از بازدید شما از Nature.com سپاسگزاریم.شما از یک نسخه مرورگر با پشتیبانی محدود CSS استفاده می کنید.برای بهترین تجربه، توصیه می کنیم از یک مرورگر به روز شده استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در اینترنت اکسپلورر غیرفعال کنید).علاوه بر این، برای اطمینان از پشتیبانی مداوم، سایت را بدون استایل و جاوا اسکریپت نشان می‌دهیم.
اسلایدرهایی که سه مقاله را در هر اسلاید نشان می دهند.برای حرکت در اسلایدها از دکمه های پشت و بعدی استفاده کنید یا از دکمه های کنترلر اسلاید در انتها برای حرکت در هر اسلاید استفاده کنید.
سانتریفیوژ پزشکی قابل اعتماد از لحاظ تاریخی نیاز به استفاده از تجهیزات تجاری گران قیمت، حجیم و وابسته به برق داشته است، که اغلب در تنظیمات با منابع محدود در دسترس نیستند.اگرچه چندین سانتریفیوژ قابل حمل، ارزان و غیر موتوری شرح داده شده است، این راه حل ها در درجه اول برای کاربردهای تشخیصی در نظر گرفته شده اند که به حجم نسبتاً کمی از رسوب نیاز دارند.علاوه بر این، طراحی این وسایل اغلب مستلزم استفاده از مواد و ابزار خاصی است که به طور معمول در مناطق محروم وجود ندارد.در اینجا ما طراحی، مونتاژ و تایید آزمایشی CentREUSE را شرح می‌دهیم، یک سانتریفیوژ بسیار کم هزینه، مبتنی بر ضایعات قابل حمل و قابل حمل توسط انسان برای کاربردهای درمانی.CentREUSE نیروی گریز از مرکز میانگین 10.5 نیروی گریز از مرکز نسبی (RCF) 1.3 ± را نشان می دهد.ته نشین شدن 1.0 میلی لیتر سوسپانسیون زجاجیه تریامسینولون پس از 3 دقیقه سانتریفیوژ در CentREUSE با 12 ساعت ته نشینی با واسطه گرانش مقایسه شد (0.04 ± 0.41 میلی لیتر در مقابل 0.03 ± 0.38 میلی لیتر، p = 0.14).ضخیم شدن رسوب پس از سانتریفیوژ CentREUSE به مدت 5 و 10 دقیقه در مقایسه با آنچه که پس از سانتریفیوژ در 10 RCF مشاهده شد (0.02 ± 0.31 میلی لیتر در مقابل 0.03 ± 0.32 میلی لیتر، 0.20 = p) و 50 RCF (0.20 ± دقیقه با استفاده از تجهیزات تجاری Simi) برای 0.02 در مقابل 0.01 ± 0.19 میلی لیتر، p = 0.15).الگوها و دستورالعمل های ساخت CentREUSE در این پست منبع باز گنجانده شده است.
سانتریفیوژ یک مرحله مهم در بسیاری از تست های تشخیصی و مداخلات درمانی است 1،2،3،4.با این حال، دستیابی به سانتریفیوژ کافی از لحاظ تاریخی نیازمند استفاده از تجهیزات تجاری گران قیمت، حجیم و وابسته به برق بوده است، که اغلب در تنظیمات محدود به منابع موجود نیست.در سال 2017، گروه پراکاش یک سانتریفیوژ دستی کوچک مبتنی بر کاغذ (به نام "پففر کاغذی") ساخته شده از مواد پیش ساخته را با هزینه 0.20 دلار (2 دلار) معرفی کرد.از آن زمان، فوگ کاغذی در تنظیمات محدود منابع برای کاربردهای تشخیصی کم حجم (مثلاً جداسازی بر اساس تراکم اجزای خون در لوله‌های مویرگی برای تشخیص انگل‌های مالاریا) به کار گرفته شده است، بنابراین یک ابزار قابل حمل فوق‌العاده ارزان با نیروی انسانی را نشان می‌دهد.سانتریفیوژ 2.از آن زمان، چندین دستگاه سانتریفیوژ فشرده، ارزان و غیر موتوری دیگر شرح داده شده است4،5،6،7،8،9،10.با این حال، بیشتر این محلول‌ها، مانند دود کاغذ، برای اهداف تشخیصی در نظر گرفته شده‌اند که به حجم‌های رسوب نسبتاً کمی نیاز دارند و بنابراین نمی‌توان از آنها برای سانتریفیوژ کردن نمونه‌های بزرگ استفاده کرد.علاوه بر این، مونتاژ این محلول‌ها اغلب مستلزم استفاده از مواد و ابزارهای خاصی است که اغلب در مناطق محروم موجود نیستند.
