Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Սլայդերներ, որոնք ցույց են տալիս երեք հոդված յուրաքանչյուր սլայդում:Օգտագործեք հետևի և հաջորդ կոճակները՝ սլայդների միջով շարժվելու համար, կամ սլայդ կարգավորիչի կոճակները վերջում՝ յուրաքանչյուր սլայդով շարժվելու համար:
Հուսալի բժշկական ցենտրիֆուգումը պատմականորեն պահանջում է թանկարժեք, մեծածավալ և էլեկտրականությունից կախված առևտրային սարքավորումների օգտագործում, որը հաճախ հասանելի չէ ռեսուրսներով սահմանափակ միջավայրերում:Չնայած նկարագրված են մի քանի շարժական, էժան, ոչ շարժիչային ցենտրիֆուգներ, այս լուծումները հիմնականում նախատեսված են ախտորոշիչ կիրառությունների համար, որոնք պահանջում են նստվածքի համեմատաբար փոքր ծավալներ:Բացի այդ, այս սարքերի դիզայնը հաճախ պահանջում է հատուկ նյութերի և գործիքների օգտագործում, որոնք սովորաբար հասանելի չեն թերսպասարկվող տարածքներում:Այստեղ մենք նկարագրում ենք CentREUSE-ի դիզայնը, հավաքումը և փորձարարական վավերացումը՝ թերապևտիկ կիրառությունների համար չափազանց ցածր գնով, մարդու կողմից շահագործվող, շարժական թափոնների վրա հիմնված ցենտրիֆուգի:CentREUSE-ն ցուցադրում է միջին կենտրոնախույս ուժ 10,5 հարաբերական կենտրոնախույս ուժի (RCF) ± 1,3:CentREUSE-ում 3 րոպե ցենտրիֆուգումից հետո տրիամցինոլոնի 1,0 մլ ապակենման կախույթի նստեցումը համեմատելի էր ծանրության միջնորդությամբ 12 ժամվա նստվածքից հետո (0,41 մլ ± 0,04 ընդդեմ 0,38 մլ ± 0,03, p = 0,14):CentREUSE ցենտրիֆուգումից հետո նստվածքի խտացում 5 և 10 րոպե՝ համեմատած 10 RCF-ում ցենտրիֆուգումից հետո (0,31 մլ ± 0,02 ընդդեմ 0,32 մլ ± 0,03, p = 0,20) և 50 RCF (0,20 մլ առևտրային սարքավորումների օգտագործմամբ) 0,02 ընդդեմ 0,19 մլ ± 0,01, p = 0,15):CentREUSE-ի ձևանմուշները և շինարարական հրահանգները ներառված են այս բաց կոդով գրառման մեջ:
Ցենտրիֆուգացումը կարևոր քայլ է բազմաթիվ ախտորոշիչ թեստերի և թերապևտիկ միջամտությունների մեջ1,2,3,4:Այնուամենայնիվ, համարժեք ցենտրիֆուգացիայի հասնելու համար պատմականորեն պահանջվում է թանկարժեք, մեծածավալ և էլեկտրականությունից կախված առևտրային սարքավորումների օգտագործում, որը հաճախ հասանելի չէ ռեսուրսներով սահմանափակ պարամետրերով2,4:2017-ին Prakash-ի խումբը ներկայացրեց թղթի վրա հիմնված փոքր մեխանիկական ցենտրիֆուգ (կոչվում է «թղթե փչակ»), որը պատրաստված էր հավաքովի նյութերից՝ $0,20 ($)2 արժողությամբ:Այդ ժամանակից ի վեր, թղթե ֆուգան կիրառվել է ռեսուրսներով սահմանափակ միջավայրերում՝ ցածր ծավալի ախտորոշման կիրառման համար (օրինակ՝ արյան բաղադրիչների խտության վրա հիմնված բաժանում մազանոթ խողովակներում՝ մալարիայի մակաբույծները հայտնաբերելու համար), այդպիսով ցուցադրելով մարդու կողմից սնուցվող գերէժան շարժական գործիք:ցենտրիֆուգ 2.Այդ ժամանակից ի վեր նկարագրվել են մի քանի այլ կոմպակտ, էժան, ոչ շարժիչային ցենտրիֆուգման սարքեր4,5,6,7,8,9,10:Այնուամենայնիվ, այս լուծումների մեծ մասը, ինչպես թղթի գոլորշիները, նախատեսված են ախտորոշիչ նպատակներով, որոնք պահանջում են նստվածքի համեմատաբար փոքր ծավալներ և, հետևաբար, չեն կարող օգտագործվել մեծ նմուշներ ցենտրիֆուգելու համար:Բացի այդ, այս լուծումների հավաքումը հաճախ պահանջում է հատուկ նյութերի և գործիքների օգտագործում, որոնք հաճախ հասանելի չեն թերսպասարկվող տարածքներում4,5,6,7,8,9,10:
Այստեղ մենք նկարագրում ենք ցենտրիֆուգի նախագծումը, հավաքումը և փորձնական վավերացումը (կոչվում է CentREUSE), որը կառուցված է սովորական թղթի ֆուգայի թափոններից բուժական կիրառությունների համար, որոնք սովորաբար պահանջում են նստվածքի բարձր ծավալներ:Դեպք 1, 3 Որպես հայեցակարգի ապացույց, մենք փորձարկեցինք սարքը իրական ակնաբուժական միջամտությամբ՝ տրիամցինոլոնի կախույթի նստեցում ացետոնում (ՏԱ)՝ աչքի ապակենման մարմնի մեջ բոլուսային դեղամիջոցի հետագա ներարկման համար:Չնայած TA-ի կոնցենտրացիայի համար ցենտրիֆուգը ճանաչված էժան միջամտություն է տարբեր աչքի հիվանդությունների երկարաժամկետ բուժման համար, դեղամիջոցի ձևավորման ընթացքում առևտրային հասանելի ցենտրիֆուգների անհրաժեշտությունը մեծ խոչընդոտ է այս թերապիայի օգտագործման համար ռեսուրսներով սահմանափակ պայմաններում1,2: 3.համեմատած սովորական առևտրային ցենտրիֆուգների հետ ստացված արդյունքների հետ:CentREUSE-ի կառուցման ձևանմուշները և հրահանգները ներառված են այս բաց կոդով հրապարակման մեջ՝ «Լրացուցիչ տեղեկություններ» բաժնում:
CentREUSE-ը կարելի է գրեթե ամբողջությամբ կառուցել ջարդոնից:Կիսաշրջանաձև ձևանմուշի երկու պատճեններն էլ (Լրացուցիչ նկար S1) տպվել են ԱՄՆ-ի ստանդարտ ածխածնային տառային թղթի վրա (215,9 մմ × 279,4 մմ):Կցված երկու կիսաշրջանաձև ձևանմուշները սահմանում են CentREUSE սարքի նախագծման երեք հիմնական առանձնահատկությունները, ներառյալ (1) 247 մմ պտտվող սկավառակի արտաքին եզրագիծը, (2) նախատեսված է 1.0 մլ ներարկիչի համար (գլխարկով և անդամահատված մխոցով):ակոսներ սրունքում) և (3) երկու նշան, որոնք ցույց են տալիս, թե որտեղ պետք է անցքեր բացել, որպեսզի պարանը կարողանա անցնել սկավառակի միջով:
Կաղապարը կպցրեք (օրինակ՝ բազմաֆունկցիոնալ սոսինձով կամ ժապավենով) ծալքավոր տախտակին (նվազագույն չափսը՝ 247 մմ × 247 մմ) (Լրացուցիչ նկար S2a):Ստանդարտ «A» ծալքավոր տախտակ (4,8 մմ հաստությամբ) օգտագործվել է այս ուսումնասիրության մեջ, սակայն կարող է օգտագործվել նմանատիպ հաստության ծալքավոր տախտակ, օրինակ՝ դեն նետված առաքման տուփերից ծալքավոր տախտակ:Օգտագործելով սուր գործիք (օրինակ՝ սայր կամ մկրատ), կտրեք ստվարաթուղթը կաղապարի վրա ուրվագծված արտաքին սկավառակի եզրով (Լրացուցիչ նկար S2b):Այնուհետև, օգտագործելով նեղ, սուր գործիք (օրինակ՝ գնդիկավոր գրիչի ծայրը), ստեղծեք 8,5 մմ շառավղով երկու լրիվ հաստությամբ պերֆորացիա՝ համաձայն կաղապարի վրա նշված նշանների (Լրացուցիչ նկար S2c):Այնուհետև կաղապարից և ստվարաթղթի տակ գտնվող մակերեսային շերտից կտրվում են երկու անցք 1,0 մլ ներարկիչների համար՝ օգտագործելով սրածայր գործիք, ինչպիսին է ածելիի սայրը;պետք է զգույշ լինել, որպեսզի չվնասվի հիմքում ընկած ծալքավոր շերտը կամ մնացած մակերեսային շերտը (Լրացուցիչ նկար S2d, e):Այնուհետև երկու անցքերի միջով անցկացրեք մի թել (օրինակ՝ 3 մմ խոհարարական բամբակ կամ նմանատիպ հաստության և առաձգականության թելեր) և մի օղակ կապեք մոտ 30 սմ երկարությամբ սկավառակի յուրաքանչյուր կողմի շուրջը (Լրացուցիչ նկար S2f):
Լրացրեք երկու 1,0 մլ ներարկիչներ մոտավորապես հավասար ծավալներով (օրինակ՝ 1,0 մլ TA կասեցում) և գլխարկով:Ներարկիչի մխոցի ձողը կտրվեց տակառի եզրի մակարդակով (Լրացուցիչ նկար S2g, h):Այնուհետև մխոցի եզրը ծածկված է ժապավենի շերտով, որպեսզի սարքավորումն օգտագործելու ժամանակ կտրված մխոցը չթափվի:Յուրաքանչյուր 1,0 մլ ներարկիչ այնուհետև տեղադրվեց ներարկիչի ջրհորի մեջ՝ գլխարկով դեպի սկավառակի կենտրոնը (Լրացուցիչ նկար S2i):Այնուհետև յուրաքանչյուր ներարկիչ կպչուն ժապավենով ամրացվեց առնվազն սկավառակի վրա (Լրացուցիչ նկար S2j):Ի վերջո, ավարտեք ցենտրիֆուգի հավաքումը` տեղադրելով երկու գրիչներ (օրինակ` մատիտներ կամ նմանատիպ ամուր փայտաձև գործիքներ) պարանի յուրաքանչյուր ծայրին օղակի ներսում (Նկար 1):
CentREUSE-ի օգտագործման ցուցումները նման են ավանդական մանող խաղալիքների հրահանգներին:Պտտումը սկսվում է յուրաքանչյուր ձեռքում բռնակ պահելով:Լարերի թեթևակի թուլացումը հանգեցնում է նրան, որ սկավառակը շարժվում է առաջ կամ հետ, ինչի հետևանքով սկավառակը պտտվում է համապատասխանաբար առաջ կամ հետ:Դա արվում է մի քանի անգամ դանդաղ, վերահսկվող եղանակով, որպեսզի լարերը ոլորվեն:Այնուհետև դադարեցրեք շարժումը:Երբ լարերը սկսում են արձակվել, բռնակը ուժգնորեն քաշվում է այնքան, մինչև թելերը ձգվեն, ինչի հետևանքով սկավառակը պտտվում է:Հենց որ թելը ամբողջությամբ արձակվի և սկսի ետ պտտվել, բռնակը պետք է դանդաղ թուլացվի:Երբ պարանը նորից սկսում է արձակվել, կիրառեք շարժումների նույն շարքը, որպեսզի սարքը շարունակի պտտվել (տեսանյութ S1):
