Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz.Sınırlı CSS desteğine sahip bir tarayıcı sürümü kullanıyorsunuz.En iyi deneyim için güncellenmiş bir tarayıcı kullanmanızı (veya Internet Explorer'da Uyumluluk Modunu devre dışı bırakmanızı) öneririz.Ayrıca sürekli desteği sağlamak için siteyi stiller ve JavaScript olmadan gösteriyoruz.
Slayt başına üç makale gösteren kaydırıcılar.Slaytlar arasında ilerlemek için geri ve ileri düğmelerini veya her slaytta ilerlemek için sondaki slayt denetleyici düğmelerini kullanın.
Güvenilir tıbbi santrifüjleme, tarihsel olarak pahalı, hantal ve elektriğe bağımlı ticari ekipmanların kullanımını gerektirmiştir ve bunlar genellikle kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda mevcut değildir.Çeşitli taşınabilir, ucuz, motorsuz santrifüjler tanımlanmış olmasına rağmen, bu çözümler öncelikle nispeten küçük hacimlerde sedimantasyon gerektiren teşhis uygulamalarına yöneliktir.Buna ek olarak, bu cihazların tasarımı sıklıkla yetersiz hizmet verilen alanlarda normalde bulunmayan özel malzeme ve araçların kullanımını gerektirir.Burada terapötik uygulamalara yönelik ultra düşük maliyetli, insan tarafından çalıştırılan, taşınabilir, atık bazlı bir santrifüj olan CentREUSE'nin tasarımını, montajını ve deneysel doğrulamasını açıklıyoruz.CentREUSE, 10,5 bağıl merkezkaç kuvveti (RCF) ± 1,3'lük bir ortalama merkezkaç kuvveti sergiler.CentREUSE'de 3 dakikalık santrifüjleme sonrasında 1,0 ml vitreus triamsinolon süspansiyonunun çökelmesi, 12 saatlik yerçekimi aracılı sedimantasyon sonrasındaki ile karşılaştırılabilir düzeydeydi (0,41 ml ± 0,04'e karşı 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Ticari ekipman kullanılarak 5 dakika boyunca 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) ve 50 RCF'de (0,20 ml) santrifüjlemeden sonra gözlemlenene kıyasla 5 ve 10 dakika boyunca CentREUSE santrifüjlemesinden sonra tortu kalınlaşması Benzer ± 0,02'ye karşı 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).CentREUSE şablonları ve oluşturma talimatları bu açık kaynak gönderide yer almaktadır.
Santrifüjleme birçok tanı testi ve terapötik müdahalede önemli bir adımdır1,2,3,4.Bununla birlikte, yeterli santrifüjlemenin sağlanması, tarihsel olarak pahalı, hantal ve elektriğe bağımlı ticari ekipmanların kullanımını gerektirmiştir ve bunlar genellikle kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda2,4 mevcut değildir.2017 yılında Prakash'ın grubu, 0,20 ABD Doları ($)2 maliyetle, prefabrik malzemelerden yapılmış, kağıt bazlı küçük bir manuel santrifüjü ("kağıt şişirici" adı verilen) piyasaya sürdü.O zamandan bu yana, kağıt füg, düşük hacimli teşhis uygulamaları için kaynak sınırlı ortamlarda kullanıldı (örneğin, sıtma parazitlerini tespit etmek için kılcal tüplerdeki kan bileşenlerinin yoğunluk bazlı ayrılması), böylece süper ucuz, taşınabilir, insan gücüyle çalışan bir cihaz ortaya çıktı.santrifüj 2.O zamandan beri, birkaç başka kompakt, ucuz, motorsuz santrifüj cihazı4,5,6,7,8,9,10tanımlanmıştır.Bununla birlikte, kağıt dumanları gibi bu çözeltilerin çoğu, nispeten küçük sedimantasyon hacimleri gerektiren teşhis amaçlıdır ve bu nedenle büyük numuneleri santrifüj etmek için kullanılamaz.Buna ek olarak, bu çözümlerin montajı sıklıkla yetersiz hizmet verilen alanlarda bulunmayan özel malzeme ve araçların kullanımını gerektirir4,5,6,7,8,9,10.