در اینجا ما طراحی، مونتاژ و تأیید آزمایشی یک سانتریفیوژ (به نام CentREUSE) ساخته شده از ضایعات فوگ کاغذی معمولی را برای کاربردهای درمانی که معمولاً به حجم های ته نشینی بالا نیاز دارند، شرح می دهیم.مورد 1، 3 به عنوان اثبات مفهوم، دستگاه را با یک مداخله چشم پزشکی واقعی آزمایش کردیم: رسوب یک سوسپانسیون تریامسینولون در استون (TA) برای تزریق بعدی یک داروی بولوس به بدن زجاجیه چشم.اگرچه سانتریفیوژ برای غلظت TA یک مداخله کم هزینه شناخته شده برای درمان طولانی مدت بیماری های چشمی مختلف است، نیاز به سانتریفیوژهای تجاری موجود در طول فرمولاسیون دارو مانع اصلی استفاده از این درمان در محیط های محدود به منابع است. 3.در مقایسه با نتایج به دست آمده با سانتریفیوژهای تجاری معمولی.الگوها و دستورالعمل‌های ساخت CentREUSE در این پست منبع باز در بخش «اطلاعات بیشتر» گنجانده شده است.
CentREUSE را می توان تقریباً به طور کامل از ضایعات ساخت.هر دو نسخه از الگوی نیم دایره (تصویر تکمیلی S1) بر روی کاغذ کربن نامه استاندارد ایالات متحده (215.9 میلی متر × 279.4 میلی متر) چاپ شدند.دو الگوی نیم دایره ای متصل، سه ویژگی طراحی کلیدی دستگاه CentREUSE را تعریف می کنند، از جمله (1) لبه بیرونی دیسک چرخان 247 میلی متری، (2) برای قرار دادن یک سرنگ 1.0 میلی لیتری (با درپوش و پیستون قطع شده) طراحی شده است.شیارها در ساقه) و (3) دو علامت که نشان می دهد کجا باید سوراخ شود تا طناب بتواند از دیسک عبور کند.
(به عنوان مثال با چسب یا نوار همه منظوره) الگو را به تخته راه راه بچسبانید (حداقل اندازه: 247 میلی متر × 247 میلی متر) (شکل تکمیلی S2a).تخته راه راه استاندارد "A" (ضخامت 4.8 میلی متر) در این مطالعه استفاده شد، اما تخته راه راه با ضخامت مشابه، مانند تخته راه راه از جعبه های حمل و نقل دور ریخته شده، می تواند استفاده شود.با استفاده از یک ابزار تیز (مانند تیغه یا قیچی)، مقوا را در امتداد لبه دیسک بیرونی مشخص شده روی الگو برش دهید (شکل تکمیلی S2b).سپس با استفاده از یک ابزار باریک و نوک تیز (مانند نوک قلم توپ)، دو سوراخ با ضخامت کامل با شعاع 8.5 میلی متر با توجه به علائم ترسیم شده روی الگو ایجاد کنید (شکل تکمیلی S2c).سپس دو شکاف برای سرنگ های 1.0 میلی لیتری از قالب و لایه سطحی زیرین مقوا با استفاده از یک ابزار نوک تیز مانند تیغ بریده می شود.باید مراقب بود که لایه موجدار زیرین یا لایه سطحی باقیمانده آسیب نبیند (شکل تکمیلی S2d، e).سپس، یک تکه ریسمان (مثلاً بند ناف 3 میلی‌متری پخت و پز یا هر نخی با ضخامت و خاصیت کشسانی مشابه) را از دو سوراخ عبور دهید و دور هر طرف یک دیسک به طول حدود 30 سانتی‌متر یک حلقه ببندید (شکل S2f تکمیلی).
دو سرنگ 1.0 میلی لیتری را با حجم تقریباً مساوی پر کنید (مثلاً 1.0 میلی لیتر سوسپانسیون TA) و درپوش را ببندید.سپس میله پیستون سرنگ در سطح فلنج بشکه بریده شد (شکل تکمیلی S2g، h).سپس فلنج سیلندر با یک لایه نوار پوشانده می شود تا از پرتاب پیستون کوتاه شده در حین استفاده از تجهیزات جلوگیری شود.سپس هر سرنگ 1.0 میلی‌لیتری در چاه سرنگ قرار داده شد و درپوش آن به سمت مرکز دیسک باشد (شکل تکمیلی S2i).سپس هر سرنگ با نوار چسب حداقل به دیسک متصل شد (شکل تکمیلی S2j).در نهایت، مونتاژ سانتریفیوژ را با قرار دادن دو قلم (مانند مداد یا ابزارهای چوبی شکل محکم مشابه) در هر انتهای رشته در داخل حلقه کامل کنید (شکل 1).
دستورالعمل استفاده از CentREUSE مشابه دستورالعمل های اسباب بازی های چرخان سنتی است.چرخش با نگه داشتن یک دسته در هر دست آغاز می شود.شلی جزئی سیم ها باعث تکان دیسک به جلو یا عقب می شود که باعث می شود دیسک به ترتیب به جلو یا عقب بچرخد.این کار چندین بار به صورت آهسته و کنترل شده انجام می شود تا رشته ها جمع شوند.سپس حرکت را متوقف کنید.همانطور که سیم ها شروع به باز شدن می کنند، دسته به سختی کشیده می شود تا زمانی که سیم ها کشیده شوند و باعث چرخش دیسک می شود.به محض اینکه سیم به طور کامل باز شد و شروع به پیچیدن کرد، دسته باید به آرامی شل شود.همانطور که طناب دوباره شروع به باز شدن می کند، همان سری از حرکات را برای حفظ چرخش دستگاه انجام دهید (ویدیو S1).
