Köszönjük, hogy meglátogatta a Nature.com oldalt.Olyan böngészőverziót használ, amely korlátozott CSS-támogatással rendelkezik.A legjobb élmény érdekében javasoljuk, hogy használjon frissített böngészőt (vagy tiltsa le a kompatibilitási módot az Internet Explorerben).Ezenkívül a folyamatos támogatás érdekében stílusok és JavaScript nélkül jelenítjük meg az oldalt.
Diánként három cikket mutató csúszkák.Használja a vissza és a következő gombokat a diák közötti mozgáshoz, vagy a végén lévő diavezérlő gombokat az egyes diák közötti mozgáshoz.
A megbízható orvosi centrifugáláshoz történelmileg drága, terjedelmes és elektromosságtól függő kereskedelmi berendezések használatára volt szükség, amelyek gyakran nem állnak rendelkezésre korlátozott erőforrások mellett.Bár számos hordozható, olcsó, nem motorizált centrifugát leírtak, ezeket a megoldásokat elsősorban a viszonylag kis mennyiségű ülepítést igénylő diagnosztikai alkalmazásokhoz szánják.Ezen túlmenően ezeknek az eszközöknek a kialakítása gyakran olyan speciális anyagok és szerszámok használatát teszi szükségessé, amelyek általában nem állnak rendelkezésre a kiszolgáltatott területeken.Itt ismertetjük a CentREUSE tervezését, összeszerelését és kísérleti validálását. Ez egy rendkívül alacsony költségű, ember által működtetett, hordozható hulladékalapú centrifuga terápiás alkalmazásokhoz.A CentREUSE átlagos centrifugális ereje 10,5 relatív centrifugális erő (RCF) ± 1,3.A triamcinolon 1,0 ml-es üveges szuszpenziójának ülepedése 3 perces CentREUSE-ban végzett centrifugálás után hasonló volt a 12 órás gravitációs közvetített ülepítés utánihoz (0,41 ml ± 0,04 vs 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Az üledék megvastagodása 5 és 10 perces CentREUSE centrifugálás után, összehasonlítva a 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) és 50 RCF (0,20 ml) 5 perces centrifugálással, kereskedelmi forgalomban kapható berendezésekkel. 0,02 vs. 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).A CentREUSE sablonjait és építési utasításait ez a nyílt forráskódú bejegyzés tartalmazza.
A centrifugálás számos diagnosztikai teszt és terápiás beavatkozás fontos lépése1,2,3,4.A megfelelő centrifugálás eléréséhez azonban történelmileg drága, terjedelmes és elektromosságtól függő kereskedelmi berendezések használatára volt szükség, amelyek gyakran nem állnak rendelkezésre korlátozott erőforrások mellett2,4.2017-ben a Prakash csoportja bevezetett egy kis papíralapú kézi centrifugát (az úgynevezett „papírpuffer”), amelyet előre gyártott anyagokból készítettek 0,20 dollár ($)2 áron.Azóta a papírfúgát erőforrás-korlátozott környezetben alkalmazzák kis volumenű diagnosztikai alkalmazásokhoz (pl. a vérkomponensek sűrűség alapú szétválasztása kapilláriscsövekben a malária paraziták kimutatása érdekében), ezzel demonstrálva egy szuperolcsó hordozható, emberi erővel működő műszert.centrifuga 2.Azóta számos más kompakt, olcsó, nem motoros centrifugáló berendezést írtak le4,5,6,7,8,9,10.Ezeknek az oldatoknak a többségét azonban, a papírfüstökhöz hasonlóan, diagnosztikai célokra szánják, amelyek viszonylag kis ülepítési térfogatot igényelnek, ezért nem használhatók nagy minták centrifugálására.Ezen túlmenően ezeknek a megoldásoknak az összeszerelése gyakran speciális anyagok és szerszámok használatát igényli, amelyek gyakran nem állnak rendelkezésre az alulszolgált területeken4,5,6,7,8,9,10.