Burada, genellikle yüksek sedimantasyon hacimleri gerektiren terapötik uygulamalar için geleneksel kağıt füg atıklarından yapılmış bir santrifüjün (CentREUSE adı verilen) tasarımını, montajını ve deneysel doğrulamasını açıklıyoruz.Durum 1, 3 Kavramın bir kanıtı olarak, cihazı gerçek bir oftalmik müdahale ile test ettik: gözün vitreus gövdesine daha sonra bir bolus ilacının enjeksiyonu için aseton (TA) içinde bir triamsinolon süspansiyonunun çökeltilmesi.TA konsantrasyonu için santrifüjleme, çeşitli göz rahatsızlıklarının uzun süreli tedavisi için kabul edilen düşük maliyetli bir müdahale olmasına rağmen, ilaç formülasyonu sırasında ticari olarak temin edilebilen santrifüjlere duyulan ihtiyaç, bu tedavinin kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda kullanılmasının önünde büyük bir engeldir1,2, 3.geleneksel ticari santrifüjlerle elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında.CentREUSE oluşturmaya yönelik şablonlar ve talimatlar, bu açık kaynak gönderisinin "Daha Fazla Bilgi" bölümünde yer almaktadır.
CentREUSE neredeyse tamamen hurdadan yapılabilir.Yarı dairesel şablonun her iki kopyası da (Ek Şekil S1) standart ABD karbon mektup kağıdına (215,9 mm x 279,4 mm) basılmıştır.Ekli iki yarım daire şablon, CentREUSE cihazının üç temel tasarım özelliğini tanımlar; bunlar arasında (1) 247 mm dönen diskin dış kenarı, (2) 1,0 ml'lik bir şırıngayı (kapaklı ve ampüte pistonlu) barındıracak şekilde tasarlanmıştır.saptaki oyuklar) ve (3) halatın diskten geçebilmesi için deliklerin nereye açılacağını gösteren iki işaret.
Şablonu oluklu mukavvaya yapıştırın (örneğin çok amaçlı yapıştırıcı veya bantla) (minimum boyut: 247 mm × 247 mm) (Ek Şekil S2a).Bu çalışmada standart "A" oluklu mukavva (4,8 mm kalınlığında) kullanılmıştır, ancak atılan nakliye kutularından elde edilen oluklu mukavva gibi benzer kalınlıktaki oluklu mukavva da kullanılabilir.Keskin bir alet (bıçak veya makas gibi) kullanarak kartonu, şablonda belirtilen dış diskin kenarı boyunca kesin (Ek Şekil S2b).Daha sonra dar, keskin bir alet kullanarak (tükenmez kalemin ucu gibi), şablonda izlenen işaretlere göre 8,5 mm yarıçaplı iki tam kalınlıkta delik oluşturun (Ek Şekil S2c).Daha sonra jilet gibi sivri uçlu bir alet kullanılarak şablondan ve alttaki karton yüzey katmanından 1,0 ml'lik şırıngalar için iki yuva kesilir;Alttaki oluklu katmana veya kalan yüzey katmanına zarar vermemeye dikkat edilmelidir (Ek Şekil S2d, e).Daha sonra, iki delikten bir parça ip (örneğin 3 mm'lik pişirme pamuğu kordonu veya benzer kalınlık ve elastikiyette herhangi bir iplik) geçirin ve yaklaşık 30 cm uzunluğunda bir diskin her iki yanına bir ilmek bağlayın (Ek Şekil S2f).