برای کاربردهایی که نیاز به ته نشینی یک سوسپانسیون با سانتریفیوژ دارند، دستگاه به طور پیوسته چرخانده شد تا دانه بندی رضایت بخش حاصل شود (شکل تکمیلی S3a,b).ذرات پیچیده در انتهای پیستون بشکه سرنگ تشکیل می شود و مایع رویی به سمت نوک سرنگ متمرکز می شود.سپس مایع رویی با برداشتن نوار پوشاننده فلنج بشکه و وارد کردن پیستون دوم برای فشار آهسته پیستون بومی به سمت نوک سرنگ تخلیه شد و زمانی که به رسوب ترکیبی رسید متوقف شد (شکل تکمیلی S3c,d).
برای تعیین سرعت چرخش، دستگاه CentREUSE، مجهز به دو سرنگ 1.0 میلی لیتری پر از آب، پس از رسیدن به حالت نوسان ثابت، با دوربین فیلمبرداری پرسرعت (240 فریم در ثانیه) به مدت 1 دقیقه ضبط شد.نشانگرهای نزدیک لبه دیسک در حال چرخش با استفاده از تجزیه و تحلیل فریم به فریم ضبط شده برای تعیین تعداد دور در دقیقه (rpm) به صورت دستی ردیابی شدند (شکل های 2a-d).تکرار n = 10 تلاش.سپس نیروی گریز از مرکز نسبی (RCF) در نقطه میانی بشکه سرنگ با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:
کمی سازی سرعت چرخشی با CentREUSE.(A-D) تصاویر متوالی نماینده نشان دهنده زمان (دقیقه: ثانیه، میلی ثانیه) برای تکمیل چرخش دستگاه.فلش ها نشانگرهای ردیابی را نشان می دهند.(E) کمی سازی RPM با استفاده از CentREUSE.خطوط نشان دهنده میانگین (قرمز) ± انحراف معیار (سیاه) هستند.نمرات نشان دهنده آزمایش های فردی 1 دقیقه ای است (10 = n).
یک سرنگ 1.0 میلی لیتری حاوی سوسپانسیون TA برای تزریق (40 mg/ml، Amneal Pharmaceuticals، Bridgewater، NJ، USA) به مدت 3، 5 و 10 دقیقه با استفاده از CentREUSE سانتریفیوژ شد.ته نشینی با استفاده از این روش با آنچه پس از سانتریفیوژ در 10، 20 و 50 RCF با استفاده از روتور A-4-62 به مدت 5 دقیقه بر روی یک سانتریفیوژ رومیزی Eppendorf 5810R (هامبورگ، آلمان) به دست آمد، مقایسه شد.همچنین میزان بارش با میزان بارش به دست آمده با استفاده از بارش وابسته به جاذبه در مقاطع زمانی مختلف از 0 تا 720 دقیقه مقایسه شد.در مجموع n = 9 تکرار مستقل برای هر روش انجام شد.
تمامی تجزیه و تحلیل های آماری با استفاده از نرم افزار Prism 9.0 (GraphPad, San Diego, USA) انجام شد.مقادیر به صورت میانگین ± انحراف استاندارد (SD) ارائه می‌شوند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.میانگین گروه ها با استفاده از آزمون t دو طرفه تصحیح شده ولچ مقایسه شد.آلفا به صورت 0.05 تعریف شده است.برای فرونشست وابسته به گرانش، یک مدل فروپاشی نمایی تک فازی با استفاده از رگرسیون حداقل مربعات برازش شد و مقادیر y مکرر را برای یک مقدار x معین به عنوان یک نقطه واحد در نظر گرفت.
جایی که x زمان بر حسب دقیقه است.y – حجم رسوب.y0 مقدار y زمانی است که x صفر باشد.فلات مقدار y برای دقیقه بی نهایت است.K ثابت سرعت است که به صورت متقابل دقیقه بیان می شود.
دستگاه CentREUSE با استفاده از دو سرنگ استاندارد 1.0 میلی لیتری که هر کدام با 1.0 میلی لیتر آب پر شده بودند، نوسانات غیر خطی قابل اعتماد و کنترل شده را نشان داد (ویدئو S1).در 10 کارآزمایی (هر بار 1 دقیقه)، CentREUSE سرعت چرخشی متوسط ​​21.63 ± 359.4 دور در دقیقه (محدوده = 337-398) داشت که منجر به یک نیروی گریز از مرکز محاسبه شده 10.5 ± RCF 1، 3 (محدوده = 9.2-12) شد. ).(شکل 2 الف-ه).
