Dziękujemy za odwiedzenie Nature.com.Używasz wersji przeglądarki z ograniczoną obsługą CSS.Aby uzyskać najlepszą jakość, zalecamy użycie zaktualizowanej przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w przeglądarce Internet Explorer).Dodatkowo, aby zapewnić bieżące wsparcie, pokazujemy witrynę bez stylów i JavaScript.
Suwaki pokazujące trzy artykuły na slajd.Użyj przycisków Wstecz i Dalej, aby poruszać się po slajdach, lub przycisków kontrolera slajdów na końcu, aby poruszać się po poszczególnych slajdach.
Niezawodne wirowanie medyczne w przeszłości wymagało użycia drogiego, nieporęcznego i elektrycznie zależnego sprzętu komercyjnego, który często nie był dostępny w warunkach ograniczonych zasobów.Chociaż opisano kilka przenośnych, niedrogich, niezmotoryzowanych wirówek, rozwiązania te są przeznaczone przede wszystkim do zastosowań diagnostycznych wymagających stosunkowo małych objętości sedymentacji.Ponadto konstrukcja tych urządzeń często wymaga użycia specjalnych materiałów i narzędzi, które zwykle nie są dostępne na obszarach o niedostatecznym dostępie do sieci.W tym miejscu opisujemy projekt, montaż i weryfikację eksperymentalną CentREUSE, wyjątkowo taniej, obsługiwanej przez człowieka, przenośnej wirówki na odpady do zastosowań terapeutycznych.CentREUSE wykazuje średnią siłę odśrodkową wynoszącą 10,5 względnej siły odśrodkowej (RCF) ± 1,3.Osiadanie 1,0 ml szklistej zawiesiny triamcynolonu po 3 minutach wirowania w CentREUSE było porównywalne z osadzaniem po 12 godzinach sedymentacji grawitacyjnej (0,41 ml ± 0,04 vs 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Zagęszczenie osadu po wirowaniu CentREUSE przez 5 i 10 minut w porównaniu z obserwowanym po wirowaniu przy 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) i 50 RCF (0,20 ml) przez 5 minut przy użyciu dostępnego na rynku sprzętu Podobne ± 0,02 vs. 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).Szablony i instrukcje budowania dla CentREUSE znajdują się w tym poście o otwartym kodzie źródłowym.
Wirowanie jest ważnym krokiem w wielu badaniach diagnostycznych i interwencjach terapeutycznych1,2,3,4.Jednak osiągnięcie odpowiedniego wirowania w przeszłości wymagało użycia drogiego, nieporęcznego i elektrycznie zależnego sprzętu komercyjnego, który często nie był dostępny w warunkach ograniczonych zasobów2,4.W 2017 roku grupa Prakasha wprowadziła na rynek małą wirówkę ręczną na bazie papieru (zwaną „papierową rozdymką”) wykonaną z prefabrykatów za 0,20 dolara (2 dolara).Od tego czasu fugę papierową stosowano w miejscach o ograniczonych zasobach do zastosowań diagnostycznych w małych ilościach (np. separacja składników krwi w kapilarach na podstawie gęstości w celu wykrycia pasożytów malarii), demonstrując w ten sposób supertani przenośny instrument napędzany przez człowieka.wirówka 2 .Od tego czasu opisano kilka innych kompaktowych, niedrogich, niezmotoryzowanych urządzeń wirujących4,5,6,7,8,9,10.Jednak większość tych roztworów, podobnie jak opary papierowe, przeznaczona jest do celów diagnostycznych wymagających stosunkowo małych objętości sedymentacji i dlatego nie można ich używać do wirowania dużych próbek.Ponadto montaż tych rozwiązań często wymaga użycia specjalnych materiałów i narzędzi, które często nie są dostępne na terenach słabo zagospodarowanych4,5,6,7,8,9,10.