İki adet 1,0 ml'lik şırıngayı yaklaşık olarak eşit hacimlerde (örn. 1,0 ml TA süspansiyonu) doldurun ve kapağını kapatın.Şırınga piston çubuğu daha sonra namlu flanşı seviyesinde kesildi (Ek Şekil S2g, h).Daha sonra silindir flanşı, ekipmanın kullanımı sırasında kesik pistonun fırlamasını önlemek için bir bant tabakasıyla kaplanır.Daha sonra her 1.0 ml'lik şırınga, kapağı diskin merkezine bakacak şekilde şırınga bölmesine yerleştirildi (Ek Şekil S2i).Daha sonra her şırınga en azından diske yapışkan bantla tutturuldu (Ek Şekil S2j).Son olarak, ilmeğin içindeki ipin her iki ucuna iki kalem (kurşun kalem veya benzeri sağlam çubuk şeklinde aletler) yerleştirerek santrifüjün montajını tamamlayın (Şekil 1).
CentREUSE'yi kullanma talimatları geleneksel dönen oyuncaklara benzer.Döndürme, her iki elde birer tutamak tutularak başlatılır.Tellerdeki hafif gevşeklik, diskin ileri veya geri sallanmasına neden olarak diskin sırasıyla ileri veya geri dönmesine neden olur.Bu, tellerin kıvrılması için yavaş ve kontrollü bir şekilde birkaç kez yapılır.Daha sonra hareketi durdurun.Teller gevşemeye başladığında, sap teller gergin olana kadar sertçe çekilir ve diskin dönmesine neden olur.İp tamamen çözülüp geri sarmaya başlar başlamaz sap yavaşça gevşetilmelidir.Halat tekrar gevşemeye başladığında, cihazın dönmesini sağlamak için aynı seri hareketleri uygulayın (video S1).
Bir süspansiyonun santrifüjleme yoluyla çökeltilmesini gerektiren uygulamalar için cihaz, tatmin edici granülasyon elde edilene kadar sürekli olarak döndürüldü (Ek Şekil S3a,b).Şırınga haznesinin piston ucunda karmaşık parçacıklar oluşacak ve süpernatan, şırınganın ucuna doğru yoğunlaşacaktır.Daha sonra, namlu flanşını kaplayan bant çıkarılarak ve doğal pistonu yavaşça şırınga ucuna doğru itmek için ikinci bir piston yerleştirilerek süpernatan boşaltıldı ve bileşik çökeltiye ulaştığında durduruldu (Ek Şekil S3c,d).
Dönme hızını belirlemek için, suyla doldurulmuş iki adet 1,0 ml'lik şırıngayla donatılmış CentREUSE cihazı, sabit bir salınım durumuna ulaştıktan sonra 1 dakika boyunca yüksek hızlı bir video kamerayla (saniyede 240 kare) kaydedildi.Dönen diskin kenarına yakın işaretleyiciler, dakika başına devir sayısını (rpm) belirlemek için kayıtların kare kare analizi kullanılarak manuel olarak izlendi (Şekil 2a-d).Tekrar n = 10 deneme.Şırınga haznesinin orta noktasındaki bağıl merkezkaç kuvveti (RCF) daha sonra aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
CentREUSE ile dönme hızı ölçümü.(A–D) Cihazın dönüşünü tamamlamak için gereken süreyi (dakika: saniye. milisaniye) gösteren sıralı temsili görüntüler.Oklar iz işaretlerini gösterir.(E) CentREUSE kullanılarak RPM ölçümü.Çizgiler ortalamayı (kırmızı) ± standart sapmayı (siyah) temsil eder.Puanlar bireysel 1 dakikalık denemeleri temsil eder (n = 10).
Enjeksiyon için TA süspansiyonu (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, ABD) içeren 1,0 ml'lik bir şırınga, CentREUSE kullanılarak 3, 5 ve 10 dakika süreyle santrifüjlendi.Bu tekniği kullanan sedimantasyon, bir Eppendorf 5810R tezgah üstü santrifüjde (Hamburg, Almanya) 5 dakika boyunca bir A-4-62 rotoru kullanılarak 10, 20 ve 50 RCF'de santrifüjleme sonrasında elde edilen ile karşılaştırıldı.Yağış miktarı aynı zamanda 0'dan 720 dakikaya kadar çeşitli zaman noktalarında yer çekimine bağlı yağış kullanılarak elde edilen yağış miktarıyla da karşılaştırıldı.Her prosedür için toplam n = 9 bağımsız tekrar gerçekleştirildi.