چندین روش برای پلت کردن سوسپانسیون های TA در سرنگ های 1.0 میلی لیتری مورد ارزیابی قرار گرفت و با سانتریفیوژ CentREUSE مقایسه شد.پس از 12 ساعت ته نشینی وابسته به جاذبه، حجم رسوب به 0.03 ± 0.38 میلی لیتر رسید (شکل تکمیلی S4a,b).رسوب TA وابسته به گرانش با مدل فروپاشی نمایی تک فازی سازگار است (تصحیح شده با R2 = 0.8582)، که منجر به فلات تخمینی 0.3804 میلی لیتر (95% فاصله اطمینان: 0.3578 تا 0.4025) می شود (شکل تکمیلی S4c).CentREUSE متوسط ​​حجم رسوب 0.41 ± 0.04 میلی لیتر را در 3 دقیقه تولید کرد که مشابه مقدار میانگین 0.03 ± 0.38 میلی لیتر بود که برای رسوب گذاری وابسته به گرانش در 12 ساعت مشاهده شد (p = 0.14) (شکل 3a, d, h) .CentREUSE حجم فشرده تری 0.02 ± 0.31 میلی لیتر در 5 دقیقه در مقایسه با میانگین 0.03 ± 0.38 میلی لیتر که برای رسوب گذاری مبتنی بر گرانش در 12 ساعت مشاهده شد (0.0001 = p) داد (شکل 3b، d، h).
مقایسه چگالی گلوله TA به دست آمده توسط سانتریفیوژ CentREUSE با ته نشینی گرانشی در مقابل سانتریفیوژ صنعتی استاندارد (A-C).تصاویری از سوسپانسیون های TA رسوب داده شده در سرنگ های 1.0 میلی لیتری پس از 3 دقیقه (A)، 5 دقیقه (B) و 10 دقیقه (C) استفاده از CentREUSE.(د) تصاویری از TA رسوب کرده پس از 12 ساعت ته نشین شدن جاذبه.(EG) تصاویری از TA رسوب شده پس از سانتریفیوژ تجاری استاندارد در 10 RCF (E)، 20 RCF (F) و 50 RCF (G) به مدت 5 دقیقه.(H) حجم رسوب با استفاده از CentREUSE (3، 5، و 10 دقیقه)، ته نشینی با واسطه گرانش (12 ساعت)، و سانتریفیوژ صنعتی استاندارد در 5 دقیقه (10، 20، و 50 RCF) تعیین شد.خطوط نشان دهنده میانگین (قرمز) ± انحراف معیار (سیاه) هستند.نقطه ها تکرارهای مستقل را نشان می دهند (n = 9 برای هر شرط).
CentREUSE پس از 5 دقیقه میانگین حجم 0.02 ± 0.31 میلی لیتر را تولید کرد که مشابه میانگین 0.03 ± 0.32 میلی لیتر است که در یک سانتریفیوژ تجاری استاندارد در 10 RCF به مدت 5 دقیقه (p = 0.20) مشاهده شد و کمی کمتر از حجم متوسط ​​است. به دست آمده با 20 RCF در 0.03 ± 0.28 میلی لیتر به مدت 5 دقیقه (p = 0.03) مشاهده شد (شکل 3b، e، f، h).CentREUSE حجم متوسط ​​0.02 ± 0.20 میلی لیتر را در 10 دقیقه تولید کرد که به همان اندازه فشرده بود (0.15 = p) در مقایسه با حجم متوسط ​​0.01 ± 0.19 میلی لیتر در 5 دقیقه که با یک سانتریفیوژ تجاری در 50 RCF مشاهده شد (شکل 3c، g، h)..
در اینجا ما طراحی، مونتاژ و تأیید آزمایشی یک سانتریفیوژ کاغذی بسیار کم هزینه، قابل حمل، با کارکرد انسانی و ساخته شده از زباله های درمانی معمولی را شرح می دهیم.این طراحی عمدتاً بر اساس سانتریفیوژ مبتنی بر کاغذ (به عنوان "فوگ کاغذی" شناخته می شود) است که توسط گروه Prakash در سال 2017 برای کاربردهای تشخیصی معرفی شد.با توجه به اینکه سانتریفیوژ از لحاظ تاریخی نیازمند استفاده از تجهیزات تجاری گران قیمت، حجیم و وابسته به برق بوده است، سانتریفیوژ پراکاش راه حلی زیبا برای مشکل دسترسی ناامن به سانتریفیوژ در تنظیمات محدود به منابع ارائه می دهد.از آن زمان، کاغذ فیوژ کاربرد عملی در چندین کاربرد تشخیصی کم حجم، مانند تقسیم خون مبتنی بر تراکم برای تشخیص مالاریا نشان داده است.با این حال، تا آنجا که ما می دانیم، دستگاه های سانتریفیوژ کاغذی بسیار ارزان مشابه برای اهداف درمانی استفاده نشده اند، شرایطی که معمولاً به ته نشینی با حجم بیشتری نیاز دارند.
