Kiitos vierailustasi Nature.comissa.Käytät selainversiota, jossa on rajoitettu CSS-tuki.Parhaan kokemuksen saamiseksi suosittelemme käyttämään päivitettyä selainta (tai poistamaan Yhteensopivuustila käytöstä Internet Explorerissa).Lisäksi jatkuvan tuen varmistamiseksi näytämme sivuston ilman tyylejä ja JavaScriptiä.
Liukusäätimet, joissa näkyy kolme artikkelia per dia.Käytä Takaisin- ja Seuraava-painikkeita liikkuaksesi diojen välillä tai diaohjaimen painikkeita lopussa.
Luotettava lääketieteellinen sentrifugointi on perinteisesti vaatinut kalliiden, tilaa vievien ja sähköisesti riippuvaisten kaupallisten laitteiden käyttöä, joita ei useinkaan ole saatavilla rajoitetuissa olosuhteissa.Vaikka useita kannettavia, edullisia, ei-moottoroituja sentrifugeja on kuvattu, nämä ratkaisut on ensisijaisesti tarkoitettu diagnostisiin sovelluksiin, jotka vaativat suhteellisen pieniä määriä sedimentaatiota.Lisäksi näiden laitteiden suunnittelu vaatii usein erikoismateriaaleja ja -työkaluja, joita ei normaalisti ole saatavilla alipalveltuilla alueilla.Tässä kuvailemme CentREUSE:n suunnittelua, kokoonpanoa ja kokeellista validointia. Se on erittäin edullinen, ihmisten käyttämä, kannettava, jätepohjainen sentrifugi terapeuttisiin sovelluksiin.CentREUSE:n keskipakovoima on 10,5 suhteellinen keskipakovoima (RCF) ± 1,3.1,0 ml:n triamsinolonin lasimaisen suspension laskeutuminen 3 minuutin sentrifugoinnin jälkeen CentREUSEssa oli verrattavissa 12 tunnin painovoimavälitteisen sedimentaation jälkeen (0,41 ml ± 0,04 vs. 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Sedimentin paksuuntuminen CentREUSE-sentrifugoinnin jälkeen 5 ja 10 minuutin ajan verrattuna havaittuun sentrifugoinnin jälkeen 10 RCF:llä (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) ja 50 RCF:llä (0,20 ml) 5 minuutin ajan kaupallisilla laitteilla. 0,02 vs. 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).CentREUSEn mallit ja rakennusohjeet sisältyvät tähän avoimen lähdekoodin viestiin.
Sentrifugointi on tärkeä vaihe monissa diagnostisissa testeissä ja terapeuttisissa interventioissa1,2,3,4.Riittävän sentrifugoinnin saavuttaminen on kuitenkin perinteisesti vaatinut kalliiden, tilaa vievien ja sähköisesti riippuvaisten kaupallisten laitteiden käyttöä, joita ei useinkaan ole saatavilla rajoitetuissa olosuhteissa2,4.Vuonna 2017 Prakashin ryhmä esitteli pienen paperipohjaisen manuaalisen sentrifugin (kutsutaan "paperipufferiksi"), joka on valmistettu esivalmistetuista materiaaleista hintaan 0,20 dollaria ($)2.Siitä lähtien paperifuugaa on käytetty resurssirajoitetuissa ympäristöissä pienivolyymillisiin diagnostisiin sovelluksiin (esim. tiheyteen perustuva veren komponenttien erottaminen kapillaariputkissa malarialoisten havaitsemiseksi), mikä osoittaa erittäin halvan kannettavan ihmiskäyttöisen instrumentin.sentrifugi 2.Siitä lähtien on kuvattu useita muita kompakteja, halpoja, moottoroidmattomia sentrifugointilaitteita4,5,6,7,8,9,10.Useimmat näistä liuoksista, kuten paperihöyryt, on kuitenkin tarkoitettu diagnostisiin tarkoituksiin, jotka vaativat suhteellisen pieniä sedimentaatiotilavuuksia, eikä niitä siksi voida käyttää suurten näytteiden sentrifugoimiseen.Lisäksi näiden ratkaisujen kokoaminen vaatii usein erikoismateriaaleja ja -työkaluja, joita ei usein ole saatavilla alipalveltuilla alueilla4,5,6,7,8,9,10.