W tym miejscu opisujemy projekt, montaż i walidację eksperymentalną wirówki (zwanej CentREUSE) zbudowanej z konwencjonalnych odpadów papierowych do fug do zastosowań terapeutycznych, które zazwyczaj wymagają dużych objętości sedymentacji.Przypadek 1, 3 W celu sprawdzenia koncepcji przetestowaliśmy urządzenie z prawdziwą interwencją okulistyczną: wytrącanie zawiesiny triamcynolonu w acetonie (TA) w celu późniejszego wstrzyknięcia leku w bolusie do ciała szklistego oka.Chociaż wirowanie w celu uzyskania stężenia TA jest uznaną, tanią interwencją w długotrwałym leczeniu różnych chorób oczu, potrzeba stosowania dostępnych na rynku wirówek podczas formułowania leku stanowi główną przeszkodę w stosowaniu tej terapii w warunkach ograniczonych zasobów1,2, 3.w porównaniu z wynikami uzyskanymi przy użyciu konwencjonalnych wirówek dostępnych na rynku.Szablony i instrukcje dotyczące budowania CentREUSE znajdują się w tym poście o otwartym kodzie źródłowym w sekcji „Więcej informacji”.
CentREUSE można zbudować niemal w całości ze złomu.Obie kopie półokrągłego szablonu (rysunek uzupełniający S1) zostały wydrukowane na standardowym amerykańskim papierze listowym (215,9 mm × 279,4 mm).Załączone dwa półokrągłe szablony definiują trzy kluczowe cechy konstrukcyjne urządzenia CentREUSE, w tym (1) zewnętrzną krawędź wirującego dysku o średnicy 247 mm, (2) zaprojektowaną tak, aby pomieścić strzykawkę o pojemności 1,0 ml (z nasadką i amputowanym tłokiem).rowki w trzonku) oraz (3) dwa znaki wskazujące, gdzie wybić otwory, aby lina mogła przejść przez krążek.
Przyklej (np. uniwersalnym klejem lub taśmą) szablon do tektury falistej (minimalny rozmiar: 247 mm × 247 mm) (rysunek uzupełniający S2a).W badaniu wykorzystano standardową tekturę falistą „A” (o grubości 4,8 mm), ale można zastosować tekturę falistą o podobnej grubości, np. tekturę falistą ze wyrzuconych pudeł transportowych.Za pomocą ostrego narzędzia (takiego jak ostrze lub nożyczki) przetnij karton wzdłuż krawędzi zewnętrznego krążka zaznaczonego na szablonie (rysunek uzupełniający S2b).Następnie za pomocą wąskiego, ostrego narzędzia (takiego jak końcówka długopisu) wykonaj dwie perforacje pełnej grubości o promieniu 8,5 mm zgodnie ze znakami zaznaczonymi na szablonie (rysunek uzupełniający S2c).Następnie z szablonu i znajdującej się pod spodem warstwy powierzchniowej tektury wycina się dwie szczeliny na strzykawki 1,0 ml, za pomocą ostro zakończonego narzędzia, takiego jak żyletka;należy zachować ostrożność, aby nie uszkodzić znajdującej się pod spodem warstwy falistej lub pozostałej warstwy powierzchniowej (rysunek uzupełniający S2d, e).Następnie przeciągnij kawałek sznurka (np. 3 mm bawełniany sznurek kuchenny lub inną nitkę o podobnej grubości i elastyczności) przez dwa otwory i zawiąż pętelkę wokół każdej strony krążka o długości około 30 cm (rysunek uzupełniający S2f).
Napełnij dwie strzykawki o pojemności 1,0 ml mniej więcej równymi objętościami (np. 1,0 ml zawiesiny TA) i zakręć.Następnie odcięto tłok strzykawki na poziomie kołnierza cylindra (rysunek uzupełniający S2g, h).Kołnierz cylindra zostaje następnie oklejony warstwą taśmy zapobiegającej wyrzuceniu ściętego tłoka podczas użytkowania urządzenia.Następnie każdą strzykawkę o pojemności 1,0 ml umieszczono w studzience strzykawki z nasadką skierowaną w stronę środka krążka (rysunek uzupełniający S2i).Każdą strzykawkę następnie przymocowano do co najmniej krążka za pomocą taśmy samoprzylepnej (rysunek uzupełniający S2j).Na koniec zakończ montaż wirówki, umieszczając dwa pisaki (takie jak ołówki lub podobne solidne narzędzia w kształcie patyka) na każdym końcu sznurka wewnątrz pętli (Rysunek 1).