با در نظر گرفتن این موضوع، هدف CentREUSE گسترش استفاده از سانتریفیوژ کاغذی در مداخلات درمانی است.این با ایجاد چندین تغییر در طراحی پراکاش به دست آمد.قابل ذکر است، برای افزایش طول دو سرنگ استاندارد 1.0 میلی‌لیتری، CentREUSE حاوی یک دیسک بزرگتر (شعاع = 123.5 میلی‌متر) نسبت به بزرگترین دستگاه کاغذ پراکاش آزمایش شده (شعاع 85 میلی‌متر) است.علاوه بر این، برای تحمل وزن اضافی یک سرنگ 1.0 میلی لیتری پر از مایع، CentREUSE از مقوای راه راه به جای مقوا استفاده می کند.با هم، این تغییرات امکان سانتریفیوژ کردن حجم‌های بزرگ‌تری نسبت به موارد آزمایش شده در پاک‌کننده کاغذ پراکاش (یعنی دو سرنگ 1.0 میلی‌لیتری با مویرگ‌ها) را فراهم می‌کند، در حالی که همچنان بر اجزای مشابه متکی است: رشته و مواد مبتنی بر کاغذ.شایان ذکر است، چندین سانتریفیوژ ارزان قیمت دیگر با نیروی انسانی برای اهداف تشخیصی توصیف شده اند.4،5،6،7،8،9،10.اینها عبارتند از اسپینر، سالاد کوب، تخم مرغ کوب، و مشعل دستی برای دستگاه های دوار5، 6، 7، 8، 9. با این حال، بیشتر این دستگاه ها برای تحمل حجم تا 1.0 میلی لیتر طراحی نشده اند و از موادی تشکیل شده اند که اغلب گران تر هستند. و غیرقابل دسترس نسبت به موارد مورد استفاده در سانتریفیوژهای کاغذی 2،4،5،6،7،8،9،10..در واقع، مواد کاغذی دور ریخته شده اغلب در همه جا یافت می شود.به عنوان مثال، در ایالات متحده، کاغذ و مقوا بیش از 20 درصد از زباله های جامد شهری را تشکیل می دهند که منبع فراوان، ارزان یا حتی رایگان برای ساخت سانتریفیوژهای کاغذی است.به عنوان مثال CentREUSE11.همچنین، در مقایسه با چندین راه حل کم هزینه دیگر منتشر شده، CentREUSE برای ایجاد نیازی به سخت افزار تخصصی (مانند سخت افزار و نرم افزار چاپ سه بعدی، سخت افزار و نرم افزار برش لیزری و غیره) ندارد و این امر باعث می شود که سخت افزار منابع فشرده تر شود..این افراد در محیط 4، 8، 9، 10 قرار دارند.
به عنوان اثبات سودمندی عملی سانتریفیوژ کاغذی ما برای اهداف درمانی، ما ته نشین شدن سریع و قابل اعتماد سوسپانسیون تریامسینولون در استون (TA) را برای تزریق بولوس زجاجیه نشان می دهیم - یک مداخله کم هزینه برای درمان طولانی مدت بیماری های مختلف چشمی. ، 3.نتایج ته نشین شدن پس از 3 دقیقه با CentREUSE با نتایج پس از 12 ساعت ته نشینی با واسطه گرانش قابل مقایسه بود.علاوه بر این، نتایج CentREUSE پس از سانتریفیوژ به مدت 5 و 10 دقیقه از نتایج حاصل از گرانش فراتر رفت و مشابه نتایج مشاهده شده پس از سانتریفیوژ صنعتی در 10 و 50 RCF به مدت 5 دقیقه بود.قابل ذکر است، در تجربه ما، CentREUSE نسبت به سایر روش‌های آزمایش شده، رابط رسوب-روی‌نبات واضح‌تر و صاف‌تر تولید می‌کند.این مطلوب است زیرا امکان ارزیابی دقیق‌تر دوز داروی تجویز شده را فراهم می‌کند و حذف مایع رویی با حداقل کاهش حجم ذرات آسان‌تر است.
انتخاب این برنامه به عنوان اثبات مفهوم با نیاز مداوم به بهبود دسترسی به استروئیدهای داخل زجاجیه ای طولانی اثر در تنظیمات با منابع محدود انجام شد.استروئیدهای داخل زجاجیه به طور گسترده برای درمان انواع بیماری های چشمی، از جمله ادم ماکولا دیابتی، دژنراسیون ماکولا وابسته به سن، انسداد عروق شبکیه، یووئیت، رتینوپاتی تشعشع و ادم ماکولا کیستیک استفاده می شود.از بین استروئیدهای موجود برای تجویز داخل زجاجیه، TA رایج ترین مورد استفاده در سراسر جهان است.اگرچه آماده‌سازی‌های بدون نگهدارنده‌های TA (PF-TA) در دسترس هستند (به عنوان مثال، Triesence [40 میلی‌گرم در میلی‌لیتر، آلکن، فورت ورث، ایالات متحده آمریکا])، آماده‌سازی‌هایی با نگهدارنده‌های بنزیل الکل (مانند Kenalog-40 [40 میلی‌گرم در میلی‌لیتر، بریستول-) Myers Squibb، نیویورک، ایالات متحده آمریکا]) محبوب ترین باقی مانده است3،12.لازم به ذکر است که گروه دوم از داروها تنها برای استفاده عضلانی و داخل مفصلی توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) تایید شده است، بنابراین تجویز داخل چشمی ثبت نشده تلقی می شود 3، 12 .اگرچه دوز تزریقی TA داخل زجاجیه بر اساس اندیکاسیون و تکنیک متفاوت است، شایع‌ترین دوز گزارش‌شده 4.0 میلی‌گرم است (یعنی حجم تزریق 0.1 میلی‌لیتر از محلول 40 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر)، که معمولاً مدت درمان تقریباً 3 ماه را ارائه می‌کند. ، 12، 13، 14، 15.