Tässä kuvataan tavanomaisesta paperifuugajätteestä rakennetun sentrifugin (nimeltään CentREUSE) suunnittelua, kokoonpanoa ja kokeellista validointia terapeuttisiin sovelluksiin, jotka vaativat tyypillisesti suuria sedimentaatiomääriä.Tapaus 1, 3 Konseptin osoituksena testasimme laitetta todellisella oftalmistisella interventiolla: triamsinolonisuspension saostuksella asetonissa (TA) myöhempää boluslääkkeen injektointia varten silmän lasiaiseen.Vaikka sentrifugointi TA:n konsentraatiota varten on tunnustettu edullinen toimenpide erilaisten silmäsairauksien pitkäaikaisessa hoidossa, kaupallisesti saatavilla olevien sentrifugien tarve lääkkeen formuloinnin aikana on suuri este tämän hoidon käytölle resurssit rajoitetuissa olosuhteissa1,2, 3.verrattuna tuloksiin, jotka on saatu perinteisillä kaupallisilla sentrifugeilla.Mallit ja ohjeet CentREUSEn rakentamiseen sisältyvät tähän avoimen lähdekoodin julkaisuun "Lisätietoja" -osiossa.
CentREUSE voidaan rakentaa lähes kokonaan romusta.Molemmat puoliympyrän muotoisen mallin kopiot (lisäkuva S1) painettiin tavalliselle yhdysvaltalaiselle hiilikirjepaperille (215,9 mm × 279,4 mm).Liitteenä olevat kaksi puoliympyränmuotoista mallia määrittelevät CentREUSE-laitteen kolme tärkeintä suunnitteluominaisuutta, mukaan lukien (1) 247 mm:n pyörivän kiekon ulkoreuna, (2) on suunniteltu 1,0 ml:n ruiskulle (korkilla ja amputoidulla männällä).varren urat) ja (3) kaksi merkkiä, jotka osoittavat, mihin reikiä on tehtävä, jotta köysi pääsee kulkemaan kiekon läpi.
Kiinnitä (esim. yleisliimalla tai teipillä) malli aaltopahviin (minimikoko: 247 mm × 247 mm) (lisäkuva S2a).Tässä tutkimuksessa käytettiin standardia "A" aaltopahvia (4,8 mm paksu), mutta samanpaksuista aaltopahvia voitiin käyttää, kuten aaltopahvia käytöstä poistetuista kuljetuslaatikoista.Leikkaa pahvi terävällä työkalulla (kuten terällä tai saksilla) malliin merkittyä ulkolevyn reunaa pitkin (lisäkuva S2b).Luo sitten kapealla terävällä työkalulla (kuten kuulakärkikynän kärjellä) kaksi täysipaksuista rei'itystä, joiden säde on 8,5 mm malliin merkittyjen merkkien mukaan (lisäkuva S2c).Sitten mallista ja alla olevasta kartongin pintakerroksesta leikataan kaksi aukkoa 1,0 ml:n ruiskuille käyttämällä terävää työkalua, kuten partakoneen terää;on varottava vahingoittamasta alla olevaa aallotettua kerrosta tai jäljellä olevaa pintakerrosta (lisäkuva S2d, e) .Pujota sitten lanka (esim. 3 mm:n puuvillalanka tai mikä tahansa vastaavan paksuinen ja elastinen lanka) kahden reiän läpi ja sido silmukka noin 30 cm pitkän kiekon kummallekin puolelle (lisäkuva S2f).
Täytä kaksi 1,0 ml:n ruiskua suunnilleen yhtä suurella tilavuudella (esim. 1,0 ml TA-suspensiota) ja sulje korkki.Ruiskun männänvarsi leikattiin sitten pois piippulaipan tasolta (lisäkuva S2g, h).Tämän jälkeen sylinterin laippa peitetään teippikerroksella estämään katkaistun männän irtoaminen laitteen käytön aikana.Jokainen 1,0 ml:n ruisku asetettiin sitten ruiskukuoppaan niin, että korkki oli levyn keskustaa päin (lisäkuva S2i).Jokainen ruisku kiinnitettiin sitten ainakin levyyn teipillä (lisäkuva S2j).Viimeistele sentrifugin kokoaminen asettamalla kaksi kynää (kuten lyijykynää tai vastaavaa tukevaa tikun muotoista työkalua) nauhan kumpaankin päähän silmukan sisällä (kuva 1).
CentREUSEn käyttöohjeet ovat samanlaiset kuin perinteisille pyöriville leluille.Pyöriminen aloitetaan pitämällä kahvaa kummassakin kädessä.Kielien lievä löysyys saa levyn heilumaan eteen- tai taaksepäin, jolloin levy pyörii eteenpäin tai taaksepäin.Tämä tehdään useita kertoja hitaasti, hallitusti niin, että kielet käpristyvät.Pysäytä sitten liike.Kun kielet alkavat kiertyä, kahvaa vedetään lujasti, kunnes kielet ovat kireällä, jolloin levy pyörii.Heti kun naru on kelattu kokonaan auki ja alkaa kelaamaan taaksepäin, kahvaa tulee hitaasti rentoutua.Kun köysi alkaa jälleen purkautua, suorita samoja liikkeitä, jotta laite pysyy pyörimässä (video S1).