Itt leírjuk a hagyományos papírfúga-hulladékból épített centrifuga (az úgynevezett CentREUSE) tervezését, összeszerelését és kísérleti validálását olyan terápiás alkalmazásokhoz, amelyek általában nagy ülepítési térfogatot igényelnek.1., 3. eset A koncepció bizonyításaként valódi szemészeti beavatkozással teszteltük az eszközt: triamcinolon acetonos (TA) szuszpenziójának kicsapását, majd a szem üvegtestébe történő bolus gyógyszer befecskendezéséhez.Bár a TA-koncentráció céljára történő centrifugálás elismert alacsony költségű beavatkozás különféle szembetegségek hosszú távú kezelésére, a kereskedelemben kapható centrifugák szükségessége a gyógyszerformálás során komoly akadálya ennek a terápiának korlátozott erőforrások mellett történő alkalmazásának1,2, 3.összehasonlítva a hagyományos kereskedelmi centrifugákkal kapott eredményekkel.A CentREUSE felépítéséhez szükséges sablonok és utasítások megtalálhatók ebben a nyílt forráskódú bejegyzésben, a „További információ” részben.
A CentREUSE szinte teljesen ócskavasból építhető.A félkör alakú sablon mindkét példányát (S1 kiegészítő ábra) szabványos amerikai levélpapírra (215,9 mm × 279,4 mm) nyomtatták.A mellékelt két félkör alakú sablon a CentREUSE készülék három fő tervezési jellemzőjét határozza meg, beleértve (1) a 247 mm-es forgótárcsa külső peremét, (2) egy 1,0 ml-es fecskendő befogadására tervezték (sapkával és amputált dugattyúval).hornyok a száron) és (3) két jelölés, amelyek jelzik, hol kell lyukakat lyukasztani, hogy a kötél áthaladhasson a korongon.
Ragassza fel (pl. univerzális ragasztóval vagy szalaggal) a sablont a hullámkartonra (minimális méret: 247 mm × 247 mm) (S2a kiegészítő ábra).Ebben a vizsgálatban szabványos „A” hullámkartont (4,8 mm vastag) használtunk, de hasonló vastagságú hullámkartont is lehetett használni, mint például a kiselejtezett szállítódobozokból származó hullámkartont.Egy éles szerszámmal (például pengével vagy ollóval) vágja le a kartont a külső tárcsa széle mentén, a sablonon körvonalazva (S2b kiegészítő ábra).Ezután egy keskeny, éles szerszámmal (például golyóstoll hegyével) hozzon létre két teljes vastagságú perforációt 8,5 mm sugarú a sablonon lévő jeleknek megfelelően (S2c kiegészítő ábra).Ezután két nyílást vágunk ki az 1,0 ml-es fecskendők számára a sablonból és az alatta lévő felületi kartonrétegből egy hegyes eszköz, például borotvapenge segítségével;ügyelni kell arra, hogy ne sértse meg az alatta lévő hullámos réteget vagy a fennmaradó felületi réteget (S2d kiegészítő ábra, e) .Ezután fűzzen át egy zsinórt (pl. 3 mm-es főzőpamutzsinórt vagy hasonló vastagságú és rugalmasságú fonalat) a két lyukon, és kössön egy hurkot egy körülbelül 30 cm hosszú korong mindkét oldalára (S2f kiegészítő ábra).
Töltsön meg két 1,0 ml-es fecskendőt körülbelül azonos térfogattal (pl. 1,0 ml TA szuszpenzióval), és fedje le.Ezután a fecskendő dugattyúrúdját levágták a henger peremének szintjén (S2g kiegészítő ábra, h).A hengerkarimát ezután szalagréteggel vonják be, hogy megakadályozzák a csonka dugattyú kilökődését a berendezés használata közben.Ezután minden 1,0 ml-es fecskendőt a fecskendő üregébe helyeztünk úgy, hogy a kupak a lemez közepe felé nézzen (S2i kiegészítő ábra).Ezután minden fecskendőt legalább a lemezhez ragasztószalaggal rögzítettek (S2j kiegészítő ábra).Végül fejezze be a centrifuga összeszerelését úgy, hogy két tollat ​​(például ceruzát vagy hasonló, masszív pálcika alakú szerszámot) helyez a hurkon belüli zsinór mindkét végére (1. ábra).
