных молекул созданы реактивные форсунки. Они формируют тонкую высокоскоростную струю жидкости, которая пробивает кожу и доставляет лекарство внутрь организма.

Но большинство девайсов с форсунками включаются при помощи пружинных механизмов и действуют по принципу «укол или ничего». То есть, при каждом использовании впрыскивается одно и то же количество препарата, с одной и той же силой. Устройство, созданное командой профессора Яна Хантера, также использует реактивную струю, но имеет весомое преимущество перед своими конкурентами. Оно обеспечивает широкий диапазон регулировки дозы лекарства и глубины его проникновения. Как поясняет участник исследовательской группы Кэтрин Хоган, девайс управляется при помощи силы Лоренца. Маленький, но мощный магнит, обмотанный проволокой, связан с поршнем. Когда на катушку подается ток, поршень двигается вперед внутри ампулы с препаратом. В итоге лекарство выбрасывается сквозь очень тонкое сопло со скоростью, близкой к скорости звука.

Скорость струи можно регулировать при помощи модулирования тока в катушке. Специалисты МИТ разработали для этой цели большое количество прикладных профилей давления струи. Обычно сигнал «укола» состоит из двух отдельных фаз. В начале процедуры создается высокое давление, обеспечивающее проникновение сквозь кожу и подкожные ткани на требуемую глубину. Затем создается фаза низкого давления, струя становится медленной, и препарат легко поглощается окружающими тканями. Проведя тестирование устройства, ученые выяснили, что для разных типов кожи необходимо разное давление для достижения одной и той же глубины. К примеру, тонкую кожу ребенка пробить значительно легче, чем кожу взрослого. Таким образом, можно избежать излишних повреждений, установив скорость потока, которая соответствует типу кожи.

В настоящее время ученые МИТ разрабатывают дополнительный вариант устройства, предназначенный для трансдермальной доставки лекарств в порошковой форме. При помощи специальной программы поршень можно заставить вибрировать, это вызовет переход порошка в псевдоожиженное состояние. Такой способ инъекции позволит преодолеть важную проблему, связанную с хранением вакцин. Жидкие вакцины необходимо хранить в холодильнике, если холодильник ломается или отключается электричество, вакцина портится. Между тем вакцина в виде порошка не требует охлаждения, это очень важно для медпунктов в развивающихся странах.