Կախոցի նստվածքը ցենտրիֆուգման միջոցով պահանջող կիրառությունների դեպքում սարքը շարունակաբար պտտվում էր մինչև բավարար հատիկավորում ստանալը (Լրացուցիչ նկար S3a,b):Կոմպլեքս մասնիկներ կձևավորվեն ներարկիչի տակառի մխոցային ծայրում, և վերին նյութը կկենտրոնանա դեպի ներարկիչի ծայրը:Այնուհետև վերին նյութը ցամաքեցվեց՝ հեռացնելով տակառի եզրը ծածկող ժապավենը և ներմուծելով երկրորդ մխոցը, որը դանդաղորեն մղում է բնական մխոցը դեպի ներարկիչի ծայրը, կանգ առնելով, երբ այն հասավ բաղադրյալ նստվածքին (Լրացուցիչ նկար S3c,d):
Պտտման արագությունը որոշելու համար CentREUSE սարքը, որը հագեցած է ջրով լցված երկու 1,0 մլ ներարկիչներով, տեսագրվել է բարձր արագությամբ տեսախցիկով (վայրկյանում 240 կադր) 1 րոպե տատանման կայուն վիճակի հասնելուց հետո:Պտտվող սկավառակի եզրին մոտ գտնվող նշիչները ձեռքով հետագծվել են՝ օգտագործելով ձայնագրությունների շրջանակ առ կադր վերլուծություն՝ րոպեում պտույտների քանակը (rpm) որոշելու համար (Նկարներ 2ա-դ):Կրկնել n = 10 փորձ:Հարաբերական կենտրոնախույս ուժը (RCF) ներարկիչի տակառի միջնակետում այնուհետև հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.
Պտտման արագության քանակականացում CentREUSE-ով:(A–D) Հերթական ներկայացուցչական պատկերներ, որոնք ցույց են տալիս սարքի պտույտը ավարտելու ժամանակը (րոպե: վայրկյան, միլիվայրկյան):Սլաքները ցույց են տալիս հետքի մարկերներ:(E) RPM քանակականացում CentREUSE-ի միջոցով:Գծերը ներկայացնում են միջին (կարմիր) ± ստանդարտ շեղումը (սև):Միավորները ներկայացնում են անհատական ​​1 րոպեանոց փորձարկումներ (n = 10):
1.0 մլ ներարկիչ, որը պարունակում է TA ներարկման կասեցում (40 մգ/մլ, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, ԱՄՆ) ցենտրիֆուգվել է 3, 5 և 10 րոպե՝ օգտագործելով CentREUSE:Այս տեխնիկայի օգտագործմամբ նստվածքը համեմատվել է ցենտրիֆուգումից հետո 10, 20 և 50 RCF-ում, օգտագործելով A-4-62 ռոտորը 5 րոպեի ընթացքում Eppendorf 5810R նստարանային ցենտրիֆուգի վրա (Համբուրգ, Գերմանիա):Տեղումների քանակը համեմատվել է նաև 0-ից մինչև 720 րոպե տարբեր կետերում ինքնահոսից կախված տեղումների միջոցով ստացված տեղումների քանակի հետ:Յուրաքանչյուր պրոցեդուրաների համար կատարվել է ընդհանուր n = 9 անկախ կրկնություն:
Բոլոր վիճակագրական վերլուծությունները կատարվել են Prism 9.0 ծրագրաշարի միջոցով (GraphPad, Սան Դիեգո, ԱՄՆ):Արժեքները ներկայացված են որպես միջին ± ստանդարտ շեղում (SD), եթե այլ բան նշված չէ:Խմբի միջինները համեմատվել են՝ օգտագործելով երկու պոչ Welch-ով ուղղված t-թեստ:Ալֆան սահմանվում է որպես 0.05:Ձգողականությունից կախված նստեցման համար տեղադրվել է միաֆազ էքսպոնենցիալ քայքայման մոդել՝ օգտագործելով նվազագույն քառակուսիների ռեգրեսիա՝ վերաբերելով կրկնվող y արժեքները տվյալ x արժեքի համար որպես մեկ կետ:
որտեղ x ժամանակը րոպեներով է:y – նստվածքի ծավալը.y0-ը y-ի արժեքն է, երբ x-ը զրո է:Բարձրավանդակը y արժեքն է անսահման րոպեների համար:K-ն արագության հաստատուն է՝ արտահայտված րոպեների փոխադարձությամբ:
CentREUSE սարքը ցուցադրել է հուսալի, կառավարվող ոչ գծային տատանումներ՝ օգտագործելով երկու ստանդարտ 1,0 մլ ներարկիչներ՝ յուրաքանչյուրը 1,0 մլ ջրով լցված (տեսանյութ S1):n = 10 փորձարկումներում (յուրաքանչյուրը 1 րոպե) CentREUSE-ն ուներ միջին պտտման արագություն 359,4 rpm ± 21,63 (միջակայք = 337-398), որի արդյունքում ստացվեց 10,5 RCF ± 1, 3 հաշվարկված միջին կենտրոնախույս ուժ (միջակայք = 9,2–12): ).(Նկար 2ա-ե):
Գնահատվել և համեմատվել են CentREUSE ցենտրիֆուգացման հետ 1,0 մլ ներարկիչներում TA-ի կախոցները գնդիկավորելու մի քանի մեթոդներ:12 ժամ ձգողականությունից կախված նստվածքից հետո նստվածքի ծավալը հասել է 0,38 մլ ± 0,03 (Լրացուցիչ նկ. S4a,b):Ձգողականությունից կախված TA նստվածքը համահունչ է միաֆազ էքսպոնենցիալ քայքայման մոդելին (ուղղված է R2 = 0,8582-ով), որի արդյունքում ստացվում է 0,3804 մլ գնահատված սարահարթ (95% վստահության միջակայք՝ 0,3578-ից 0,4025) (Լրացուցիչ նկար S4c):CentREUSE-ը 3 րոպեում արտադրել է 0,41 մլ ± 0,04 նստվածքի միջին ծավալ, որը նման է 0,38 մլ ± 0,03 միջին արժեքին, որը դիտվել է 12 ժամվա ընթացքում ծանրությունից կախված նստվածքի համար (p = 0,14) (նկ. 3a, d, h) .CentREUSE-ը 5 րոպեում տվել է զգալիորեն ավելի կոմպակտ ծավալ՝ 0,31 մլ ± 0,02՝ համեմատած 0,38 մլ ± 0,03 միջինի՝ 0,38 մլ ± 0,03-ի համեմատ, որը դիտվել է 12 ժամում ծանրության վրա հիմնված նստվածքի դեպքում (p = 0,0001) (նկ. 3b, d, h):