Instrukcje użytkowania CentREUSE są podobne jak w przypadku tradycyjnych zabawek wirujących.Obrót rozpoczyna się trzymając uchwyt w każdej ręce.Niewielki luz strun powoduje, że dysk kołysze się do przodu lub do tyłu, powodując obrót dysku odpowiednio do przodu lub do tyłu.Odbywa się to kilka razy w powolny, kontrolowany sposób, tak aby struny się zwinęły.Następnie zatrzymaj ruch.Gdy struny zaczynają się rozwijać, uchwyt jest mocno pociągany, aż struny zostaną napięte, co powoduje obrót dysku.Gdy tylko sznurek całkowicie się rozwinie i zacznie się zwijać, rączkę należy powoli rozluźniać.Gdy lina zacznie się ponownie rozwijać, wykonaj tę samą serię ruchów, aby utrzymać urządzenie w ruchu (wideo S1).
W przypadku zastosowań wymagających sedymentacji zawiesiny przez wirowanie, urządzenie obracano w sposób ciągły, aż do uzyskania zadowalającej granulacji (rysunek uzupełniający S3a, b).Złożone cząstki utworzą się na końcu tłoka strzykawki, a supernatant skupi się w kierunku końcówki strzykawki.Następnie supernatant osuszono, usuwając taśmę zakrywającą kołnierz cylindra i wprowadzając drugi tłok, aby powoli popchnąć natywny tłok w kierunku końcówki strzykawki, zatrzymując się, gdy dotrze do osadu związku (rysunek uzupełniający S3c, d).
W celu określenia prędkości obrotowej urządzenie CentREUSE wyposażone w dwie strzykawki o pojemności 1,0 ml napełnione wodą rejestrowano szybką kamerą wideo (240 klatek na sekundę) przez 1 minutę po osiągnięciu ustalonego stanu oscylacji.Markery w pobliżu krawędzi wirującego dysku śledzono ręcznie, stosując analizę klatka po klatce nagrań w celu określenia liczby obrotów na minutę (rpm) (ryc. 2a-d).Powtórz n = 10 prób.Następnie oblicza się względną siłę odśrodkową (RCF) w środku cylindra strzykawki, korzystając z następującego wzoru:
Kwantyfikacja prędkości obrotowej za pomocą CentREUSE.(A–D) Sekwencyjne, reprezentatywne obrazy przedstawiające czas (minuty: sekundy, milisekundy) do zakończenia obrotu urządzenia.Strzałki wskazują znaczniki śladu.(E) Kwantyfikacja obrotów przy użyciu CentREUSE.Linie przedstawiają średnią (czerwoną) ± odchylenie standardowe (czarne).Wyniki reprezentują indywidualne 1-minutowe próby (n = 10).
Strzykawkę o pojemności 1,0 ml zawierającą zawiesinę TA do wstrzykiwań (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA) wirowano przez 3, 5 i 10 minut przy użyciu CentREUSE.Sedymentację przy użyciu tej techniki porównano z sedymentacją uzyskaną po wirowaniu przy 10, 20 i 50 RCF przy użyciu rotora A-4-62 przez 5 minut w wirówce stołowej Eppendorf 5810R (Hamburg, Niemcy).Ilość opadów porównano także z ilością opadów uzyskanych metodą opadów grawitacyjnych w różnych punktach czasowych od 0 do 720 minut.Dla każdej procedury wykonano ogółem n = 9 niezależnych powtórzeń.
Wszystkie analizy statystyczne przeprowadzono przy użyciu oprogramowania Prism 9.0 (GraphPad, San Diego, USA).Wartości przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe (SD), chyba że zaznaczono inaczej.Średnie grupowe porównano za pomocą dwustronnego testu t z korekcją Welcha.Alfa jest zdefiniowana jako 0,05.W przypadku osiadania zależnego od grawitacji dopasowano jednofazowy model rozkładu wykładniczego przy użyciu regresji najmniejszych kwadratów, traktując powtarzające się wartości y dla danej wartości x jako pojedynczy punkt.
gdzie x to czas w minutach.y – objętość osadu.y0 jest wartością y, gdy x wynosi zero.Plateau to wartość y dla nieskończonych minut.K jest stałą szybkości wyrażoną jako odwrotność minut.
Urządzenie CentREUSE wykazało niezawodne, kontrolowane oscylacje nieliniowe przy użyciu dwóch standardowych strzykawek o pojemności 1,0 ml, napełnionych po 1,0 ml wody każda (wideo S1).W n = 10 próbach (każda po 1 minucie) CentREUSE uzyskało średnią prędkość obrotową 359,4 obr/min ± 21,63 (zakres = 337–398), co dało obliczoną średnią siłę odśrodkową 10,5 RCF ± 1, 3 (zakres = 9,2–12,8 ).(Rysunek 2a-e).