A CentREUSE használati útmutatója hasonló a hagyományos pörgő játékokhoz.A forgatás úgy kezdődik, hogy mindkét kezében egy fogantyút tartunk.A húrok enyhe lazasága miatt a lemez előre vagy hátra billeg, aminek következtében a lemez előre vagy hátra forog.Ezt többször is meg kell tenni lassan, ellenőrzött módon, hogy a húrok felkunkorodjanak.Ezután állítsa le a mozgást.Amikor a húrok elkezdenek letekeredni, a fogantyút erősen meghúzzák, amíg a húrok megfeszülnek, amitől a lemez megpördül.Amint a húr teljesen letekercselődik és elkezd visszatekerni, a fogantyút lassan el kell lazítani.Amikor a kötél ismét letekerődik, hajtsa végre ugyanazt a mozdulatsort, hogy az eszköz forogjon (S1 videó).
A szuszpenzió centrifugálással történő ülepítését igénylő alkalmazásoknál az eszközt folyamatosan forgatták, amíg a kielégítő granulálást el nem érték (S3a, b kiegészítő ábra).A fecskendő hengerének dugattyújának végén összetett részecskék képződnek, és a felülúszó a fecskendő hegye felé koncentrálódik.A felülúszót ezután leeresztettük a henger peremét borító szalag eltávolításával, és egy második dugattyú bevezetésével, hogy a natív dugattyút lassan a fecskendő hegye felé tolja, megállva, amikor elérte az összetett üledéket (S3c, d kiegészítő ábra).
A forgási sebesség meghatározásához a két 1,0 ml-es vízzel töltött fecskendővel felszerelt CentREUSE készüléket nagy sebességű (240 képkocka/másodperc) videokamerával rögzítettük 1 percig, miután az oszcilláció állandósult állapotba került.A forgó korong széle közelében lévő markereket manuálisan követtük a felvételek képkockánkénti elemzésével, hogy meghatározzuk a percenkénti fordulatszámot (rpm) (2a-d ábrák).Ismételje meg az n = 10 kísérletet.A relatív centrifugális erőt (RCF) a fecskendő hengerének felezőpontjában a következő képlettel kell kiszámítani:
Forgási sebesség számszerűsítése CentREUSE segítségével.(A–D) Soros reprezentatív képek, amelyek az eszköz elforgatásához szükséges időt mutatják (perc: másodperc. ezredmásodperc).A nyilak nyomjelzőket jeleznek.(E) RPM számszerűsítés CentREUSE segítségével.A vonalak az átlagot (piros) ± szórást (fekete) jelölik.A pontszámok egyéni 1 perces kísérleteket jelentenek (n = 10).
Egy TA szuszpenziós injekciót (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA) tartalmazó 1,0 ml-es fecskendőt 3, 5 és 10 percig CentREUSE segítségével centrifugáltunk.Az ezzel a technikával végzett ülepítést összehasonlították azzal, amit 10, 20 és 50 RCF-en végzett centrifugálás után értek el, A-4-62 rotorral 5 percig Eppendorf 5810R asztali centrifugán (Hamburg, Németország).A csapadék mennyiségét összehasonlítottuk a gravitációtól függő csapadékkal, különböző időpontokban, 0 és 720 perc között.Minden eljáráshoz összesen n = 9 független ismétlést végeztünk.
Minden statisztikai elemzést Prism 9.0 szoftverrel (GraphPad, San Diego, USA) végeztünk.Az értékeket átlag ± szórás (SD) formájában adjuk meg, hacsak nincs másképp jelezve.A csoportátlagokat kétoldali Welch-korrigált t-próbával hasonlítottuk össze.Az alfa értéke 0,05.A gravitációtól függő süllyedéshez egy egyfázisú exponenciális lecsengési modellt illesztettünk a legkisebb négyzetek regressziójával, amely egy adott x érték ismétlődő y értékét egyetlen pontként kezeli.
ahol x az idő percben.y – üledéktérfogat.y0 az y értéke, ha x nulla.A plató az y értéke végtelen percekre.K a sebességi állandó, percek reciprokaként kifejezve.
A CentREUSE készülék megbízható, szabályozott nemlineáris oszcillációt mutatott két szabványos, 1,0 ml-es, egyenként 1,0 ml vízzel töltött fecskendővel (S1 videó).Az n = 10 kísérletben (mindegyik 1 perc) a CentREUSE átlagos forgási sebessége 359,4 rpm ± 21,63 (tartomány = 337-398), így a számított átlagos centrifugális erő 10,5 RCF ± 1, 3 (tartomány = 9,2-12,8). ).(2a-e ábra).