CentREUSE ցենտրիֆուգմամբ ձեռք բերված TA գնդիկի խտության համեմատությունը ինքնահոս նստվածքով և ստանդարտ արդյունաբերական ցենտրիֆուգման (A–C):CentREUSE-ի օգտագործումից 3 րոպե (A), 5 րոպե (B) և 10 րոպե (C) 1,0 մլ ներարկիչներում նստվածքային TA կասեցումների ներկայացուցչական պատկերներ:(D) 12 ժամ գրավիտացիոն նստվածքից հետո կուտակված TA-ի ներկայացուցչական պատկերներ:(EG) Նստեցված TA-ի ներկայացուցչական պատկերներ ստանդարտ առևտրային ցենտրիֆուգումից հետո 10 RCF (E), 20 RCF (F) և 50 RCF (G) 5 րոպեի ընթացքում:(H) Նստվածքի ծավալը քանակականացվել է CentREUSE-ի միջոցով (3, 5 և 10 րոպե), ինքնահոս նստվածքով (12 ժամ) և ստանդարտ արդյունաբերական ցենտրիֆուգում 5 րոպեում (10, 20 և 50 RCF):Գծերը ներկայացնում են միջին (կարմիր) ± ստանդարտ շեղումը (սև):Կետերը ներկայացնում են անկախ կրկնություններ (n = 9 յուրաքանչյուր պայմանի համար):
CentREUSE-ը 5 րոպե հետո արտադրել է 0,31 մլ ± 0,02 միջին ծավալ, որը նման է 0,32 մլ ± 0,03 միջին ծավալին, որը դիտվել է ստանդարտ առևտրային ցենտրիֆուգում 10 RCF 5 րոպեի ընթացքում (p = 0,20) և միջին ծավալից մի փոքր ցածր։ ստացված 20 RCF-ով դիտվել է 0,28 մլ ± 0,03 5 րոպեի ընթացքում (p = 0,03) (նկ. 3b, e, f, h):CentREUSE-ը 10 րոպեի ընթացքում արտադրեց 0,20 մլ ± 0,02 միջին ծավալ, որը նույնքան կոմպակտ էր (p = 0,15) համեմատած 0,19 մլ ± 0,01 միջին ծավալի հետ 5 րոպեում, որը դիտվում էր առևտրային ցենտրիֆուգով 50 RCF-ում (նկ. 3c, գ, ը):.
Այստեղ մենք նկարագրում ենք սովորական բուժական թափոններից պատրաստված ծայրահեղ ցածր գնով, շարժական, մարդու կողմից աշխատող, թղթի վրա հիմնված ցենտրիֆուգի նախագծումը, հավաքումը և փորձնական ստուգումը:Դիզայնը հիմնականում հիմնված է թղթի վրա հիմնված ցենտրիֆուգի վրա (որը կոչվում է «թղթե ֆուգա»), որը ներկայացվել է Prakash խմբի կողմից 2017 թվականին ախտորոշիչ կիրառությունների համար:Հաշվի առնելով, որ ցենտրիֆուգումը պատմականորեն պահանջում է թանկարժեք, մեծածավալ և էլեկտրականությունից կախված առևտրային սարքավորումների օգտագործում, Prakash-ի ցենտրիֆուգը էլեգանտ լուծում է տալիս ռեսուրսներով սահմանափակ պարամետրերով ցենտրիֆուգման անապահով հասանելիության խնդրին2,4:Այդ ժամանակից ի վեր, թղթախաղը գործնական օգտակարություն է ցուցաբերել մի քանի ցածր ծավալի ախտորոշման կիրառություններում, ինչպիսիք են խտության վրա հիմնված արյան մասնատումը մալարիայի հայտնաբերման համար:Այնուամենայնիվ, մեր լավագույն գիտելիքների համաձայն, նմանատիպ ծայրահեղ էժան թղթի վրա հիմնված ցենտրիֆուգային սարքերը չեն օգտագործվել թերապևտիկ նպատակներով, պայմաններ, որոնք սովորաբար պահանջում են ավելի մեծ ծավալով նստվածք:
Սա նկատի ունենալով` CentREUSE-ի նպատակն է ընդլայնել թղթի ցենտրիֆուգավորման կիրառումը թերապևտիկ միջամտություններում:Դրան հաջողվեց մի քանի փոփոխություններ կատարել Prakash-ի բացահայտման դիզայնում:Հատկանշական է, որ երկու ստանդարտ 1,0 մլ ներարկիչների երկարությունը մեծացնելու համար CentREUSE-ը պարունակում է ավելի մեծ սկավառակ (շառավիղ = 123,5 մմ), քան փորձարկված ամենամեծ Prakash թղթե սրսկիչը (շառավիղ = 85 մմ):Բացի այդ, հեղուկով լցված 1,0 մլ ներարկիչի ավելորդ քաշը ապահովելու համար CentREUSE-ն ստվարաթղթի փոխարեն օգտագործում է ծալքավոր ստվարաթուղթ:Միասին այս փոփոխությունները թույլ են տալիս ավելի մեծ ծավալների ցենտրիֆուգում, քան փորձարկվել է Prakash թղթի մաքրման սարքում (այսինքն՝ երկու 1,0 մլ ներարկիչներ մազանոթներով)՝ միևնույն ժամանակ հիմնվելով նմանատիպ բաղադրիչների վրա՝ թել և թղթի վրա հիմնված նյութ:Հատկանշական է, որ մարդկային էներգիայով աշխատող մի քանի այլ էժան ցենտրիֆուգներ նկարագրվել են ախտորոշիչ նպատակներով4,5,6,7,8,9,10:Դրանք ներառում են պտտվող սարքեր, աղցան ծեծողներ, ձու ծեծողներ և ձեռքի ջահեր պտտվող սարքերի համար5, 6, 7, 8, 9: Այնուամենայնիվ, այս սարքերի մեծ մասը նախատեսված չէ մինչև 1,0 մլ ծավալներ մշակելու համար և բաղկացած է նյութերից, որոնք հաճախ ավելի թանկ են: և անհասանելի, քան թղթե ցենտրիֆուգներում օգտագործվողները2,4,5,6,7,8,9,10:.