Oceniono i porównano kilka metod osadzania zawiesin TA w 1,0 ml strzykawkach z wirowaniem CentREUSE.Po 12 godzinach osiadania zależnego od grawitacji objętość osadu osiągnęła 0,38 ml ± 0,03 (rysunek uzupełniający S4a, b).Zależne od grawitacji odkładanie się TA jest zgodne z jednofazowym modelem zaniku wykładniczego (skorygowanym o R2 = 0,8582), co daje szacunkowy plateau wynoszący 0,3804 ml (95% przedział ufności: 0,3578 do 0,4025) (rysunek uzupełniający S4c).CentREUSE wytworzyło średnią objętość osadu 0,41 ml ± 0,04 po 3 minutach, co było podobne do średniej wartości 0,38 ml ± 0,03 zaobserwowanej dla sedymentacji zależnej od grawitacji po 12 godzinach (p = 0,14) (ryc. 3a, d, h) .CentREUSE dało znacznie bardziej zwartą objętość 0,31 ml ± 0,02 po 5 minutach w porównaniu ze średnią 0,38 ml ± 0,03 obserwowaną dla sedymentacji grawitacyjnej po 12 godzinach (p = 0,0001) (ryc. 3b, d, h).
Porównanie gęstości peletek TA uzyskanej poprzez wirowanie CentREUSE z osadzaniem grawitacyjnym w porównaniu ze standardowym wirowaniem przemysłowym (A–C).Reprezentatywne obrazy wytrąconych zawiesin TA w strzykawkach 1,0 ml po 3 minutach (A), 5 minutach (B) i 10 minutach (C) stosowania CentREUSE.(D) Reprezentatywne obrazy osadzonego TA po 12 godzinach osiadania grawitacyjnego.(EG) Reprezentatywne obrazy wytrąconego TA po standardowym wirowaniu dostępnym na rynku przy 10 RCF (E), 20 RCF (F) i 50 RCF (G) przez 5 minut.(H) Objętość osadu określono ilościowo za pomocą CentREUSE (3, 5 i 10 minut), sedymentacji grawitacyjnej (12 godzin) i standardowego wirowania przemysłowego po 5 minutach (10, 20 i 50 RCF).Linie przedstawiają średnią (czerwoną) ± odchylenie standardowe (czarne).Kropki reprezentują niezależne powtórzenia (n = 9 dla każdego warunku).
CentREUSE wytworzyło średnią objętość 0,31 ml ± 0,02 po 5 minutach, co jest podobne do średniej 0,32 ml ± 0,03 obserwowanej w standardowej komercyjnej wirówce przy 10 RCF przez 5 minut (p = 0,20) i nieco niższej od średniej objętości otrzymany przy 20 RCF zaobserwowano przy 0,28 ml ± 0,03 przez 5 minut (p = 0,03) (ryc. 3b, e, f, h).CentREUSE wytworzyło średnią objętość 0,20 ml ± 0,02 po 10 minutach, która była równie zwarta (p = 0,15) w porównaniu ze średnią objętością 0,19 ml ± 0,01 po 5 minutach obserwowaną w komercyjnej wirówce przy 50 RCF (ryc. 3c, g, h)..
W tym miejscu opisujemy projekt, montaż i weryfikację eksperymentalną ultrataniej, przenośnej, obsługiwanej przez człowieka wirówki papierowej, wykonanej z konwencjonalnych odpadów terapeutycznych.Konstrukcja w dużej mierze opiera się na wirówce papierowej (zwanej „fugą papierową”) wprowadzonej przez grupę Prakasha w 2017 roku do zastosowań diagnostycznych.Biorąc pod uwagę, że wirowanie w przeszłości wymagało użycia drogiego, nieporęcznego i elektrycznie zależnego sprzętu dostępnego na rynku, wirówka Prakash stanowi eleganckie rozwiązanie problemu niepewnego dostępu do wirowania w warunkach ograniczonych zasobów2,4.Od tego czasu metoda Paperfuge okazała się praktyczna w kilku zastosowaniach diagnostycznych o małej objętości, takich jak frakcjonowanie krwi na podstawie gęstości w celu wykrywania malarii.Jednakże, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, podobne ultratanie wirówki na bazie papieru nie były stosowane do celów terapeutycznych, które zazwyczaj wymagają sedymentacji o większej objętości.