Számos módszert értékeltek a TA szuszpenziók 1,0 ml-es fecskendőben történő pelletizálására, és összehasonlították a CentREUSE centrifugálással.12 órás gravitációfüggő ülepedés után az üledék térfogata elérte a 0,38 ml ± 0,03 értéket (S4a, b kiegészítő ábra).A gravitációtól függő TA-lerakódás összhangban van az egyfázisú exponenciális bomlási modellel (R2 = 0,8582-vel korrigálva), ami 0,3804 ml-es becsült platót eredményez (95%-os konfidencia intervallum: 0,3578-0,4025) (S4c kiegészítő ábra).A CentREUSE átlagosan 0,41 ml ± 0,04 üledéktérfogatot produkált 3 perc alatt, ami hasonló volt a 12 órán belüli gravitációs függő ülepedésnél megfigyelt 0,38 ml ± 0,03 átlaghoz (p = 0,14) (3a, d, h ábra) .A CentREUSE szignifikánsan kompaktabb, 0,31 ml ± 0,02 térfogatot adott 5 percnél, mint a gravitációs alapú ülepítésnél 12 órán belül megfigyelt 0,38 ml ± 0,03 átlag (p = 0,0001) (3b, d, h ábra).
A CentREUSE centrifugálással gravitációs ülepítéssel elért TA pellet sűrűségének összehasonlítása a standard ipari centrifugálással (A–C).Reprezentatív képek a kicsapódott TA szuszpenziókról 1,0 ml-es fecskendőben 3 perc (A), 5 perc (B) és 10 perc (C) CentREUSE használat után.(D) A lerakódott TA reprezentatív képei 12 órás gravitációs ülepedés után.(EG) Reprezentatív képek a kicsapott TA-ról standard kereskedelmi centrifugálás után 10 RCF (E), 20 RCF (F) és 50 RCF (G) 5 percig.(H) Az üledék mennyiségét CentREUSE (3, 5 és 10 perc), gravitáció által közvetített ülepítés (12 óra) és standard ipari centrifugálás segítségével 5 perccel (10, 20 és 50 RCF) határoztuk meg.A vonalak az átlagot (piros) ± szórást (fekete) jelölik.A pontok független ismétlődéseket jelentenek (n = 9 minden feltételhez).
A CentREUSE 5 perc elteltével 0,31 ml ± 0,02 átlagos térfogatot produkált, ami hasonló a szokásos kereskedelmi centrifugában 10 RCF-en 5 percig megfigyelt 0,32 ml ± 0,03 átlaghoz (p = 0,20), és valamivel alacsonyabb az átlagos térfogatnál. 20 RCF-el kapott 0,28 ml ± 0,03-nál 5 percig (p = 0,03) figyeltük meg (3b, e, f, h ábra).A CentREUSE 0,20 ml ± 0,02 átlagos térfogatot produkált 10 perc alatt, ami ugyanolyan kompakt volt (p = 0,15), összehasonlítva a 0,19 ml ± 0,01 átlagos térfogattal 5 perc alatt, amelyet egy kereskedelmi centrifugával 50 RCF-en figyeltek meg (3c. ábra, g, h)..
Itt egy hagyományos terápiás hulladékból készült, rendkívül alacsony költségű, hordozható, ember által működtetett, papír alapú centrifuga tervezését, összeszerelését és kísérleti ellenőrzését ismertetjük.A tervezés nagyrészt a Prakash csoportja által 2017-ben diagnosztikai alkalmazásokhoz bevezetett papíralapú centrifugán (a továbbiakban: „papír fúga”) alapul.Tekintettel arra, hogy a centrifugáláshoz történelmileg drága, terjedelmes és elektromosan függő kereskedelmi berendezések használatára volt szükség, a Prakash centrifugája elegáns megoldást kínál a centrifugáláshoz való bizonytalan hozzáférés problémájára korlátozott erőforrások mellett2,4.Azóta a paperfuge gyakorlati hasznát mutatta számos kis volumenű diagnosztikai alkalmazásban, például a sűrűség alapú vérfrakcionálásban a malária kimutatására.Jelenlegi ismereteink szerint azonban hasonló, ultraolcsó papíralapú centrifugakészülékeket terápiás célokra nem alkalmaztak, jellemzően nagyobb térfogatú ülepítést igénylő állapotok.