Sovelluksissa, jotka vaativat suspension sedimentaatiota sentrifugoimalla, laitetta pyöritettiin jatkuvasti, kunnes saavutettiin tyydyttävä rakeistus (lisäkuva S3a, b).Monimutkaisia ​​hiukkasia muodostuu ruiskun säiliön männän päähän ja supernatantti keskittyy ruiskun kärkeä kohti.Supernatantti tyhjennettiin sitten poistamalla tynnyrin laipan peittävä teippi ja ottamalla käyttöön toinen mäntä työntämään alkuperäistä mäntää hitaasti ruiskun kärkeä kohti, pysähtyen, kun se saavutti yhdistesedimentin (lisäkuva S3c, d).
Pyörimisnopeuden määrittämiseksi CentREUSE-laitetta, joka oli varustettu kahdella vedellä täytetyllä 1,0 ml:n ruiskulla, tallennettiin nopealla videokameralla (240 kuvaa sekunnissa) 1 minuutin ajan tasaisen värähtelytilan saavuttamisen jälkeen.Pyörivän kiekon reunan lähellä olevia merkkejä seurattiin manuaalisesti käyttämällä tallenteiden kehyskohtaista analyysiä kierrosten lukumäärän minuutissa (rpm) määrittämiseksi (kuvat 2a-d).Toista n = 10 yritystä.Suhteellinen keskipakovoima (RCF) ruiskun säiliön keskipisteessä lasketaan sitten seuraavalla kaavalla:
Pyörimisnopeuden kvantifiointi CentREUSElla.(A–D) Peräkkäiset edustavat kuvat, jotka näyttävät ajan (minuuttia: sekuntia. millisekuntia), joka kuluu laitteen pyörittämiseen.Nuolet osoittavat jälkimerkit.(E) RPM-kvantifiointi käyttäen CentREUSEa.Viivat edustavat keskiarvoa (punainen) ± keskihajonta (musta).Pisteet edustavat yksittäisiä 1 minuutin kokeita (n = 10).
1,0 ml:n ruiskua, joka sisälsi TA-injektiosuspensiota (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA), sentrifugoitiin 3, 5 ja 10 minuuttia käyttäen CentREUSEa.Tätä tekniikkaa käyttävää sedimentaatiota verrattiin sentrifugoinnin jälkeen 10, 20 ja 50 RCF käyttämällä A-4-62-roottoria 5 minuutin ajan Eppendorf 5810R -pöytäsentrifugissa (Hamburg, Saksa).Sateen määrää verrattiin myös sateen määrään, joka saatiin käyttämällä painovoimasta riippuvaa saostumista eri ajankohtina 0 - 720 minuuttia.Jokaiselle menettelylle suoritettiin yhteensä n = 9 itsenäistä toistoa.
Kaikki tilastolliset analyysit suoritettiin käyttäen Prism 9.0 -ohjelmistoa (GraphPad, San Diego, USA).Arvot esitetään keskiarvona ± keskihajonta (SD), ellei toisin mainita.Ryhmäkeskiarvoja verrattiin käyttämällä kaksisuuntaista Welch-korjattua t-testiä.Alfa määritellään 0,05:ksi.Painovoimasta riippuvaista vajoamista varten sovitettiin yksivaiheinen eksponentiaalinen vaimenemismalli käyttäen pienimmän neliösumman regressiota, jossa käsiteltiin toistuvia y-arvoja tietylle x-arvolle yhtenä pisteenä.
missä x on aika minuutteina.y – sedimentin tilavuus.y0 on y:n arvo, kun x on nolla.Tasanne on y-arvo äärettömälle minuutille.K on nopeusvakio, joka ilmaistaan ​​minuuttien käänteislukuna.
CentREUSE-laite osoitti luotettavia, hallittuja epälineaarisia värähtelyjä käyttämällä kahta tavallista 1,0 ml:n ruiskua, joista kumpikin oli täytetty 1,0 ml:lla vettä (video S1).N = 10 kokeessa (kukin 1 minuutti) CentREUSE:n keskimääräinen pyörimisnopeus oli 359,4 rpm ± 21,63 (alue = 337-398), mikä johti laskennalliseen keskipakovoimaan 10,5 RCF ± 1,3 (alue = 9,2-12,8). ).(Kuvio 2a-e).