Փաստորեն, դեն նետված թղթե նյութերը հաճախ հանդիպում են ամենուր.Օրինակ, Միացյալ Նահանգներում թուղթն ու ստվարաթուղթը կազմում են քաղաքային կոշտ թափոնների ավելի քան 20%-ը, որոնք ապահովում են առատ, էժան կամ նույնիսկ անվճար աղբյուր թղթե ցենտրիֆուգներ կառուցելու համար:օրինակ՝ CentREUSE11:Նաև, համեմատած մի քանի այլ էժան լուծումների հետ, որոնք հրապարակված են, CentREUSE-ը չի պահանջում մասնագիտացված սարքավորումներ (օրինակ՝ 3D տպագրության սարքավորում և ծրագրակազմ, լազերային կտրող սարքավորում և ծրագրակազմ և այլն) ստեղծելու համար, ինչը սարքավորումն ավելի ինտենսիվ է դարձնում ռեսուրսները:.Այս մարդիկ գտնվում են 4, 8, 9, 10 միջավայրում:
Որպես թերապևտիկ նպատակներով մեր թղթե ցենտրիֆուգի գործնական օգտակարության ապացույց՝ մենք ցույց ենք տալիս տրիամցինոլոնի կասեցման արագ և հուսալի նստեցումը ացետոնի մեջ (TA) ապակենման բոլուսի ներարկման համար. , 3.CentREUSE-ով 3 րոպե հետո նստեցման արդյունքները համեմատելի էին ծանրության միջնորդությամբ 12 ժամվա նստեցման արդյունքների հետ:Բացի այդ, CentREUSE-ի արդյունքները 5 և 10 րոպե ցենտրիֆուգումից հետո գերազանցել են արդյունքները, որոնք ձեռք կբերվեն գրավիտացիայի միջոցով և նման են արդյունաբերական ցենտրիֆուգումից հետո 5 րոպե համապատասխանաբար 10 և 50 RCF ջերմաստիճանում:Հատկանշական է, որ մեր փորձից ելնելով, CentREUSE-ն արտադրում է ավելի սուր և հարթ նստվածք-մակերեսային միջերես, քան փորձարկված այլ մեթոդները.սա ցանկալի է, քանի որ այն թույլ է տալիս ավելի ճշգրիտ գնահատել ընդունվող դեղամիջոցի չափաբաժինը, և ավելի հեշտ է հեռացնել վերին նյութը մասնիկների ծավալի նվազագույն կորստով:
Այս հավելվածի ընտրությունը որպես հայեցակարգի ապացույց պայմանավորված էր ռեսուրսներով սահմանափակ պարամետրերով երկարատև գործող ներվիտրային ստերոիդների հասանելիությունը բարելավելու շարունակական անհրաժեշտությամբ:Ներվիտրիալ ստերոիդները լայնորեն օգտագործվում են աչքի տարբեր հիվանդությունների բուժման համար, ներառյալ դիաբետիկ մակուլյար այտուցը, տարիքային մակուլյար դեգեներացիան, ցանցաթաղանթի անոթային խցանումը, ուվեիտը, ճառագայթային ռետինոպաթիան և կիստոզ մակուլյար այտուցը3,12:Ներվիտրիալ ընդունման համար մատչելի ստերոիդներից TA-ն մնում է աշխարհում ամենատարածվածը12:Թեև առկա են առանց TA կոնսերվանտների (PF-TA) պատրաստուկներ (օրինակ՝ Triesence [40 մգ/մլ, Alcon, Fort Worth, ԱՄՆ]), բենզիլ ալկոհոլային կոնսերվանտներով պատրաստուկներ (օրինակ՝ Kenalog-40 [40 մգ/մլ, Bristol-)։ Myers Squibb, Նյու Յորք, ԱՄՆ]) մնում է ամենատարածվածը3,12:Հարկ է նշել, որ դեղերի վերջին խումբը հաստատված է ԱՄՆ Սննդամթերքի և դեղերի վարչության (FDA) կողմից միայն միջմկանային և ներհոդային օգտագործման համար, ուստի ներակնային ընդունումը համարվում է չգրանցված 3, 12:Չնայած ներվիտրային TA-ի ներարկային չափաբաժինը տատանվում է ըստ ցուցումների և տեխնիկայի, ամենից հաճախ հաղորդվող դոզան 4,0 մգ է (այսինքն ներարկման ծավալը 0,1 մլ 40 մգ/մլ լուծույթից), որը սովորաբար տալիս է բուժման տևողությունը մոտ 3 ամիս: Հետևանք 1: , 12, 13, 14, 15։