Tüm istatistiksel analizler Prism 9.0 yazılımı (GraphPad, San Diego, ABD) kullanılarak yapıldı.Değerler aksi belirtilmedikçe ortalama ± standart sapma (SD) olarak sunulmuştur.Grup ortalamaları iki kuyruklu Welch düzeltmeli t testi kullanılarak karşılaştırıldı.Alfa 0,05 olarak tanımlanır.Yer çekimine bağlı çökme için, en küçük kareler regresyonu kullanılarak tek fazlı bir üstel bozunma modeli yerleştirildi ve belirli bir x değeri için tekrarlanan y değerleri tek bir nokta olarak ele alındı.
burada x dakika cinsinden zamandır.y – çökelti hacmi.y0, x sıfır olduğunda y'nin değeridir.Plato sonsuz dakikalar için y değeridir.K, dakikaların tersi olarak ifade edilen hız sabitidir.
CentREUSE cihazı, her biri 1,0 ml suyla doldurulmuş iki standart 1,0 ml şırınga kullanılarak güvenilir, kontrollü, doğrusal olmayan salınımlar gösterdi (video S1).N = 10 denemede (her biri 1 dakika), CentREUSE'nin ortalama dönüş hızı 359,4 rpm ± 21,63 (aralık = 337-398) olup, hesaplanan ortalama merkezkaç kuvveti 10,5 RCF ± 1,3 (aralık = 9,2–12,8) ile sonuçlandı. ).(Şekil 2a-e).
TA süspansiyonlarının 1,0 ml şırıngalarda peletlenmesine yönelik çeşitli yöntemler değerlendirildi ve CentREUSE santrifüjlemesi ile karşılaştırıldı.12 saatlik yerçekimine bağlı çökelmenin ardından çökelti hacmi 0,38 ml ± 0,03'e ulaştı (Ek Şekil S4a,b).Yer çekimine bağlı TA birikimi, tek fazlı bir üstel bozunma modeliyle tutarlıdır (R2 = 0,8582 ile düzeltilmiştir), bu da tahmini 0,3804 mL (% 95 güven aralığı: 0,3578 ila 0,4025) bir platoyla sonuçlanır (Ek Şekil S4c).CentREUSE, 3 dakikada ortalama 0,41 ml ± 0,04 sediment hacmi üretti; bu, 12 saatte yerçekimine bağlı sedimantasyon için gözlemlenen 0,38 ml ± 0,03 ortalama değerine benzerdi (p = 0,14) (Şekil 3a, d, h) .CentREUSE, 12 saatte yerçekimine dayalı sedimantasyon için gözlemlenen ortalama 0,38 ml ± 0,03 ortalamaya kıyasla 5 dakikada 0,31 ml ± 0,02'lik önemli ölçüde daha kompakt bir hacim verdi (p = 0,0001) ( Şekil 3b, d, h).
CentREUSE santrifüjlemesi ile elde edilen TA pelet yoğunluğunun yerçekimi çökeltme ile standart endüstriyel santrifüjleme (A-C) ile karşılaştırılması.3 dakika (A), 5 dakika (B) ve 10 dakika (C) CentREUSE kullanımından sonra 1,0 ml şırıngalarda çökeltilmiş TA süspansiyonlarının temsili görüntüleri.(D) 12 saatlik yerçekimi yerleşmesinden sonra biriken TA'nın temsili görüntüleri.(EG) 10 RCF (E), 20 RCF (F) ve 50 RCF (G)'de 5 dakika boyunca standart ticari santrifüjleme sonrasında çökeltilmiş TA'nın temsili görüntüleri.(H) Tortu hacmi, CentREUSE (3, 5 ve 10 dakika), yerçekimi aracılı sedimantasyon (12 saat) ve 5 dakikada (10, 20 ve 50 RCF) standart endüstriyel santrifüj kullanılarak ölçüldü.Çizgiler ortalamayı (kırmızı) ± standart sapmayı (siyah) temsil eder.Noktalar bağımsız tekrarları temsil eder (her durum için n = 9).