Ezt szem előtt tartva a CentREUSE célja a papírcentrifugálás alkalmazásának kiterjesztése a terápiás beavatkozásokban.Ezt úgy érték el, hogy a Prakash feltárásán több változtatást eszközöltek.Két szabványos 1,0 ml-es fecskendő hosszának növelése érdekében a CentREUSE nagyobb lemezt tartalmaz (sugár = 123,5 mm), mint a legnagyobb tesztelt Prakash papírcsavaró (sugár = 85 mm).Emellett a folyadékkal töltött 1,0 ml-es fecskendő súlyának megtartása érdekében a CentREUSE kartonpapír helyett hullámkartont használ.Ezek a módosítások együttesen lehetővé teszik a Prakash papírtisztítóban teszteltnél nagyobb térfogatú centrifugálást (azaz két 1,0 ml-es kapilláris fecskendőt), miközben továbbra is hasonló összetevőkre támaszkodnak: izzószál és papír alapú anyag.Nevezetesen, számos más olcsó, emberi meghajtású centrifugát írtak le diagnosztikai célokra4,5,6,7,8,9,10.Ide tartoznak a fonók, a salátaverők, a tojáshabverők és a kézi fáklyák 5, 6, 7, 8, 9-es forgóeszközökhöz. Ezeknek az eszközöknek a többségét azonban nem 1,0 ml-es térfogatok kezelésére tervezték, és gyakran drágább anyagokból állnak. és hozzáférhetetlenek, mint a papírcentrifugákban használtak2,4,5,6,7,8,9,10..Valójában gyakran mindenhol megtalálhatók a kidobott papíranyagok;például az Egyesült Államokban a papír és a karton a települési szilárd hulladék több mint 20%-át teszi ki, bőséges, olcsó vagy akár ingyenes forrást biztosítva a papírcentrifugák építéséhez.pl CentREUSE11.Ezenkívül számos más közzétett olcsó megoldáshoz képest a CentREUSE létrehozásához nincs szükség speciális hardverre (például 3D nyomtatási hardverre és szoftverre, lézervágó hardverre és szoftverre stb.), így a hardver erőforrásigényesebb..Ezek az emberek a 4-es, 8-as, 9-es, 10-es környezetben vannak.
Papírcentrifugánk terápiás célú gyakorlati hasznosságának bizonyítékaként bemutatjuk az acetonos triamcinolon-szuszpenzió (TA) gyors és megbízható ülepedését üveges bolus injekcióhoz – ez egy bevált, olcsó beavatkozás különféle szembetegségek hosszú távú kezelésére1. ,3.Az ülepedési eredmények 3 perccel a CentREUSE-szal összehasonlítva voltak a 12 órás gravitációs közvetített ülepítéssel.Ezenkívül a CentREUSE-eredmények 5 és 10 perces centrifugálás után meghaladták a gravitáció által elért eredményeket, és hasonlóak voltak az ipari centrifugálás után 10, illetve 50 RCF-en 5 percig végzett centrifugálás után megfigyelt eredményekhez.Tapasztalataink szerint a CentREUSE élesebb és simább üledék-felülúszó felületet hoz létre, mint a többi tesztelt módszer;ez kívánatos, mivel lehetővé teszi a beadott gyógyszer dózisának pontosabb értékelését, és könnyebb a felülúszó eltávolítása a részecsketérfogat minimális vesztesége mellett.
Ezt az alkalmazást a koncepció bizonyítékaként választották az a folyamatos igény, hogy javítsák a hosszú hatású intravitreális szteroidokhoz való hozzáférést korlátozott erőforrások mellett.Az intravitrealis szteroidokat széles körben alkalmazzák különféle szembetegségek kezelésére, beleértve a diabéteszes makulaödémát, az életkorral összefüggő makuladegenerációt, a retina érelzáródását, az uveitist, a besugárzásos retinopátiát és a cisztás makulaödémát3,12.Az intravitrealis beadásra rendelkezésre álló szteroidok közül továbbra is a TA a leggyakrabban használt világszerte12.Bár kaphatók TA tartósítószert nem tartalmazó készítmények (PF-TA) (pl. Triesence [40 mg/ml, Alcon, Fort Worth, USA]), benzil-alkohol tartósítószert tartalmazó készítmények (pl. Kenalog-40 [40 mg/mL, Bristol- Myers Squibb, New York, USA]) továbbra is a legnépszerűbb3,12.Megjegyzendő, hogy ez utóbbi gyógyszercsoportot az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) csak intramuszkuláris és intraartikuláris alkalmazásra engedélyezte, így az intraokuláris beadás nem regisztráltnak minősül 3, 12 .Bár az intravitrealis TA injektálható dózisa az indikációtól és a technikától függően változik, a leggyakrabban jelentett dózis 4,0 mg (azaz 0,1 ml injekció térfogata 40 mg/ml-es oldatból), ami általában körülbelül 3 hónapos kezelési időt biztosít. , 12, 13, 14, 15.