Աչքի քրոնիկ, ծանր կամ կրկնվող հիվանդությունների դեպքում ներվիտրային ստերոիդների գործողությունը երկարացնելու համար ներդրվել են մի քանի երկարատև իմպլանտացվող կամ ներարկվող ստերոիդ սարքեր, այդ թվում՝ դեքսամետազոն 0,7 մգ (Ozurdex, Allergan, Դուբլին, Իռլանդիա), Relax fluoride acetonide 0,59 մգ (Reti , Bausch and Lomb, Laval, Canada) և fluocinolone acetonide 0.19 մգ (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Այնուամենայնիվ, այս սարքերը ունեն մի քանի հնարավոր թերություններ.Միացյալ Նահանգներում յուրաքանչյուր սարք հաստատված է միայն մի քանի ցուցումների համար՝ սահմանափակելով ապահովագրական ծածկույթը:Բացի այդ, որոշ սարքեր պահանջում են վիրաբուժական իմպլանտացիա և կարող են առաջացնել եզակի բարդություններ, ինչպիսիք են սարքի տեղափոխումը դեպի առաջի խցիկ3,12:Բացի այդ, այս սարքերը հակված են լինել ավելի քիչ մատչելի և շատ ավելի թանկ, քան TA3,12;ԱՄՆ ներկայիս գներով, Kenalog-40-ն արժե մոտ $20 մեկ 1,0 մլ կասեցման համար, մինչդեռ Ozurdex, Retisert և Iluvien արտանետումները:Մուտքի արժեքը մոտ $1400 է։, համապատասխանաբար 20000 և 9200 դոլար։Այս գործոնները միասին սահմանափակում են այս սարքերի հասանելիությունը ռեսուրսներով սահմանափակ պարամետրերով մարդկանց համար:
Փորձեր են արվել երկարացնել ներվիտրիալ TA1,3,16,17-ի ազդեցությունը՝ դրա ավելի ցածր գնի, ավելի առատաձեռն փոխհատուցման և ավելի մեծ հասանելիության պատճառով:Հաշվի առնելով իր ցածր ջրի լուծելիությունը՝ TA-ն մնում է աչքում որպես պահեստ՝ թույլ տալով թմրամիջոցների աստիճանական և համեմատաբար մշտական ​​տարածում, ուստի ակնկալվում է, որ ազդեցությունն ավելի երկար կտևի ավելի մեծ պահեստներում1,3:Այդ նպատակով մշակվել են մի քանի մեթոդներ՝ TA-ի կախոցը խտացնելու համար ապակենման մարմնի մեջ ներարկումից առաջ:Թեև նկարագրված են պասիվ (այսինքն՝ ձգողականությունից կախված) նստեցման կամ միկրոֆիլտրացիայի վրա հիմնված մեթոդներ, այդ մեթոդները համեմատաբար ժամանակատար են և տալիս են փոփոխական արդյունքներ15,16,17:Ընդհակառակը, նախորդ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ՏԱ-ն կարող է արագ և հուսալիորեն կենտրոնացվել (և հետևաբար՝ երկարատև գործողությամբ) ցենտրիֆուգման օգնությամբ տեղումների միջոցով1,3:Եզրափակելով, կենտրոնախույս կենտրոնացված ՏԱ-ի հարմարավետությունը, ցածր արժեքը, տևողությունը և արդյունավետությունը այս միջամտությունը դարձնում են գրավիչ տարբերակ ռեսուրսներով սահմանափակ պայմաններում գտնվող հիվանդների համար:Այնուամենայնիվ, հուսալի ցենտրիֆուգացման հասանելիության բացակայությունը կարող է լուրջ խոչընդոտ հանդիսանալ այս միջամտության իրականացման համար.Անդրադառնալով այս խնդրին, CentREUSE-ը կարող է օգնել մեծացնել երկարաժամկետ ստերոիդային թերապիայի հասանելիությունը ռեսուրսներով սահմանափակ պայմաններում գտնվող հիվանդների համար:
Մեր ուսումնասիրության մեջ կան որոշ սահմանափակումներ, այդ թվում՝ կապված CentREUSE սարքի ֆունկցիոնալության հետ:Սարքը ոչ գծային, ոչ պահպանողական տատանվող է, որը հիմնված է մարդու ներդրման վրա և, հետևաբար, չի կարող ապահովել ճշգրիտ և մշտական ​​պտույտի արագություն օգտագործման ընթացքում.Պտտման արագությունը կախված է մի քանի փոփոխականներից, ինչպիսիք են՝ օգտագործողի ազդեցությունը սարքի սեփականության մակարդակի վրա, սարքավորումների հավաքման ժամանակ օգտագործվող հատուկ նյութերը և պտտվող միացումների որակից:Սա տարբերվում է առևտրային սարքավորումներից, որտեղ ռոտացիոն արագությունը կարող է հետևողականորեն և ճշգրիտ կիրառվել:Բացի այդ, CentREUSE-ի ձեռք բերած արագությունը կարելի է համեմատաբար համեստ համարել այլ ցենտրիֆուգային սարքերի ձեռքբերած արագության համեմատ2:Բարեբախտաբար, արագությունը (և հարակից կենտրոնախույս ուժը), որը ստեղծվել է մեր սարքի կողմից, բավարար էր մեր ուսումնասիրության մեջ մանրամասնված հայեցակարգը փորձարկելու համար (այսինքն՝ TA նստվածք):Պտտման արագությունը կարելի է մեծացնել՝ թեթևացնելով կենտրոնական սկավառակի զանգվածը 2;դրան կարելի է հասնել՝ օգտագործելով ավելի թեթև նյութ (օրինակ՝ ավելի բարակ ստվարաթուղթ), եթե այն բավականաչափ ամուր է հեղուկով լցված երկու ներարկիչներ պահելու համար:Մեր դեպքում ստանդարտ «A» բացվածքով ստվարաթուղթ (4,8 մմ հաստությամբ) օգտագործելու որոշումը միտումնավոր էր, քանի որ այս նյութը հաճախ հանդիպում է առաքման տուփերում և, հետևաբար, հեշտությամբ կարելի է գտնել որպես վերամշակվող նյութ:Պտտման արագությունը կարող է ավելացվել նաև կենտրոնական սկավառակի շառավիղը 2 նվազեցնելով:Այնուամենայնիվ, մեր հարթակի շառավիղը միտումնավոր համեմատաբար մեծ էր՝ 1,0 մլ ներարկիչ տեղավորելու համար:Եթե ​​օգտագործողը շահագրգռված է ավելի կարճ անոթների ցենտրիֆուգմամբ, շառավիղը կարող է կրճատվել՝ փոփոխություն, որը կանխատեսելիորեն հանգեցնում է պտտման ավելի բարձր արագությունների (և, հնարավոր է, ավելի բարձր կենտրոնախույս ուժերի):