Useita menetelmiä TA-suspensioiden pelletointiin 1,0 ml:n ruiskuissa arvioitiin ja verrattiin CentREUSE-sentrifugoimiseen.12 tunnin painovoimasta riippuvan laskeutumisen jälkeen sedimentin tilavuus saavutti 0,38 ml ± 0,03 (lisäkuva S4a, b).Painovoimasta riippuvainen TA-laskeuma on yhdenmukainen yksivaiheisen eksponentiaalisen vaimenemismallin kanssa (korjattu arvolla R2 = 0,8582), jolloin arvioitu tasanne on 0,3804 ml (95 %:n luottamusväli: 0,3578 - 0,4025) (lisäkuva S4c).CentREUSE tuotti keskimääräisen sedimenttitilavuuden 0,41 ml ± 0,04 3 minuutin kohdalla, mikä oli samanlainen kuin painovoimasta riippuvaisen sedimentaation keskiarvo 0,38 ml ± 0,03 12 tunnin kohdalla (p = 0,14) (kuvat 3a, d, h) .CentREUSE antoi merkittävästi kompaktimman tilavuuden 0,31 ml ± 0,02 5 minuutin kohdalla verrattuna keskiarvoon 0,38 ml ± 0,03, joka havaittiin painovoimaan perustuvassa sedimentaatiossa 12 tunnin kohdalla (p = 0,0001) (kuvat 3b, d, h).
CentREUSE-sentrifugoinnilla ja painovoimalaskeutuksella saavutetun TA-pellettitiheyden vertailu verrattuna tavanomaiseen teollisuussentrifugaatioon (A–C).Edustavia kuvia saostuneista TA-suspensioista 1,0 ml:n ruiskuissa 3 minuutin (A), 5 minuutin (B) ja 10 minuutin (C) CentREUSE-käytön jälkeen.(D) Edustavia kuvia kerrostuneesta TA:sta 12 tunnin painovoiman laskeutumisen jälkeen.(EG) Edustavia kuvia saostuneesta TA:sta tavallisen kaupallisen sentrifugoinnin jälkeen 10 RCF (E), 20 RCF (F) ja 50 RCF (G) 5 minuutin ajan.(H) Sedimentin tilavuus määritettiin käyttämällä CentREUSEa (3, 5 ja 10 min), painovoimavälitteistä sedimentaatiota (12 tuntia) ja standardia teollista sentrifugointia 5 minuutin kohdalla (10, 20 ja 50 RCF).Viivat edustavat keskiarvoa (punainen) ± keskihajonta (musta).Pisteet edustavat itsenäisiä toistoja (n = 9 kullekin ehdolle).
CentREUSE tuotti keskimääräisen tilavuuden 0,31 ml ± 0,02 5 minuutin kuluttua, mikä on samanlainen kuin keskimääräinen 0,32 ml ± 0,03, joka havaittiin tavallisessa kaupallisessa sentrifugissa 10 RCF:ssä 5 minuutin ajan (p = 0,20), ja hieman pienempi kuin keskimääräinen tilavuus. Havaittiin 0,28 ml ± 0,03 5 minuutin ajan (p = 0,03) (kuvio 3b, e, f, h).CentREUSE tuotti keskimääräisen tilavuuden 0,20 ml ± 0,02 10 minuutin kohdalla, mikä oli yhtä kompakti (p = 0,15) verrattuna keskimääräiseen tilavuuteen 0,19 ml ± 0,01 5 minuutin kohdalla, joka havaittiin kaupallisella sentrifugilla 50 RCF:llä (kuva 3c, g, h)..
Tässä kuvataan tavanomaisesta hoitojätteestä valmistetun erittäin edullisen, kannettavan, ihmisten käyttämän paperipohjaisen sentrifugin suunnittelua, kokoonpanoa ja kokeellista tarkastusta.Suunnittelu perustuu suurelta osin paperipohjaiseen sentrifugiin (kutsutaan "paperifuugaksi"), jonka Prakashin ryhmä esitteli vuonna 2017 diagnostisissa sovelluksissa.Ottaen huomioon, että sentrifugointi on historiallisesti vaatinut kalliiden, tilaa vievien ja sähköisesti riippuvaisten kaupallisten laitteiden käyttöä, Prakashin sentrifugi tarjoaa tyylikkään ratkaisun ongelmaan, joka liittyy sentrifugoinnin turvattomaan käyttöön resurssirajoitetuissa olosuhteissa2,4.Sittemmin paperfuge on osoittautunut käytännölliseksi useissa pienivolyymissa diagnostisissa sovelluksissa, kuten tiheyteen perustuvassa veren fraktioinnissa malarian havaitsemiseksi.Tietojemme mukaan samanlaisia ​​erittäin edullisia paperipohjaisia ​​sentrifugilaitteita ei kuitenkaan ole käytetty terapeuttisiin tarkoituksiin, olosuhteisiin, jotka vaativat tyypillisesti suuremman tilavuuden sedimentaatiota.