Az intravitrealis szteroidok hatásának meghosszabbítása érdekében krónikus, súlyos vagy visszatérő szembetegségekben számos hosszú hatású beültethető vagy injekciós szteroid eszközt vezettek be, köztük a 0,7 mg dexametazont (Ozurdex, Allergan, Dublin, Írország), a Relax fluorid acetonidet 0,59 mg (Retisert). , Bausch and Lomb, Laval, Kanada) és 0,19 mg fluocinolon-acetonidot (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Ezeknek az eszközöknek azonban számos lehetséges hátránya van.Az Egyesült Államokban minden eszköz csak néhány indikációra engedélyezett, ami korlátozza a biztosítási fedezetet.Ezenkívül egyes eszközök sebészeti beültetést igényelnek, és egyedi szövődményeket okozhatnak, például az eszköz elülső kamrába való migrációját3,12.Ezenkívül ezek az eszközök általában kevésbé hozzáférhetők és sokkal drágábbak, mint a TA3,12;a jelenlegi amerikai árakon a Kenalog-40 körülbelül 20 dollárba kerül 1,0 ml szuszpenziónként, míg az Ozurdex, a Retisert és az Iluvien explantátumok.A belépő körülbelül 1400 dollár., 20 000 és 9 200 USD.Ezek a tényezők együttesen korlátozzák a korlátozott erőforrásokkal rendelkező emberek hozzáférését ezekhez az eszközökhöz.
Az intravitrealis TA1,3,16,17 hatásának meghosszabbítására történtek kísérletek alacsonyabb költsége, bőkezűbb térítése és nagyobb rendelkezésre állása miatt.Alacsony vízoldhatósága miatt a TA depóként marad a szemben, lehetővé téve a fokozatos és viszonylag állandó gyógyszerdiffúziót, így a hatás várhatóan hosszabb ideig tart nagyobb tárolóhelyek mellett1,3.Ebből a célból számos módszert fejlesztettek ki a TA-szuszpenziónak az üvegtestbe való befecskendezése előtt koncentrálására.Bár leírtak passzív (azaz gravitációs függő) ülepítésen vagy mikroszűrésen alapuló módszereket, ezek a módszerek viszonylag időigényesek és változó eredményeket adnak15,16,17.Éppen ellenkezőleg, korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a TA gyorsan és megbízhatóan koncentrálható (és ezáltal elhúzódó hatás) centrifugálással segített kicsapással1,3.Összefoglalva, a centrifugálisan koncentrált TA kényelme, alacsony költsége, időtartama és hatékonysága vonzóvá teszi ezt a beavatkozást a korlátozott erőforrásokkal rendelkező betegek számára.A megbízható centrifugáláshoz való hozzáférés hiánya azonban komoly akadálya lehet ennek a beavatkozásnak;A probléma megoldásával a CentREUSE segíthet növelni a hosszú távú szteroidterápia elérhetőségét a korlátozott erőforrásokkal rendelkező betegek számára.