Mając to na uwadze, celem CentREUSE jest rozszerzenie zastosowania wirowania papieru w interwencjach terapeutycznych.Osiągnięto to poprzez wprowadzenie kilku modyfikacji w projekcie ościeża Prakash.Warto zauważyć, że aby zwiększyć długość dwóch standardowych strzykawek 1,0 ml, CentREUSE zawiera większy krążek (promień = 123,5 mm) niż największa testowana wyciskarka do papieru Prakash (promień = 85 mm).Ponadto, aby utrzymać dodatkowy ciężar strzykawki o pojemności 1,0 ml wypełnionej płynem, CentREUSE zamiast tektury wykorzystuje tekturę falistą.Łącznie te modyfikacje umożliwiają wirowanie większych objętości niż te testowane w urządzeniu do czyszczenia papieru Prakash (tj. dwie strzykawki 1,0 ml z kapilarami), przy jednoczesnym wykorzystaniu podobnych komponentów: włókna i materiału na bazie papieru.Warto zauważyć, że opisano kilka innych niedrogich wirówek napędzanych siłą mięśni ludzkich do celów diagnostycznych4,5,6,7,8,9,10.Należą do nich wirówki, ubijaki do sałatek, ubijaki do jajek i palniki ręczne do urządzeń obrotowych5, 6, 7, 8, 9. Jednak większość tych urządzeń nie jest zaprojektowana do obsługi objętości do 1,0 ml i składa się z materiałów, które często są droższe i niedostępne niż te stosowane w wirówkach papierowych2,4,5,6,7,8,9,10..W rzeczywistości wyrzucone materiały papierowe często można znaleźć wszędzie;na przykład w Stanach Zjednoczonych papier i tektura stanowią ponad 20% stałych odpadów komunalnych, co stanowi obfite, niedrogie lub nawet bezpłatne źródło do budowy wirówek do papieru.np. CentREUSE11.Ponadto, w porównaniu z kilkoma innymi opublikowanymi tanimi rozwiązaniami, CentREUSE nie wymaga do tworzenia specjalistycznego sprzętu (takiego jak sprzęt i oprogramowanie do drukowania 3D, sprzęt i oprogramowanie do cięcia laserowego itp.), co powoduje, że sprzęt wymaga większych zasobów..Ci ludzie są w środowisku 4, 8, 9, 10.
Jako dowód praktycznej przydatności naszej wirówki papierowej do celów terapeutycznych, demonstrujemy szybkie i niezawodne osadzanie zawiesiny triamcynolonu w acetonie (TA) do wstrzykiwania bolusa do ciała szklistego – uznana, tania interwencja w długotrwałym leczeniu różnych chorób oczu1 ,3.Wyniki osiadania po 3 minutach z CentREUSE były porównywalne z wynikami po 12 godzinach osiadania grawitacyjnego.Ponadto wyniki CentREUSE po wirowaniu przez 5 i 10 minut przewyższały wyniki, które można by uzyskać grawitacyjnie i były podobne do tych obserwowanych po wirowaniu przemysłowym odpowiednio przy 10 i 50 RCF przez 5 minut.Z naszego doświadczenia wynika, że ​​w porównaniu z innymi testowanymi metodami CentREUSE zapewnia ostrzejszą i gładszą granicę między osadem a supernatantem;jest to pożądane, gdyż pozwala na dokładniejszą ocenę dawki podawanego leku, a także łatwiej jest usunąć supernatant przy minimalnej utracie objętości cząstek.
Wybór tego zastosowania jako dowodu słuszności podyktowany był ciągłą potrzebą poprawy dostępu do długo działających steroidów doszklistkowych w warunkach ograniczonych zasobów.Steroidy doszklistkowe są szeroko stosowane w leczeniu różnych schorzeń oczu, w tym cukrzycowego obrzęku plamki, zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem, niedrożności naczyń siatkówki, zapalenia błony naczyniowej oka, retinopatii popromiennej i torbielowatego obrzęku plamki3,12.Spośród steroidów dostępnych do podawania do ciała szklistego, TA pozostaje najczęściej stosowanym na świecie12.Chociaż dostępne są preparaty bez konserwantów TA (PF-TA) (np. Triesence [40 mg/ml, Alcon, Fort Worth, USA]), to preparaty z konserwantami na bazie alkoholu benzylowego (np. Kenalog-40 [40 mg/ml, Bristol- Myers Squibb, Nowy Jork, USA]) pozostaje najpopularniejszy3,12.Należy zaznaczyć, że ta ostatnia grupa leków została zatwierdzona przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) wyłącznie do stosowania domięśniowego i dostawowego, dlatego też podawanie śródgałkowe uznawane jest za niezarejestrowane 3, 12 .Chociaż dawka TA do ciała szklistego do wstrzykiwania różni się w zależności od wskazania i techniki, najczęściej zgłaszaną dawką jest 4,0 mg (tj. objętość wstrzyknięcia 0,1 ml z roztworu 40 mg/ml), co zwykle daje czas trwania leczenia około 3 miesięcy. Efekty 1 , 12, 13, 14, 15.