CentREUSE, 5 dakika sonra 0,31 ml ± 0,02'lik bir ortalama hacim üretti; bu, standart bir ticari santrifüjde 10 RCF'de 5 dakika boyunca gözlemlenen 0,32 ml ± 0,03 ortalamasına benzer (p = 0,20) ve ortalama hacimden biraz daha düşük 20 µg RCF ile elde edilen sonuç 0,28 ml ± 0,03'te 5 dakika süreyle gözlendi (p = 0,03) (Şekil 3b, e, f, h).CentREUSE, 10 dakikada 0,20 ml ± 0,02'lik bir ortalama hacim üretti; bu, 50 RCF'de ticari bir santrifüj ile 5 dakikada gözlemlenen 0,19 ml ± 0,01'lik ortalama hacimle karşılaştırıldığında aynı derecede kompakttı (p = 0,15) (Şekil 3c, g, h)..
Burada, geleneksel terapötik atıklardan yapılmış ultra düşük maliyetli, taşınabilir, insan tarafından çalıştırılan, kağıt bazlı bir santrifüjün tasarımını, montajını ve deneysel doğrulamasını açıklıyoruz.Tasarım büyük ölçüde Prakash'ın grubu tarafından teşhis uygulamaları için 2017 yılında tanıtılan kağıt bazlı santrifüje ("kağıt füg" olarak anılır) dayanmaktadır.Santrifüjlemenin tarihsel olarak pahalı, hantal ve elektriğe bağımlı ticari ekipmanların kullanımını gerektirdiği göz önüne alındığında, Prakash'ın santrifüjü, kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda santrifüjlemeye güvenli olmayan erişim sorununa zarif bir çözüm sunmaktadır2,4.O zamandan bu yana, paperfuge, sıtma tespiti için yoğunluğa dayalı kan fraksiyonlaması gibi çeşitli düşük hacimli teşhis uygulamalarında pratik fayda gösterdi.Bununla birlikte, bildiğimiz kadarıyla, benzer ultra ucuz kağıt bazlı santrifüj cihazları, genellikle daha büyük hacimli sedimantasyon gerektiren koşullar olan terapötik amaçlar için kullanılmamıştır.
Bunu akılda tutarak CentREUSE'nin hedefi, terapötik müdahalelerde kağıt santrifüjlemenin kullanımını genişletmektir.Bu, Prakash görünümünün tasarımında çeşitli değişiklikler yapılarak başarıldı.Özellikle, iki standart 1,0 ml'lik şırınganın uzunluğunu artırmak için CentREUSE, test edilen en büyük Prakash kağıt sıkma aletinden (yarıçap = 85 mm) daha büyük bir disk (yarıçap = 123,5 mm) içerir.Ayrıca sıvıyla doldurulmuş 1,0 ml'lik bir şırınganın ekstra ağırlığını desteklemek için CentREUSE, karton yerine oluklu mukavva kullanır.Bu modifikasyonlar hep birlikte, Prakash kağıt temizleyicide test edilenlerden daha büyük hacimlerin santrifüjlenmesine olanak tanır (yani kılcal damarlı iki adet 1,0 ml'lik şırınga) ve hala benzer bileşenlere (filament ve kağıt bazlı malzeme) dayanır.Özellikle, teşhis amaçlı4,5,6,7,8,9,10 diğer birçok ucuz insan gücüyle çalışan santrifüj tarif edilmiştir.Bunlara döner cihazlar5, 6, 7, 8, 9 için döndürücüler, salata çırpıcılar, yumurta çırpıcılar ve el fenerleri dahildir. Ancak bu cihazların çoğu 1,0 ml'ye kadar hacimleri işleyecek şekilde tasarlanmamıştır ve genellikle daha pahalı malzemelerden oluşur ve kağıt santrifüjlerinde kullanılanlara göre erişilemez2,4,5,6,7,8,9,10..Aslında atılmış kağıt malzemeler genellikle her yerde bulunur;örneğin Amerika Birleşik Devletleri'nde kağıt ve karton, belediye katı atıklarının %20'sinden fazlasını oluşturur ve kağıt santrifüjlerinin yapımı için bol, ucuz ve hatta ücretsiz bir kaynak sağlar.örneğin CentREUSE11.Ayrıca yayınlanan diğer birçok düşük maliyetli çözümle karşılaştırıldığında CentREUSE, oluşturmak için özel donanım (3D yazdırma donanımı ve yazılımı, lazer kesim donanımı ve yazılımı vb.) gerektirmez, bu da donanımı daha fazla kaynak yoğun hale getirir..Bu insanlar çevrede 4, 8, 9, 10'dur.