Tätä silmällä pitäen CentREUSE:n tavoitteena on laajentaa paperisentrifugoinnin käyttöä terapeuttisissa interventioissa.Tämä saavutettiin tekemällä useita muutoksia Prakash-paljastuksen suunnitteluun.Kahden tavallisen 1,0 ml:n ruiskun pituuden lisäämiseksi CentREUSE sisältää suuremman kiekon (säde = 123,5 mm) kuin suurimmassa testatussa Prakash-paperinvääntimessä (säde = 85 mm).Lisäksi 1,0 ml:n nesteellä täytetyn ruiskun ylimääräisen painon tukemiseksi CentREUSE käyttää aaltopahvia kartongin sijaan.Yhdessä nämä modifikaatiot mahdollistavat suurempien määrien sentrifugoinnin kuin Prakash-paperinpuhdistimessa testatut (eli kaksi 1,0 ml:n ruiskua kapillaareilla) samalla kun ne käyttävät samanlaisia ​​komponentteja: filamenttia ja paperipohjaista materiaalia.Erityisesti useita muita edullisia ihmiskäyttöisiä sentrifugeja on kuvattu diagnostisia tarkoituksia varten4,5,6,7,8,9,10.Näitä ovat esimerkiksi spinnerit, salaattivatkaimet, munavatkaimet ja käsipolttimet pyöriville laitteille5, 6, 7, 8, 9. Useimpia näistä laitteista ei kuitenkaan ole suunniteltu käsittelemään 1,0 ml:n tilavuuksia ja ne koostuvat usein kalliimpia materiaaleista ja niihin ei pääse käsiksi kuin paperisentrifugeissa käytetyt 2,4,5,6,7,8,9,10..Itse asiassa käytöstä poistettuja paperimateriaaleja löytyy usein kaikkialta;Esimerkiksi Yhdysvalloissa paperin ja kartongin osuus kiinteästä yhdyskuntajätteestä on yli 20 %, mikä tarjoaa runsaasti, halpaa tai jopa ilmaista lähdettä paperisentrifugien rakentamiseen.esim. CentREUSE11.Verrattuna useisiin muihin julkaistuihin edullisiin ratkaisuihin, CentREUSE ei vaadi erityislaitteita (kuten 3D-tulostuslaitteistoja ja -ohjelmistoja, laserleikkauslaitteistoja ja -ohjelmistoja jne.) luodakseen, mikä tekee laitteistosta resurssiintensiivisemmän..Nämä ihmiset ovat ympäristössä 4, 8, 9, 10.
Todisteena paperisentrifugimme käytännön hyödyllisyydestä terapeuttisiin tarkoituksiin osoitamme triamsinolonisuspension asetonissa (TA) nopean ja luotettavan laskeutumisen lasiaiseen bolusinjektioon – vakiintunut edullinen toimenpide erilaisten silmäsairauksien pitkäaikaiseen hoitoon1 ,3.Laskeutumistulokset 3 minuutin jälkeen CentREUSElla olivat verrattavissa tuloksiin 12 tunnin painovoimavälitteisen laskeutumisen jälkeen.Lisäksi CentREUSE-tulokset sentrifugoinnin jälkeen 5 ja 10 minuuttia ylittivät tulokset, jotka saataisiin painovoimalla, ja ne olivat samanlaisia ​​kuin ne, jotka havaittiin teollisen sentrifugoinnin jälkeen 10 ja 50 RCF:ssä 5 minuutin ajan.Kokemuksemme mukaan CentREUSE tuottaa terävämmän ja tasaisemman sedimentti-supernatanttirajapinnan kuin muut testatut menetelmät;tämä on toivottavaa, koska se mahdollistaa annetun lääkkeen annoksen tarkemman arvioinnin, ja supernatantti on helpompi poistaa minimaalisella hiukkastilavuuden menetyksellä.