Tanulmányunkban vannak bizonyos korlátozások, beleértve azokat is, amelyek a CentREUSE készülék natív funkcióival kapcsolatosak.Az eszköz egy nemlineáris, nem konzervatív oszcillátor, amely emberi bevitelre támaszkodik, ezért használat közben nem tud pontos és állandó forgási sebességet biztosítani;A forgási sebesség több változótól is függ, mint például a felhasználó befolyásától az eszköz tulajdonjogára, a berendezések összeszereléséhez használt konkrét anyagoktól és a fonott kapcsolatok minőségétől.Ez eltér a kereskedelmi forgalomban kapható berendezésektől, ahol a forgási sebesség következetesen és pontosan alkalmazható.Ráadásul a CentREUSE által elért sebesség viszonylag szerénynek mondható a többi centrifugakészülék által elért sebességhez képest2.Szerencsére a készülékünk által generált sebesség (és a kapcsolódó centrifugális erő) elegendő volt a tanulmányunkban részletezett koncepció (vagyis a TA-lerakódás) teszteléséhez.A forgási sebesség növelhető a 2 központi tárcsa tömegének könnyítésével;ez könnyebb anyag (például vékonyabb karton) használatával érhető el, ha az elég erős két folyadékkal töltött fecskendő befogadására.Esetünkben tudatos volt az a döntés, hogy szabványos „A” hornyolt kartont használunk (4,8 mm vastag), mivel ez az anyag gyakran megtalálható a szállítódobozokban, így könnyen megtalálható újrahasznosítható anyagként.A forgási sebesség a központi tárcsa 2 sugarának csökkentésével is növelhető.A platformunk sugarát azonban szándékosan viszonylag nagyra szabtuk, hogy beleférjen egy 1,0 ml-es fecskendőbe.Ha a felhasználót érdekli a rövidebb edények centrifugálása, a sugár csökkenthető – ez a változás előre láthatóan nagyobb forgási sebességet (és esetleg nagyobb centrifugális erőt) eredményez.
Ezenkívül nem mértük fel alaposan a kezelő fáradtságának hatását a berendezés működésére.Érdekes módon csoportunk több tagja is 15 percig tudta használni a készüléket észrevehető fáradtság nélkül.Ha hosszabb centrifugákra van szükség, a kezelő fáradtságának egyik lehetséges megoldása két vagy több felhasználó váltása (ha lehetséges).Emellett nem értékeltük kritikusan az eszköz tartósságát, részben azért, mert a készülék alkatrészei (például karton és kábel) kopás vagy sérülés esetén könnyen, kis költséggel vagy költség nélkül cserélhetők.Érdekes módon a kísérleti tesztünk során egy eszközt összesen több mint 200 percig használtunk.Ezen időszak után a kopás egyetlen észrevehető, de kisebb jele a szálak mentén történő perforáció.
Vizsgálatunk másik korlátja, hogy nem mértük meg konkrétan a lerakódott TA tömegét vagy sűrűségét, ami a CentREUSE készülékkel és más módszerekkel elérhető;ehelyett az eszköz kísérleti ellenőrzése az üledéksűrűség mérésén alapult (ml-ben).a sűrűség közvetett mértéke.Ezenkívül a CentREUSE koncentrált TA-t nem teszteltük betegeken, azonban mivel készülékünk a kereskedelmi centrifugával előállítotthoz hasonló TA-pelleteket állított elő, feltételeztük, hogy a CentREUSE Koncentrált TA ugyanolyan hatékony és biztonságos lesz, mint korábban.az irodalomban.a hagyományos centrifugaberendezésekre vonatkozóan jelentették1,3.A CentREUSE dúsítása után beadott TA tényleges mennyiségét számszerűsítő további tanulmányok segíthetnek tovább értékelni eszközünk tényleges hasznosságát ebben az alkalmazásban.
Tudomásunk szerint a könnyen hozzáférhető hulladékból könnyen megépíthető CentREUSE készülék az első ember által működtetett, hordozható, rendkívül olcsó papírcentrifuga, amelyet terápiás környezetben alkalmaznak.Amellett, hogy viszonylag nagy mennyiséget képes centrifugálni, a CentREUSE nem igényel speciális anyagokat és építőipari eszközöket, összehasonlítva más alacsony költségű centrifugákkal.A CentREUSE bizonyított hatékonysága a gyors és megbízható TA-kicsapásban segíthet javítani az intravitrealis szteroidok hosszú távú elérhetőségét az emberekben korlátozott erőforrások mellett, ami segíthet számos szembetegség kezelésében.Ezenkívül hordozható, emberi meghajtású centrifugáink előnyei előreláthatóan kiterjednek az erőforrásokban gazdag helyekre, például a fejlett országok nagy tercier és kvaterner egészségügyi központjaira.Ilyen körülmények között a centrifugáló eszközök továbbra is a klinikai és kutatólaboratóriumokra korlátozódhatnak, ami fennáll annak a veszélye, hogy a fecskendőket emberi testnedvekkel, állati termékekkel és egyéb veszélyes anyagokkal szennyezik.Ráadásul ezek a laboratóriumok gyakran távol helyezkednek el a betegek ellátási helyétől.Ez viszont logisztikai akadályt jelenthet azoknak az egészségügyi szolgáltatóknak, akiknek gyors hozzáférésre van szükségük a centrifugáláshoz;A CentREUSE bevezetése praktikus módja lehet a terápiás beavatkozások rövid távú előkészítésének anélkül, hogy komolyan megzavarná a betegellátást.