برای طولانی‌تر کردن اثر استروئیدهای داخل زجاجیه در بیماری‌های چشمی مزمن، شدید یا عودکننده، چندین دستگاه استروئیدی قابل کاشت یا تزریقی طولانی‌اثر معرفی شده‌اند، از جمله دگزامتازون 0.7 میلی‌گرم (Ozurdex، Allergan، Dublin، ایرلند)، Relax fluoride acetonide 0.59 mg (Reti). , Bausch and Lomb, Laval, Canada) و فلووسینولون استونید 0.19 میلی گرم (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.با این حال، این دستگاه ها دارای چندین اشکال بالقوه هستند.در ایالات متحده، هر دستگاه فقط برای چند نشانه تایید شده است که پوشش بیمه را محدود می کند.علاوه بر این، برخی از دستگاه ها نیاز به کاشت جراحی دارند و ممکن است عوارض منحصر به فردی مانند مهاجرت دستگاه به اتاقک قدامی ایجاد کنند.علاوه بر این، این دستگاه‌ها نسبت به TA3,12 در دسترس کمتر و بسیار گران‌تر هستند.با قیمت های فعلی ایالات متحده، Kenalog-40 حدود 20 دلار به ازای هر 1.0 میلی لیتر سوسپانسیون هزینه دارد، در حالی که Ozurdex، Retisert و Iluvien ریزنمونه می شوند.هزینه ورودی حدود 1400 دلار است.، به ترتیب 20000 دلار و 9200 دلار.این عوامل با هم، دسترسی به این دستگاه‌ها را برای افرادی که در تنظیمات محدود به منابع هستند، محدود می‌کند.
به دلیل هزینه کمتر، بازپرداخت سخاوتمندانه تر و در دسترس بودن بیشتر، تلاش هایی برای طولانی شدن اثر TA1،3،16،17 داخل زجاجیه انجام شده است.با توجه به حلالیت کم آن در آب، TA به عنوان یک انبار در چشم باقی می‌ماند و اجازه انتشار تدریجی و نسبتاً ثابت دارو را می‌دهد، بنابراین انتظار می‌رود این اثر با انبارهای بزرگ‌تر ماندگاری بیشتری داشته باشد.برای این منظور، چندین روش برای تغلیظ سوسپانسیون TA قبل از تزریق به زجاجیه ایجاد شده است.اگرچه روش‌های مبتنی بر ته‌نشینی غیرفعال (یعنی وابسته به گرانش) یا میکروفیلتراسیون توصیف شده‌اند، این روش‌ها نسبتاً زمان‌بر هستند و نتایج متغیری را ارائه می‌دهند.برعکس، مطالعات قبلی نشان داده‌اند که TA را می‌توان به‌سرعت و با اطمینان (و در نتیجه عملکرد طولانی‌مدت) با بارش به کمک سانتریفیوژ متمرکز کرد.در نتیجه، راحتی، هزینه کم، مدت زمان، و کارایی TA متمرکز گریز از مرکز، این مداخله را به گزینه ای جذاب برای بیماران در محیط های محدود با منابع تبدیل می کند.با این حال، عدم دسترسی به سانتریفیوژ قابل اعتماد می تواند مانع بزرگی برای اجرای این مداخله باشد.با پرداختن به این مشکل، CentREUSE می‌تواند به افزایش در دسترس بودن درمان طولانی‌مدت استروئیدی برای بیمارانی که دارای منابع محدود هستند کمک کند.