Aby przedłużyć działanie steroidów doszklistkowych w przewlekłych, ciężkich lub nawracających chorobach oczu, wprowadzono kilka długo działających urządzeń steroidowych wszczepianych lub wstrzykiwanych, w tym deksametazon 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Irlandia), Relax acetonid fluorku 0,59 mg (Retisert , Bausch and Lomb, Laval, Kanada) i acetonid fluocynolonu 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Urządzenia te mają jednak kilka potencjalnych wad.W Stanach Zjednoczonych każde urządzenie jest zatwierdzone tylko do kilku wskazań, co ogranicza zakres ubezpieczenia.Ponadto niektóre urządzenia wymagają wszczepienia chirurgicznego i mogą powodować wyjątkowe powikłania, takie jak migracja urządzenia do komory przedniej3,12.Ponadto urządzenia te są zwykle trudniej dostępne i znacznie droższe niż TA3,12;przy obecnych cenach w USA Kenalog-40 kosztuje około 20 dolarów za 1,0 ml zawiesiny, podczas gdy eksplantaty Ozurdex, Retisert i Iluvien.Wstęp kosztuje około 1400 dolarów.odpowiednio 20 000 i 9 200 dolarów.Łącznie te czynniki ograniczają dostęp do tych urządzeń osobom w środowiskach o ograniczonych zasobach.
Podejmowano próby przedłużenia działania doszklistkowej terapii TA1,3,16,17 ze względu na jej niższy koszt, hojniejszy zwrot kosztów i większą dostępność.Biorąc pod uwagę jego niską rozpuszczalność w wodzie, TA pozostaje w oku jako magazyn, umożliwiając stopniową i stosunkowo stałą dyfuzję leku, więc oczekuje się, że efekt będzie się utrzymywał dłużej w przypadku większych magazynów1,3.W tym celu opracowano kilka metod zatężania zawiesiny TA przed wstrzyknięciem do ciała szklistego.Chociaż opisano metody oparte na pasywnym (tj. zależnym od grawitacji) osadzaniu lub mikrofiltracji, są one stosunkowo czasochłonne i dają zmienne wyniki15,16,17.Wręcz przeciwnie, poprzednie badania wykazały, że TA można szybko i niezawodnie zatężyć (a tym samym przedłużyć działanie) poprzez wytrącanie wspomagane wirowaniem1,3.Podsumowując, wygoda, niski koszt, czas trwania i skuteczność odśrodkowego stężonego TA czynią tę interwencję atrakcyjną opcją dla pacjentów w warunkach ograniczonych zasobów.Jednakże brak dostępu do niezawodnego wirowania może stanowić główną przeszkodę we wdrażaniu tej interwencji;Rozwiązując ten problem, CentREUSE może pomóc w zwiększeniu dostępności długoterminowej terapii steroidowej dla pacjentów w warunkach ograniczonych zasobów.