Բացի այդ, մենք ուշադիր չենք գնահատել օպերատորի հոգնածության ազդեցությունը սարքավորումների ֆունկցիոնալության վրա:Հետաքրքիրն այն է, որ մեր խմբի մի քանի անդամներ կարողացել են առանց նկատելի հոգնածության 15 րոպե օգտագործել սարքը։Օպերատորի հոգնածության հնարավոր լուծումը, երբ ավելի երկար ցենտրիֆուգներ են պահանջվում, երկու կամ ավելի օգտագործողների պտտումն է (հնարավորության դեպքում):Բացի այդ, մենք քննադատաբար չենք գնահատել սարքի երկարակեցությունը, մասամբ այն պատճառով, որ սարքի բաղադրիչները (ինչպիսիք են ստվարաթուղթը և լարը) կարող են հեշտությամբ փոխարինվել մաշվածության կամ վնասվելու դեպքում քիչ գնով կամ առանց ծախսերի:Հետաքրքիրն այն է, որ մեր փորձնական թեստի ժամանակ մենք օգտագործել ենք մեկ սարք ընդհանուր առմամբ ավելի քան 200 րոպե:Այս ժամանակահատվածից հետո մաշվածության միակ նկատելի, բայց աննշան նշանը թելերի երկայնքով ծակոցն է:
Մեր ուսումնասիրության մեկ այլ սահմանափակում այն ​​է, որ մենք հատուկ չենք չափել կուտակված TA-ի զանգվածը կամ խտությունը, որը կարելի է ձեռք բերել CentREUSE սարքի և այլ մեթոդների միջոցով.փոխարենը, այս սարքի մեր փորձնական ստուգումը հիմնված էր նստվածքի խտության չափման վրա (մլ-ով):խտության անուղղակի չափում.Բացի այդ, մենք չենք փորձարկել CentREUSE-ի խտացված TA-ն հիվանդների վրա, սակայն, քանի որ մեր սարքը արտադրում էր TA գնդիկներ, որոնք նման են առևտրային ցենտրիֆուգի միջոցով արտադրվածներին, մենք ենթադրեցինք, որ CentREUSE Concentrated TA-ն նույնքան արդյունավետ և անվտանգ կլինի, որքան նախկինում օգտագործվածը:գրականության մեջ։հաղորդվում է սովորական ցենտրիֆուգային սարքերի համար1,3.Լրացուցիչ ուսումնասիրությունները, որոնք քանակականացնում են CentREUSE-ի ամրացումից հետո կառավարվող TA-ի իրական քանակը, կարող են օգնել հետագայում գնահատել մեր սարքի իրական օգտակարությունը այս հավելվածում:
Մեր տեղեկություններով՝ CentREUSE-ը՝ սարքը, որը կարող է հեշտությամբ կառուցվել մատչելի թափոններից, առաջին մարդկային էներգիայով աշխատող, շարժական, ծայրահեղ էժան թղթի ցենտրիֆուգն է, որն օգտագործվում է թերապևտիկ պայմաններում:Ի հավելումն համեմատաբար մեծ ծավալներ ցենտրիֆուգելու հնարավորության, CentREUSE-ը չի պահանջում մասնագիտացված նյութերի և շինարարական գործիքների օգտագործում՝ համեմատած հրատարակված էժան ցենտրիֆուգների հետ:CentREUSE-ի ցուցադրված արդյունավետությունը TA-ի արագ և հուսալի տեղումների դեպքում կարող է օգնել բարելավելու երկարաժամկետ ներվիտրական ստերոիդների հասանելիությունը մարդկանց մոտ ռեսուրսներով սահմանափակ միջավայրերում, ինչը կարող է օգնել բուժել մի շարք ակնաբուժական պայմաններ:Բացի այդ, մարդկային էներգիայով աշխատող մեր շարժական ցենտրիֆուգների առավելությունները կանխատեսելիորեն տարածվում են ռեսուրսներով հարուստ վայրերի վրա, ինչպիսիք են զարգացած երկրներում երրորդ և չորրորդական առողջության խոշոր կենտրոնները:Այս պայմաններում ցենտրիֆուգիչ սարքերի առկայությունը կարող է շարունակվել սահմանափակվել միայն կլինիկական և հետազոտական ​​լաբորատորիաներով՝ ներարկիչները մարդու մարմնի հեղուկներով, կենդանական ծագման արտադրանքներով և այլ վտանգավոր նյութերով աղտոտելու վտանգով:Բացի այդ, այդ լաբորատորիաները հաճախ գտնվում են հիվանդների խնամքի կետից հեռու:Սա, իր հերթին, կարող է լոգիստիկ խոչընդոտ հանդիսանալ առողջապահական ծառայություններ մատուցողների համար, ովքեր ցենտրիֆուգման արագ հասանելիության կարիք ունեն.CentREUSE-ի տեղակայումը կարող է ծառայել որպես կարճաժամկետ թերապևտիկ միջամտությունների պատրաստման գործնական միջոց՝ առանց հիվանդի խնամքը լրջորեն խաթարելու:
Հետևաբար, բոլորի համար հեշտացնելու համար պատրաստվել բուժական միջամտություններին, որոնք պահանջում են ցենտրիֆուգում, CentREUSE-ի ստեղծման ձևանմուշը և հրահանգները ներառված են այս բաց կոդով հրապարակման մեջ՝ Լրացուցիչ տեղեկություններ բաժնում:Մենք խրախուսում ենք ընթերցողներին վերանախագծել CentREUSE-ն ըստ անհրաժեշտության:
Այս ուսումնասիրության արդյունքներին աջակցող տվյալները հասանելի են համապատասխան SM հեղինակից ողջամիտ պահանջով:
Ober, MD and Valizhan, S. Triamcinolone acetone-ի գործողության տեւողությունը ապակենման մարմնում ցենտրիֆուգման կոնցենտրացիայի ժամանակ:Retina 33, 867–872 (2013):
Բհամլա, MS և այլն:Ձեռքով ծայրահեղ էժան ցենտրիֆուգ թղթի համար:Ազգային կենսաբժշկական գիտություն.նախագիծը։1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017 թ.):
Մալինովսկի Ս.Մ. և Վասերման Ջ.Ա. Կենտրոնախույս տրիամցինոլոն ացետոնիդի ներվիտրային կախույթի կենտրոնախույս կոնցենտրացիան. ստերոիդների երկարատև ընդունման էժան, պարզ և իրագործելի այլընտրանք:J. Vitrain.դիսս.5. 15–31 (2021).
Հակ, ես կսպասեմ:Բաց կոդով էժան ցենտրիֆուգային ադապտեր՝ արյան մեծ կլինիկական նմուշները բաժանելու համար:PLOS One.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022):
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS և Whitesides GM The Whisk-ը նման է ցենտրիֆուգի՝ բաժանում է մարդու պլազման ամբողջական արյունից ռեսուրսներով սահմանափակ պայմաններում:լաբորատորիա։չիպ.8, 2032–2037 (2008):
Brown, J. et al.Ձեռքով, շարժական, էժան ցենտրիֆուգ՝ սակավարյունության ախտորոշման համար ռեսուրսներով սահմանափակ պայմաններում:Այո՛։Ջ.Տրոպ.դեղ։խոնավություն.85, 327–332 (2011):
Լյու, Կ.-Հ.սպասիր.Պլազման առանձնացվել է մանողի միջոցով:անուս.Քիմիական։91, 1247–1253 (2019):
Michael, I. et al.Spinner միզուղիների վարակների ակնթարթային ախտորոշման համար:Ազգային կենսաբժշկական գիտություն.նախագիծը։4, 591–600 (2020):
Lee, E., Larson, A., Kotari, A., and Prakash, M. Handyfuge-LAMP. Էժան ցենտրիֆուգում՝ առանց էլեկտրոլիտների, թքի մեջ SARS-CoV-2-ի իզոթերմային հայտնաբերման համար:https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020 թ.):
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH, and Choi, J. Mag-spinner. Հարմարավետ, մատչելի, պարզ և շարժական (FAST) մագնիսական բաժանման համակարգերի հաջորդ սերունդը:Nano Advances 4, 792–800 (2022):
ԱՄՆ շրջակա միջավայրի պաշտպանության գործակալություն.Նյութերի կայուն կառավարման առաջխաղացում. 2018 թվականի փաստաթերթ, որը գնահատում է Միացյալ Նահանգներում նյութերի արտադրության և կառավարման միտումները:(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. and Lanzetta, P. Ստերոիդներ ցանցաթաղանթի հիվանդությունների ներվիտրային բուժման համար:գիտությունը։Journal Mir 2014, 1–14 (2014):
Գարեջուր, կեսօրվա թեյ և այլն: Տրիամցինոլոն ացետոնիդի ներակնային կոնցենտրացիաները և ֆարմակոկինետիկան մեկ ներվիտրիալ ներարկումից հետո:Ophthalmology 110, 681–686 (2003):
Audren, F. et al.Դիաբետիկ մակուլյար այտուց ունեցող հիվանդների մոտ տրիամցինոլոն ացետոնիդի ազդեցության ֆարմակոկինետիկ-ֆարմակոդինամիկ մոդելը կենտրոնական մակուլայի հաստության վրա:ներդրումներ կատարել.ակնաբուժություն.տեսանելի.գիտությունը։45, 3435–3441 (2004):
Ober, MD et al.Տրիամցինոլոնի ացետոնի իրական չափաբաժինը չափվել է ներվիտրային ներարկման սովորական մեթոդով:Այո՛։J. Ophthalmol.142, 597–600 (2006):
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS and Oh, JH Concentrated triamcinolone acetonide մեթոդ ներվիտրային ներարկման համար:Retina 25, 1107–1108 (2005):
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Ներարկման համար ավանդադրված տրիամցինոլոնի քանակական վերլուծություն:Retina 27, 1255–1259 (2007):
SM-ին մասամբ աջակցում է նվերը Mukai Foundation-ին, Մասաչուսեթսի աչքի և ականջի հիվանդանոցին, Բոստոն, Մասաչուսեթս, ԱՄՆ:
Ակնաբուժության բաժանմունք, Հարվարդի բժշկական դպրոց, Մասաչուսեթսի աչք և ականջ, 243 Չարլզ փողոց, Բոստոն, Մասաչուսեթս, 02114, ԱՄՆ