در مطالعه ما محدودیت‌هایی وجود دارد، از جمله محدودیت‌هایی که مربوط به عملکرد بومی دستگاه CentREUSE است.این دستگاه یک نوسان ساز غیر خطی و غیر محافظه کار است که به ورودی انسان متکی است و بنابراین نمی تواند نرخ چرخش دقیق و ثابتی را در حین استفاده ارائه دهد.سرعت چرخش به چندین متغیر بستگی دارد، مانند تأثیر کاربر بر سطح مالکیت دستگاه، مواد خاص مورد استفاده در مونتاژ تجهیزات، و کیفیت اتصالات در حال چرخش.این با تجهیزات تجاری که در آن سرعت چرخش می تواند به طور مداوم و دقیق اعمال شود متفاوت است.علاوه بر این، سرعت به دست آمده توسط CentREUSE را می توان در مقایسه با سرعت به دست آمده توسط سایر دستگاه های سانتریفیوژ نسبتاً کم در نظر گرفت.خوشبختانه، سرعت (و نیروی گریز از مرکز مرتبط) تولید شده توسط دستگاه ما برای آزمایش مفهوم مفصل در مطالعه ما (یعنی رسوب TA) کافی بود.سرعت چرخش را می توان با روشن کردن جرم دیسک مرکزی 2 افزایش داد.این را می توان با استفاده از یک ماده سبک تر (مانند مقوای نازک تر) در صورتی که برای نگه داشتن دو سرنگ پر از مایع به اندازه کافی قوی باشد، به دست آورد.در مورد ما، تصمیم به استفاده از مقوا استاندارد "A" (ضخامت 4.8 میلی متر) عمدی بود، زیرا این ماده اغلب در جعبه های حمل و نقل یافت می شود و بنابراین به راحتی به عنوان یک ماده قابل بازیافت یافت می شود.سرعت چرخش را نیز می توان با کاهش شعاع دیسک مرکزی 2 افزایش داد.با این حال، شعاع پلت فرم ما عمداً نسبتاً بزرگ بود تا یک سرنگ 1.0 میلی لیتری را در خود جای دهد.اگر کاربر علاقه مند به سانتریفیوژ کردن کشتی های کوتاهتر باشد، شعاع را می توان کاهش داد - تغییری که به طور قابل پیش بینی منجر به سرعت های چرخشی بالاتر (و احتمالاً نیروهای گریز از مرکز بالاتر) می شود.
علاوه بر این، ما تأثیر خستگی اپراتور بر عملکرد تجهیزات را به دقت ارزیابی نکرده ایم.جالب اینجاست که چند نفر از اعضای گروه ما توانستند به مدت 15 دقیقه بدون خستگی محسوس از دستگاه استفاده کنند.یک راه حل بالقوه برای خستگی اپراتور هنگامی که به سانتریفیوژهای طولانی تری نیاز است، چرخاندن دو یا چند کاربر (در صورت امکان) است.علاوه بر این، ما دوام دستگاه را ارزیابی انتقادی نکردیم، تا حدی به این دلیل که اجزای دستگاه (مانند مقوا و بند ناف) را می‌توان به راحتی با هزینه کم یا بدون هزینه در صورت سایش یا آسیب تعویض کرد.جالب اینجاست که در طول آزمایش آزمایشی خود، از یک دستگاه در مجموع بیش از 200 دقیقه استفاده کردیم.پس از این مدت، تنها علامت قابل توجه اما جزئی سایش، سوراخ شدن در امتداد نخ ها است.
یکی دیگر از محدودیت‌های مطالعه ما این است که جرم یا چگالی TA رسوب‌شده را که با دستگاه CentREUSE و سایر روش‌ها قابل دستیابی است، به‌طور خاص اندازه‌گیری نکردیم.در عوض، تأیید تجربی ما از این دستگاه بر اساس اندازه‌گیری چگالی رسوب (بر حسب میلی‌لیتر) بود.اندازه گیری غیر مستقیم چگالیعلاوه بر این، ما TA غلیظ CentREUSE را روی بیماران آزمایش نکرده‌ایم، با این حال، از آنجایی که دستگاه ما گلوله‌های TA مشابه آنهایی را که با استفاده از یک سانتریفیوژ تجاری تولید می‌شد تولید می‌کرد، فرض کردیم که TA غلیظ CentREUSE به همان اندازه که قبلاً استفاده می‌شد مؤثر و ایمن خواهد بود.در ادبیاتگزارش شده برای دستگاه های سانتریفیوژ معمولی 1،3.مطالعات اضافی برای تعیین مقدار واقعی TA اعمال شده پس از تقویت CentREUSE ممکن است به ارزیابی بیشتر سودمندی واقعی دستگاه ما در این برنامه کمک کند.
طبق دانش ما، CentREUSE، دستگاهی که می‌توان آن را به راحتی از زباله‌های در دسترس ساخت، اولین سانتریفیوژ کاغذی با نیروی انسانی، قابل حمل و بسیار کم هزینه است که در یک محیط درمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.CentREUSE علاوه بر توانایی سانتریفیوژ کردن حجم نسبتاً زیاد، نیازی به استفاده از مواد تخصصی و ابزار ساخت و ساز در مقایسه با سایر سانتریفیوژهای ارزان قیمت منتشر شده ندارد.اثربخشی نشان‌داده‌شده CentREUSE در بارش سریع و قابل‌اعتماد TA ممکن است به بهبود در دسترس بودن طولانی‌مدت استروئید داخل زجاجیه در افراد در محیط‌های محدود به منابع کمک کند، که ممکن است به درمان انواع شرایط چشمی کمک کند.علاوه بر این، مزایای سانتریفیوژهای قابل حمل با نیروی انسانی ما به طور قابل پیش بینی به مکان های غنی از منابع مانند مراکز بهداشتی بزرگ درجه سوم و چهارم در کشورهای توسعه یافته گسترش می یابد.تحت این شرایط، در دسترس بودن دستگاه‌های سانتریفیوژ ممکن است به آزمایشگاه‌های بالینی و تحقیقاتی محدود شود و خطر آلودگی سرنگ‌ها به مایعات بدن انسان، محصولات حیوانی و سایر مواد خطرناک وجود دارد.علاوه بر این، این آزمایشگاه ها اغلب دور از محل مراقبت از بیماران قرار دارند.این به نوبه خود می تواند یک مانع لجستیکی برای ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی باشد که به دسترسی سریع به سانتریفیوژ نیاز دارند.استقرار CentREUSE می تواند به عنوان راهی عملی برای آماده سازی مداخلات درمانی در کوتاه مدت بدون ایجاد اختلال جدی در مراقبت از بیمار باشد.
