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I2T2 (Intelligent Injector for Tissue Targeting) : invention d'une injection hautement sensible qui cible précisément les tissus

INGÉNIERIE ET ​​TECHNOLOGIEI2T2 (Intelligent Injector for Tissue Targeting) : invention d'une injection hautement sensible qui cible précisément les tissus

Un nouvel injecteur innovant capable d'administrer des médicaments à des endroits difficiles du corps a été testé sur des modèles animaux

Les aiguilles sont l'outil le plus important dans médecine car ils sont indispensables pour administrer d'innombrables médicaments à l'intérieur de notre corps. Les seringues et aiguilles creuses d'aujourd'hui sont utilisées depuis des décennies pour extraire des fluides et du sang de notre corps et sont importantes pour de nombreuses procédures médicales délicates et invasives comme la dialyse. Essayer de cibler des tissus spécifiques à l'aide d'une aiguille conventionnelle d'une seringue est une tâche difficile et est limitée par les compétences et les niveaux de précision du personnel médical, car ce processus est principalement guidé par leur propre sens de la pression et du toucher, car les tissus de chaque patient sont différents. . Bien que des blessures ou des infections aient rarement été signalées, un vaccin contre la grippe peut parfois causer une douleur extrême et des dommages musculaires. Aucune nouvelle conception n'a été incorporée dans les aiguilles standard, en particulier en ce qui concerne leur précision.

Les aiguilles traditionnelles sont difficiles et risquées à administrer médicament aux régions délicates de notre corps, par exemple l'espace à l'arrière de notre œil. L'espace suprachoroïdien (SCS) situé entre la sclérotique et la choroïde à l'arrière de l'œil est un endroit très difficile à cibler à l'aide d'une aiguille conventionnelle principalement parce que l'aiguille doit être très précise et elle doit s'arrêter après sa transition à travers la sclère - dont l'épaisseur est inférieure à 1 mm - pour éviter tout dommage à la rétine. Cette région est considérée comme importante pour l'administration de nombreux médicaments. Tout manquement pourrait provoquer une infection grave ou même la cécité. D'autres zones difficiles sont l'espace péritonéal dans l'abdomen et les tissus entre la peau et les muscles et l'espace péridural autour de la moelle épinière où l'anesthésie péridurale est administrée pendant l'accouchement vaginal.

Une nouvelle aiguille sensible à la pression

Dans une étude publiée dans Nature Biomedical Engineering des chercheurs du Brigham and Women's Hospital, aux États-Unis, ont conçu un roman intelligent et très précis injection pour le ciblage des tissus – appelé I2T2 (injecteur intelligent pour le ciblage des tissus). Ils visaient à améliorer le ciblage des tissus tout en gardant la conception soignée, simple et pratique. Les I2T2 Le dispositif a été créé à l'aide d'une aiguille hypodermique standard et d'autres pièces de seringues vendues dans le commerce et, sur le plan fonctionnel, I2T2 consiste en de légères modifications par rapport au système seringue-aiguille traditionnel. Il s'agit d'une aiguille coulissante qui peut pénétrer dans la couche externe de tissu, puis elle peut s'arrêter automatiquement à l'interface de deux couches de tissu et libérer le contenu de la seringue dans la zone cible lorsque l'utilisateur pousse le piston de la seringue.

L'I2T2 se compose d'un poussoir poussoir, d'un poussoir à aiguille, d'une butée mécanique, d'un fluide et d'une aiguille mobile. L'aiguille est montée sur l'aiguille-piston qui est un support coulissant qui permet un mouvement précis le long de l'axe du corps de la seringue. Tout d'abord, la pointe de l'aiguille est insérée dans le tissu à faible profondeur, mais juste suffisamment pour éviter tout écoulement de fluide à travers l'aiguille. Cette étape est appelée « pré-insertion ». Le corps de la seringue empêche toute pénétration injustifiée et le verrouillage mécanique du piston de l'aiguille empêche le mouvement arrière indésirable de l'aiguille. Au cours de la deuxième étape appelée « pénétration dans les tissus », le fluide interne est mis sous pression en poussant le piston. Les forces motrices qui agissent sur l'aiguille (qui permettent le mouvement vers l'avant de l'aiguille) surmontent les forces opposées (qui s'opposent au mouvement de l'aiguille) et font avancer l'aiguille plus profondément à l'intérieur du tissu tandis que le corps de la seringue reste immobile. Ces forces jouent un rôle essentiel dans le contrôle du mouvement de l'aiguille ainsi que de son arrêt automatique. Lorsque la pointe de l'aiguille pénètre dans l'espace cible souhaité, le fluide commence à sortir de manière à réduire la pression interne qui abaissera alors la force motrice en dessous de la force opposée et cela arrêtera ensuite l'aiguille à l'interface de la cavité. Au cours de cette troisième étape appelée « distribution ciblée », le fluide de la seringue est délivré dans la cavité avec une résistance plus faible lorsque l'utilisateur pousse le piston dans un seul mouvement continu. La position de l'aiguille est maintenant fixée à l'interface tissu-cavité. Étant donné que chaque tissu biologique de notre corps a une densité différente, un capteur intégré dans cet injecteur intelligent détecte une perte de résistance lorsqu'il se déplace à travers des tissus plus mous ou une cavité, puis arrête automatiquement son mouvement lorsque la pointe de l'aiguille pénètre dans un tissu offrant une résistance inférieure.

L'I2T2 a été testé en extrait fabric échantillons et trois modèles animaux, y compris des moutons, pour évaluer sa précision d'administration dans les espaces suprachoroïdiens, périduraux et péritonéaux. L'injection détecte automatiquement tout changement de résistance afin de délivrer le médicament de manière sûre et précise lors des tests précliniques. L'injecteur décide instantanément, ce qui permet un meilleur ciblage des tissus et un dépassement minimal dans tout emplacement indésirable au-delà du tissu cible, ce qui pourrait causer des blessures. L'étude doit être étendue aux tests précliniques sur l'homme, puis aux essais au cours des 2-3 prochaines années pour évaluer l'utilité et la sécurité des injecteurs.

I2T2 préserve une simplicité et une rentabilité équivalentes aux seringues-aiguilles standard. Le principal avantage de l'injecteur I2T2 est qu'il affiche un niveau de précision plus élevé et qu'il ne repose pas sur les compétences du personnel d'exploitation car l'injecteur peut détecter une perte de résistance lorsqu'il rencontre un tissu plus mou ou une cavité, puis il arrête d'avancer l'aiguille et commence à livrer sa cargaison d'agent thérapeutique dans l'espace cible. Le dispositif de piston de la seringue est un système mécanique simple et ne nécessite pas d'électronique supplémentaire. La technologie d'injection I2T2 est une nouvelle plate-forme pour obtenir un meilleur ciblage des tissus dans des endroits différents et difficiles du corps. L'aiguille est simple et facile à fabriquer avec de faibles coûts. Aucune technique ou formation supplémentaire n'était requise pour l'utiliser. Une technologie aussi polyvalente, sensible, rentable et conviviale pourrait être prometteuse pour de multiples applications cliniques.

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{Vous pouvez lire le document de recherche original en cliquant sur le lien DOI ci-dessous dans la liste des sources citées}

Sources)

Chitnis GD et al. 2019. Un injecteur mécanique à détection de résistance pour l'administration précise de liquides aux tissus cibles. Génie biomédical de la nature. https://doi.org/10.1038/s41551-019-0350-2

Équipe SCIEU
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