Tämän sovelluksen valinta konseptin todisteeksi johtui jatkuvasta tarpeesta parantaa pitkävaikutteisten lasiaisensisäisten steroidien saatavuutta rajoitetuissa olosuhteissa.Intravitreaalisia steroideja käytetään laajasti erilaisten silmäsairauksien hoitoon, mukaan lukien diabeettinen makulaturvotus, ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma, verkkokalvon verisuonten tukkeuma, uveiitti, säteilyretinopatia ja kystinen makulaturvotus3,12.Klaaisensisäiseen antamiseen saatavilla olevista steroideista TA on edelleen yleisimmin käytetty maailmanlaajuisesti12.Vaikka valmisteita ilman TA-säilöntäaineita (PF-TA) on saatavilla (esim. Triesence [40 mg/ml, Alcon, Fort Worth, USA]), bentsyylialkoholin säilöntäaineita sisältäviä valmisteita (esim. Kenalog-40 [40 mg/ml, Bristol- Myers Squibb, New York, USA]) on edelleen suosituin3,12.On huomattava, että US Food and Drug Administration (FDA) on hyväksynyt jälkimmäisen lääkeryhmän vain lihakseen ja nivelensisäiseen käyttöön, joten silmänsisäistä antoa pidetään rekisteröimättömänä 3, 12 .Vaikka lasiaisensisäisen TA:n injektoitava annos vaihtelee käyttöaiheen ja tekniikan mukaan, yleisin raportoitu annos on 4,0 mg (eli injektiotilavuus 0,1 ml 40 mg/ml liuoksesta), mikä yleensä antaa hoidon keston noin 3 kuukautta. Vaikutukset 1 , 12, 13, 14, 15.
Pidentämään lasiaisensisäisten steroidien vaikutusta kroonisissa, vaikeissa tai uusiutuvissa silmäsairauksissa on otettu käyttöön useita pitkävaikutteisia implantoitavia tai injektoivia steroidilaitteita, mukaan lukien deksametasoni 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Irlanti), Relax-fluoridi-asetonidi 0,59 mg (Retisert). , Bausch and Lomb, Laval, Kanada) ja fluosinoloniasetonidi 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Näillä laitteilla on kuitenkin useita mahdollisia haittoja.Yhdysvalloissa jokainen laite on hyväksytty vain muutamiin käyttötarkoituksiin, mikä rajoittaa vakuutusturvaa.Lisäksi jotkin laitteet vaativat kirurgisen istutuksen ja voivat aiheuttaa ainutlaatuisia komplikaatioita, kuten laitteen siirtymisen etukammioon3,12.Lisäksi nämä laitteet ovat yleensä vähemmän helposti saatavilla ja paljon kalliimpia kuin TA3,12;Yhdysvaltain nykyisillä hinnoilla Kenalog-40 maksaa noin 20 dollaria per 1,0 ml suspensiota, kun taas Ozurdex, Retisert ja Iluvien explants.Pääsymaksu on noin 1400 dollaria., 20 000 dollaria ja 9 200 dollaria.Yhdessä nämä tekijät rajoittavat näiden laitteiden pääsyä ihmisille, joiden resurssit ovat rajalliset.
Intravitreaalisen TA1,3,16,17:n vaikutusta on yritetty pidentää sen alhaisempien kustannusten, anteliaamman korvauksen ja paremman saatavuuden vuoksi.Alhaisen vesiliukoisuutensa vuoksi TA pysyy silmässä varastona, mikä mahdollistaa asteittaisen ja suhteellisen jatkuvan lääkkeen diffuusion, joten vaikutuksen odotetaan kestävän pidempään suuremmilla varastoilla1,3.Tätä tarkoitusta varten on kehitetty useita menetelmiä TA-suspension konsentroimiseksi ennen lasiaiseen injektointia.Vaikka passiiviseen (eli painovoimasta riippuvaiseen) laskeutumiseen tai mikrosuodatukseen perustuvia menetelmiä on kuvattu, nämä menetelmät ovat suhteellisen aikaa vieviä ja antavat vaihtelevia tuloksia15,16,17.Päinvastoin, aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että TA voidaan väkevöidä nopeasti ja luotettavasti (ja siten pidentää vaikutusta) sentrifugointiavusteisella saostuksella1,3.Yhteenvetona voidaan todeta, että keskipakotiivistetyn TA:n mukavuus, alhaiset kustannukset, kesto ja tehokkuus tekevät tästä interventiosta houkuttelevan vaihtoehdon potilaille, joiden resurssit ovat rajalliset.Luotettavan sentrifugoinnin puute voi kuitenkin olla merkittävä este tämän toimenpiteen toteuttamiselle.Ratkaisemalla tämän ongelman CentREUSE voi auttaa lisäämään pitkäaikaisen steroidihoidon saatavuutta potilaille, joiden resurssit ovat rajalliset.