Ezért annak érdekében, hogy mindenki könnyebben felkészülhessen a centrifugálást igénylő terápiás beavatkozásokra, a CentREUSE létrehozásához sablon és utasítások találhatók ebben a nyílt forráskódú kiadványban a További információk részben.Javasoljuk olvasóinknak, hogy szükség szerint alakítsák át a CentREUSE-t.
A tanulmány eredményeit alátámasztó adatok ésszerű kérésre rendelkezésre állnak a megfelelő SM szerzőtől.
Ober, MD és Valizhan, S. A triamcinolon-aceton hatásának időtartama az üvegtestben centrifugálási koncentrációnál.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS és mások.Kézi ultraolcsó centrifuga papírhoz.Országos Orvosbiológiai Tudomány.projekt.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM és Wasserman JA A triamcinolon-acetonid intravitreális szuszpenziójának centrifugális koncentrációja: olcsó, egyszerű és megvalósítható alternatíva a hosszú távú szteroid beadáshoz.J. Vitrain.diss.5. 15–31 (2021).
Huck, várok.Olcsó nyílt forráskódú centrifuga adapter nagy klinikai vérminták leválasztásához.PLOS One.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS és Whitesides GM A habverő olyan, mint egy centrifuga: elválasztja az emberi plazmát a teljes vértől korlátozott erőforrások mellett.laboratórium.Forgács.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. et al.Kézi, hordozható, alacsony költségű centrifuga anémia diagnosztizálására korlátozott erőforrások mellett.Igen.J. Trope.gyógyszer.nedvesség.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.várjon.A plazmát fonógéppel választottuk el.végbélnyílás.Kémiai.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. et al.Spinner a húgyúti fertőzések azonnali diagnosztizálására.Országos Orvosbiológiai Tudomány.projekt.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A. és Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Olcsó elektrolitmentes centrifugálás a SARS-CoV-2 izoterm kimutatására nyálban.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH és Choi, J. Mag-spinner: A kényelmes, megfizethető, egyszerű és hordozható (GYORS) mágneses elválasztó rendszerek következő generációja.Nano Advances 4, 792–800 (2022).
Amerikai Környezetvédelmi Ügynökség.Fenntartható anyaggazdálkodás előmozdítása: 2018-as adatlap, amely felméri az anyaggyártás és -gazdálkodás tendenciáit az Egyesült Államokban.(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. és Lanzetta, P. Szteroidok retina betegségek intravitreális kezelésére.a tudomány.Journal Mir 2014, 1–14 (2014).
Sör, délutáni tea stb. A triamcinolon-acetonid intraokuláris koncentrációja és farmakokinetikája egyetlen intravitrealis injekció után.Ophthalmology 110, 681–686 (2003).
Audren, F. et al.A triamcinolon-acetonid hatásának farmakokinetikai-farmakodinámiás modellje a központi makula vastagságára diabéteszes makulaödémában szenvedő betegeknél.befektetni.szemészet.látható.a tudomány.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD és mtsai.A triamcinolon-aceton tényleges dózisát a szokásos intravitreális injekciós módszerrel mértük.Igen.J. Ophthalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS és Oh, JH Koncentrált triamcinolon-acetonid módszer intravitreális injekcióhoz.Retina 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE A letétbe helyezett triamcinolon mennyiségi elemzése injekcióhoz.Retina 27, 1255–1259 (2007).
Az SM-et részben a Mukai Alapítványnak adományozzák, a Massachusetts Eye and Ear Hospital, Boston, Massachusetts, USA.
Oftalmológiai osztály, Harvard Medical School, Massachusetts Eye and Ear, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, USA