W naszym badaniu istnieją pewne ograniczenia, w tym związane z funkcjonalnością natywną urządzenia CentREUSE.Urządzenie jest nieliniowym, niekonserwatywnym oscylatorem, który opiera się na działaniu człowieka i dlatego nie może zapewnić dokładnej i stałej prędkości obrotowej podczas użytkowania;prędkość obrotowa zależy od kilku zmiennych, takich jak wpływ użytkownika na poziom własności urządzenia, specyficzne materiały użyte do montażu sprzętu oraz jakość wykonywanych połączeń.Różni się to od sprzętu komercyjnego, w którym prędkość obrotowa może być stosowana w sposób ciągły i dokładny.Ponadto prędkość osiąganą przez CentREUSE można uznać za stosunkowo skromną w porównaniu z prędkością osiąganą przez inne urządzenia wirówkowe2.Na szczęście prędkość (i związana z nią siła odśrodkowa) generowana przez nasze urządzenie była wystarczająca do przetestowania koncepcji szczegółowo opisanej w naszym badaniu (tj. osadzania TA).Prędkość obrotową można zwiększyć zmniejszając masę tarczy centralnej 2;można to osiągnąć, stosując lżejszy materiał (taki jak cieńszy karton), jeśli jest on wystarczająco mocny, aby pomieścić dwie strzykawki wypełnione płynem.W naszym przypadku decyzja o zastosowaniu standardowej tektury szczelinowej „A” (grubość 4,8 mm) była przemyślana, ponieważ materiał ten często znajduje się w pudełkach wysyłkowych, a zatem łatwo można go znaleźć jako materiał nadający się do recyklingu.Prędkość obrotową można również zwiększyć zmniejszając promień tarczy centralnej 2 .Jednak promień naszej platformy został celowo odpowiednio duży, aby pomieścić strzykawkę o pojemności 1,0 ml.Jeśli użytkownik jest zainteresowany wirowaniem krótszych naczyń, promień można zmniejszyć — zmiana, która w przewidywalny sposób skutkuje wyższymi prędkościami obrotowymi (i prawdopodobnie większymi siłami odśrodkowymi).
Ponadto nie oceniliśmy dokładnie wpływu zmęczenia operatora na funkcjonalność sprzętu.Co ciekawe, kilku członków naszej grupy było w stanie korzystać z urządzenia przez 15 minut bez zauważalnego zmęczenia.Potencjalnym rozwiązaniem problemu zmęczenia operatora, gdy wymagane są dłuższe wirówki, jest rotacja dwóch lub więcej użytkowników (jeśli to możliwe).Ponadto nie oceniliśmy krytycznie trwałości urządzenia, częściowo dlatego, że elementy urządzenia (takie jak karton i sznur) można łatwo wymienić niewielkim kosztem lub bezpłatnie w przypadku zużycia lub uszkodzenia.Co ciekawe, podczas naszego pilotażowego testu używaliśmy jednego urządzenia łącznie przez ponad 200 minut.Po tym okresie jedyną zauważalną, choć nieznaczną oznaką zużycia są perforacje wzdłuż gwintów.
Kolejnym ograniczeniem naszego badania jest to, że nie zmierzyliśmy konkretnie masy ani gęstości osadzonego TA, co można osiągnąć za pomocą urządzenia CentREUSE i innych metod;zamiast tego nasza eksperymentalna weryfikacja tego urządzenia opierała się na pomiarze gęstości osadu (w ml).pośrednia miara gęstości.Ponadto nie testowaliśmy CentREUSE skoncentrowanego TA na pacjentach, jednak ponieważ nasze urządzenie wytwarzało peletki TA podobne do tych wytwarzanych przy użyciu dostępnej na rynku wirówki, założyliśmy, że CentREUSE skoncentrowany TA będzie równie skuteczny i bezpieczny, jak poprzednio stosowany.w literaturze.raportowane dla konwencjonalnych urządzeń wirówkowych1,3.Dodatkowe badania określające rzeczywistą ilość TA podanego po wzmocnieniu CentREUSE mogą pomóc w dalszej ocenie rzeczywistej przydatności naszego urządzenia w tym zastosowaniu.
Według naszej wiedzy CentREUSE, urządzenie, które można łatwo zbudować z łatwo dostępnych odpadów, jest pierwszą przenośną, wyjątkowo tanią wirówką do papieru zasilaną przez człowieka, którą można stosować w warunkach terapeutycznych.Oprócz możliwości wirowania stosunkowo dużych objętości, CentREUSE nie wymaga stosowania specjalistycznych materiałów i narzędzi konstrukcyjnych w porównaniu do innych opublikowanych tanich wirówek.Wykazana skuteczność CentREUSE w szybkim i niezawodnym wytrącaniu TA może pomóc w poprawie długoterminowej dostępności steroidów do ciała szklistego u osób w warunkach ograniczonych zasobów, co może pomóc w leczeniu różnych schorzeń oczu.Ponadto korzyści płynące z naszych przenośnych wirówek napędzanych siłą ludzkich mięśni w przewidywalny sposób rozciągają się na lokalizacje bogate w zasoby, takie jak duże ośrodki zdrowia trzeciego i czwartego stopnia w krajach rozwiniętych.W tych warunkach dostępność urządzeń wirówkowych może w dalszym ciągu być ograniczona do laboratoriów klinicznych i badawczych, co wiąże się z ryzykiem zanieczyszczenia strzykawek płynami ustrojowymi człowieka, produktami pochodzenia zwierzęcego i innymi substancjami niebezpiecznymi.Ponadto laboratoria te są często zlokalizowane z dala od miejsc opieki nad pacjentami.To z kolei może stanowić przeszkodę logistyczną dla podmiotów świadczących opiekę zdrowotną, które potrzebują szybkiego dostępu do wirowania;wdrożenie CentREUSE może służyć jako praktyczny sposób przygotowania interwencji terapeutycznych w krótkim okresie bez poważnego zakłócania opieki nad pacjentem.