Tutkimuksessamme on joitain rajoituksia, mukaan lukien ne, jotka liittyvät CentREUSE-laitteen toiminnallisuuteen.Laite on epälineaarinen, ei-konservatiivinen oskillaattori, joka perustuu ihmisen syötteeseen, eikä siksi pysty tarjoamaan tarkkaa ja tasaista pyörimisnopeutta käytön aikana;pyörimisnopeus riippuu useista muuttujista, kuten käyttäjän vaikutuksesta laitteen omistusasteeseen, laitteiden kokoonpanossa käytetyistä erityismateriaaleista ja kehrättävien liitosten laadusta.Tämä eroaa kaupallisista laitteista, joissa pyörimisnopeutta voidaan soveltaa johdonmukaisesti ja tarkasti.Lisäksi CentREUSEn saavuttamaa nopeutta voidaan pitää suhteellisen vaatimattomana verrattuna muiden sentrifugilaitteiden2 saavuttamaan nopeuteen.Onneksi laitteemme tuottama nopeus (ja siihen liittyvä keskipakovoima) riitti testaamaan tutkimuksessamme yksityiskohtaista käsitettä (ts. TA kerrostumista).Pyörimisnopeutta voidaan lisätä keventämällä keskilevyn 2 massaa;tämä voidaan saavuttaa käyttämällä kevyempää materiaalia (kuten ohuempaa pahvia), jos se on tarpeeksi vahva kahden nesteellä täytettyjen ruiskujen pitämiseen.Meidän tapauksessamme päätös käyttää standardia ”A”-urapahvia (paksuus 4,8 mm) oli tietoinen, koska tätä materiaalia löytyy usein kuljetuslaatikoista ja on siksi helposti löydettävissä kierrätettävänä materiaalina.Pyörimisnopeutta voidaan lisätä myös pienentämällä keskilevyn 2 sädettä.Alustamme säde tehtiin kuitenkin tarkoituksella suhteellisen suureksi 1,0 ml:n ruiskua varten.Jos käyttäjä on kiinnostunut sentrifugoimaan lyhyempiä astioita, sädettä voidaan pienentää – muutos, joka johtaa ennustettavasti suurempiin pyörimisnopeuksiin (ja mahdollisesti suurempiin keskipakovoimiin).
Emme myöskään ole huolellisesti arvioineet kuljettajan väsymisen vaikutusta laitteiden toimivuuteen.Mielenkiintoista kyllä, useat ryhmämme jäsenet pystyivät käyttämään laitetta 15 minuuttia ilman huomattavaa väsymystä.Mahdollinen ratkaisu käyttäjän väsymykseen, kun tarvitaan pidempiä sentrifugeja, on kahden tai useamman käyttäjän kierto (jos mahdollista).Emme myöskään arvioineet kriittisesti laitteen kestävyyttä osittain siksi, että laitteen komponentit (kuten pahvi ja johto) voitiin helposti vaihtaa vähällä tai ilman kustannuksia kulumisen tai vaurion sattuessa.Mielenkiintoista on, että pilottitestissämme käytimme yhtä laitetta yhteensä yli 200 minuuttia.Tämän ajanjakson jälkeen ainoa havaittava, mutta vähäinen kulumisen merkki on kierteiden rei'itys.
Toinen tutkimuksemme rajoitus on se, että emme erityisesti mitanneet kerrostuneen TA:n massaa tai tiheyttä, joka on saavutettavissa CentREUSE-laitteella ja muilla menetelmillä;sen sijaan tämän laitteen kokeellinen tarkastus perustui sedimentin tiheyden mittaukseen (ml).epäsuora tiheyden mitta.Lisäksi emme ole testanneet CentREUSE Concentrated TA:ta potilailla, mutta koska laitteemme tuotti kaupallisella sentrifugilla valmistettuja TA-pellettejä, oletimme, että CentREUSE Concentrated TA olisi yhtä tehokas ja turvallinen kuin aiemmin käytetty.kirjallisuudessa.raportoitu tavanomaisista sentrifugilaitteista1,3.Lisätutkimukset, joissa mitataan CentREUSE-lisäyksen jälkeen annetun TA:n todellista määrää, voivat auttaa arvioimaan laitteemme todellista hyödyllisyyttä tässä sovelluksessa.
Tietojemme mukaan CentREUSE, laite, joka voidaan rakentaa helposti saatavilla olevasta jätteestä, on ensimmäinen ihmisvoimalla toimiva, kannettava, erittäin halpa paperisentrifugi, jota käytetään terapeuttisissa olosuhteissa.Sen lisäksi, että CentREUSE pystyy sentrifugoimaan suhteellisen suuria määriä, se ei vaadi erikoismateriaalien ja rakennustyökalujen käyttöä verrattuna muihin julkaistuihin edullisiin sentrifugeihin.CentREUSEn osoitettu tehokkuus nopeassa ja luotettavassa TA-saostuksessa voi auttaa parantamaan lasiaisensisäisten steroidien saatavuutta pitkällä aikavälillä ihmisillä rajoitetuissa olosuhteissa, mikä voi auttaa erilaisten silmäsairauksien hoidossa.Lisäksi kannettavien ihmiskäyttöisten sentrifugiemme hyödyt ulottuvat ennustettavasti resurssirikkaisiin paikkoihin, kuten suuriin tertiaari- ja kvaternäärisiin terveyskeskuksiin kehittyneissä maissa.Näissä olosuhteissa sentrifugointilaitteiden saatavuus saattaa edelleen rajoittua kliinisiin ja tutkimuslaboratorioihin, jolloin on olemassa riski, että ruiskut saastuttavat ihmiskehon nesteitä, eläintuotteita ja muita vaarallisia aineita.Lisäksi nämä laboratoriot sijaitsevat usein kaukana potilaiden hoitopisteestä.Tämä puolestaan ​​voi olla logistinen este terveydenhuollon tarjoajille, jotka tarvitsevat nopean sentrifugoinnin;CentREUSEn käyttöönotto voi toimia käytännöllisenä tapana valmistella terapeuttisia interventioita lyhyellä aikavälillä ilman, että potilaan hoito häiriintyy vakavasti.