بنابراین، برای آسان‌تر کردن آمادگی همه برای مداخلات درمانی که نیاز به سانتریفیوژ دارند، یک الگو و دستورالعمل‌های ایجاد CentREUSE در این نشریه منبع باز در بخش اطلاعات اضافی گنجانده شده است.ما خوانندگان را تشویق می کنیم که CentREUSE را در صورت نیاز دوباره طراحی کنند.
داده های حمایت کننده از نتایج این مطالعه در صورت درخواست معقول از نویسنده SM مربوطه در دسترس است.
Ober, MD and Valizhan, S. مدت اثر تریامسینولون استون در زجاجیه در غلظت سانتریفیوژ.شبکیه چشم 33، 867-872 (2013).
بهملا، ام اس و دیگران.سانتریفیوژ دستی بسیار ارزان برای کاغذ.علوم زیست پزشکی ملی.پروژه1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM و Wasserman JA غلظت گریز از مرکز سوسپانسیون داخل زجاجیه تریامسینولون استونید: جایگزینی ارزان، ساده و امکان پذیر برای تجویز طولانی مدت استروئید.جی ویترین.دیس5. 15-31 (2021).
هاک، صبر می کنم.آداپتور سانتریفیوژ منبع باز ارزان قیمت برای جداسازی نمونه های خون بالینی بزرگ.PLOS One.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP، Gupta M.، Shevkoplyas SS و Whitesides GM این همزن مانند یک سانتریفیوژ است: جداسازی پلاسمای انسان از خون کامل در تنظیمات محدود به منابع.آزمایشگاه.تراشه8، 2032–2037 (2008).
براون، جی و همکاران.سانتریفیوژ دستی، قابل حمل و کم هزینه برای تشخیص کم خونی در تنظیمات با منابع محدود.آره.جی تروپ.دارو.مرطوب.85، 327-332 (2011).
لیو، K.-H.صبر کن.پلاسما با استفاده از اسپینر جدا شد.مقعدشیمیایی.91، 1247–1253 (2019).
مایکل، آی و همکاران.اسپینر برای تشخیص فوری عفونت های دستگاه ادراری.علوم زیست پزشکی ملی.پروژه4، 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A., and Prakash, M. Handyfuge-LAMP: سانتریفیوژ ارزان بدون الکترولیت برای تشخیص همدما SARS-CoV-2 در بزاق.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH, and Choi, J. Mag-spinner: نسل بعدی سیستم های جداسازی مغناطیسی راحت، مقرون به صرفه، ساده و قابل حمل (FAST).Nano Advances 4, 792–800 (2022).
آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحدهپیشبرد مدیریت مواد پایدار: برگه اطلاعات سال 2018 که روندهای تولید و مدیریت مواد در ایالات متحده را ارزیابی می کند.(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. استروئیدها برای درمان داخل زجاجیه بیماری های شبکیه.علم.مجله Mir 2014, 1-14 (2014).
ماءالشعیر، چای بعد از ظهر و غیره. غلظت و فارماکوکینتیک داخل چشمی تریامسینولون استونید پس از یک تزریق داخل زجاجیه.Ophthalmology 110, 681-686 (2003).
آدرن، اف و همکاران.مدل فارماکوکینتیک-فارماکودینامیک اثر تریامسینولون استونید بر ضخامت مرکزی ماکولا در بیماران مبتلا به ادم ماکولا دیابتی.سرمایه گذاری.چشم پزشکیقابل رویت.علم.45, 3435-3441 (2004).
اوبر، MD و همکاران.دوز واقعی تریامسینولون استون با روش معمول تزریق داخل زجاجیه اندازه گیری شد.آره.J. Ophthalmol.142، 597-600 (2006).
روش Cin، HS، Kim، TH، Moon، YS و Oh، JH تریامسینولون استونید غلیظ برای تزریق داخل زجاجیه.شبکیه چشم 25، 1107-1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE تجزیه و تحلیل کمی تریامسینولون ته نشین شده برای تزریق.Retina 27, 1255-1259 (2007).
SM تا حدودی توسط یک هدیه به بنیاد موکای، بیمارستان چشم و گوش ماساچوست، بوستون، ماساچوست، ایالات متحده حمایت می شود.
گروه چشم پزشکی، دانشکده پزشکی هاروارد، چشم و گوش ماساچوست، خیابان چارلز 243، بوستون، ماساچوست، 02114، ایالات متحده آمریکا