Dlatego też, aby ułatwić każdemu przygotowanie się do zabiegów terapeutycznych wymagających wirowania, w tej publikacji o otwartym kodzie źródłowym w sekcji Informacje dodatkowe zawarto szablon i instrukcję tworzenia CentREUSE.Zachęcamy czytelników do przeprojektowania CentREUSE w razie potrzeby.
Dane potwierdzające wyniki tego badania są dostępne u odpowiedniego autora SM na uzasadnioną prośbę.
Ober, MD i Valizhan, S. Czas działania acetonu triamcynolonu w ciele szklistym przy stężeniu odwirowanym.Siatkówka 33, 867–872 (2013).
Bhamla, stwardnienie rozsiane i inni.Ręczna ultratania wirówka do papieru.Narodowa Nauka Biomedyczna.projekt.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM i Wasserman JA Odśrodkowe stężenie zawiesiny doszklistkowej acetonidu triamcynolonu: niedroga, prosta i wykonalna alternatywa dla długotrwałego podawania sterydów.J. Vitrain.diss.5. 15–31 (2021).
Huck, poczekam.Niedrogi adapter wirówki typu open source do oddzielania dużych próbek krwi klinicznej.PLOS Jeden.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS i Whitesides GM Trzepaczka jest jak wirówka: oddziela ludzkie osocze od pełnej krwi w warunkach ograniczonych zasobów.laboratorium.żeton.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. i in.Ręczna, przenośna, niedroga wirówka do diagnostyki anemii w warunkach o ograniczonych zasobach.Tak.J. Trope.medycyna.wilgoć.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.Czekać.Osocze oddzielono za pomocą wirówki.odbyt.Chemiczny.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. i in.Spinner do błyskawicznej diagnostyki infekcji dróg moczowych.Narodowa Nauka Biomedyczna.projekt.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A. i Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Niedrogie wirowanie bez elektrolitów do izotermicznego wykrywania SARS-CoV-2 w ślinie.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH i Choi, J. Mag-spinner: Następna generacja wygodnych, niedrogich, prostych i przenośnych (FAST) systemów separacji magnetycznej.Nano Advances 4, 792–800 (2022).
Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska.Advancing Sustainable Materials Management: Arkusz informacyjny z 2018 r. oceniający trendy w produkcji materiałów i zarządzaniu nimi w Stanach Zjednoczonych.(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. i Lanzetta, P. Steroidy do doszklistkowego leczenia chorób siatkówki.nauka.Dziennik Mir 2014, 1–14 (2014).
Piwo, podwieczorek itp. Stężenie wewnątrzgałkowe i farmakokinetyka acetonidu triamcynolonu po pojedynczym wstrzyknięciu do ciała szklistego.Okulistyka 110, 681–686 (2003).
Audren, F. i in.Model farmakokinetyczno-farmakodynamiczny wpływu acetonidu triamcynolonu na centralną grubość plamki u pacjentów z cukrzycowym obrzękiem plamki.inwestować.okulistyka.widoczny.nauka.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD i in.Rzeczywistą dawkę acetonu triamcynolonu mierzono zwykłą metodą wstrzyknięcia do ciała szklistego.Tak.J. Oftalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS i Oh, JH Metoda skoncentrowanego acetonidu triamcynolonu do wstrzykiwania do ciała szklistego.Siatkówka 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO i Mansour, SE Analiza ilościowa zdeponowanego triamcynolonu do wstrzykiwań.Siatkówka 27, 1255–1259 (2007).
SM jest częściowo wspierana przez darowiznę dla Fundacji Mukai, Massachusetts Eye and Ear Hospital, Boston, Massachusetts, USA.
Katedra Okulistyki, Harvard Medical School, Massachusetts Eye and Ear, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, USA