Siksi, jotta kaikkien olisi helpompi valmistautua sentrifugointia vaativiin terapeuttisiin toimenpiteisiin, malli ja ohjeet CentREUSE:n luomiseksi ovat tämän avoimen lähdekoodin julkaisun Lisätiedot-osiossa.Kannustamme lukijoita suunnittelemaan CentREUSEn uudelleen tarpeen mukaan.
Tämän tutkimuksen tuloksia tukevat tiedot ovat saatavilla vastaavalta SM-tekijältä kohtuullisesta pyynnöstä.
Ober, MD ja Valizhan, S. Triamsinolonin asetonin vaikutuksen kesto lasiaisessa sentrifugointipitoisuudessa.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS ja muut.Manuaalinen erittäin halpa sentrifugi paperille.Kansallinen biolääketieteellinen tiede.hanke.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM ja Wasserman JA Triamcinoloniasetonidin lasiaisensisäisen suspension keskipakopitoisuus: halpa, yksinkertainen ja toteuttamiskelpoinen vaihtoehto pitkäaikaiselle steroidihoidolle.J. Vitrain.diss.5. 15–31 (2021).
Huck, minä odotan.Edullinen avoimen lähdekoodin sentrifugiadapteri suurten kliinisten verinäytteiden erottamiseen.PLOS One.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS ja Whitesides GM Vispilä on kuin sentrifugi: se erottaa ihmisen plasman kokoverestä resurssit rajoitetuissa olosuhteissa.laboratorio.siru.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. et ai.Manuaalinen, kannettava, edullinen sentrifugi anemian diagnosointiin rajoitetuissa olosuhteissa.Joo.J. Trope.lääke.kosteutta.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.odota.Plasma erotettiin spinnerillä.peräaukko.Kemiallinen.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. et ai.Spinner virtsatieinfektioiden välittömään diagnosointiin.Kansallinen biolääketieteellinen tiede.hanke.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A. ja Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Edullinen elektrolyytitön sentrifugointi SARS-CoV-2:n isotermiseen havaitsemiseen syljessä.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH ja Choi, J. Mag-spinner: seuraavan sukupolven käteviä, edullisia, yksinkertaisia ​​ja kannettavia (FAST) magneettierotusjärjestelmiä.Nano Advances 4, 792–800 (2022).
Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto.Advancing Sustainable Materials Management: Vuoden 2018 tietolehti, jossa arvioidaan materiaalituotannon ja -hallinnan suuntauksia Yhdysvalloissa.(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. ja Lanzetta, P. Steroidit verkkokalvon sairauksien intravitreaaliseen hoitoon.Tiede.Journal Mir 2014, 1–14 (2014).
Olut, iltapäivätee jne. Triamsinoloniasetonidin silmänsisäiset pitoisuudet ja farmakokinetiikka yhden lasiaisensisäisen injektion jälkeen.Ophthalmology 110, 681-686 (2003).
Audren, F. et ai.Farmakokineettis-farmakodynaaminen malli triamsinoloniasetonidin vaikutuksesta keskeiseen makulan paksuuteen potilailla, joilla on diabeettinen makulaturvotus.sijoittaa.oftalmologia.näkyvissä.Tiede.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD et ai.Todellinen triamsinoloniasetonin annos mitattiin tavallisella lasiaisensisäisen injektion menetelmällä.Joo.J. Ophthalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS ja Oh, JH Konsentroitu triamsinoloniasetonidimenetelmä lasiaisensisäiseen injektioon.Retina 25, 1107-1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Tallennetun triamsinolonin kvantitatiivinen analyysi injektiota varten.Retina 27, 1255–1259 (2007).
SM:ää tuetaan osittain lahjalla Mukai-säätiölle, Massachusetts Eye and Ear Hospital, Boston, Massachusetts, USA.
Oftalmologian osasto, Harvard Medical School, Massachusetts Eye and Ear, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, USA