Kağıt santrifüjümüzün terapötik amaçlar için pratik kullanışlılığının bir kanıtı olarak, vitreus bolus enjeksiyonu için triamsinolon süspansiyonunun aseton (TA) içinde hızlı ve güvenilir şekilde çökeltildiğini gösteriyoruz; bu, çeşitli oküler hastalıkların uzun süreli tedavisi için kanıtlanmış düşük maliyetli bir müdahaledir1 ,3.CentREUSE ile 3 dakika sonra çökelme sonuçları, 12 saatlik yerçekimi aracılı çökeltme sonrasında elde edilen sonuçlarla karşılaştırılabilir.Ek olarak, 5 ve 10 dakikalık santrifüjleme sonrasındaki CentREUSE sonuçları, yerçekimiyle elde edilebilecek sonuçları aştı ve sırasıyla 10 ve 50 RCF'de 5 dakika süreyle endüstriyel santrifüjleme sonrasında gözlemlenen sonuçlara benzerdi.Özellikle, deneyimlerimize göre CentREUSE, test edilen diğer yöntemlere göre daha keskin ve daha düzgün bir tortu-süpernatan arayüzü üretiyor;Bu, uygulanan ilacın dozunun daha doğru bir şekilde değerlendirilmesine izin verdiğinden ve minimum parçacık hacmi kaybıyla süpernatanın çıkarılması daha kolay olduğundan arzu edilir.
Bu uygulamanın bir kavram kanıtı olarak seçilmesi, kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda uzun etkili intravitreal steroidlere erişimin iyileştirilmesine yönelik süregelen ihtiyaçtan kaynaklanmıştır.İntravitreal steroidler, diyabetik maküla ödemi, yaşa bağlı maküla dejenerasyonu, retinal vasküler oklüzyon, üveit, radyasyon retinopatisi ve kistik maküla ödemi dahil olmak üzere çeşitli göz rahatsızlıklarının tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır3,12.İntravitreal uygulama için mevcut steroidler arasında TA dünya çapında en yaygın kullanılanıdır12.TA koruyucuları içermeyen preparatlar (PF-TA) mevcut olmasına rağmen (örneğin, Triesence [40 mg/mL, Alcon, Fort Worth, ABD]), benzil alkol koruyucuları içeren preparatlar (örneğin, Kenalog-40 [40 mg/mL, Bristol- Myers Squibb, New York, ABD]) en popüler olanı olmaya devam ediyor3,12.İkinci ilaç grubunun ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) tarafından yalnızca kas içi ve eklem içi kullanım için onaylandığı, dolayısıyla göz içi uygulamanın kayıtsız olduğu kabul edildiği unutulmamalıdır3, 12.İntravitreal TA'nın enjekte edilebilir dozu endikasyon ve tekniğe göre değişmekle birlikte, en yaygın olarak bildirilen doz 4,0 mg'dır (yani 40 mg/ml'lik bir çözeltiden 0,1 ml'lik enjeksiyon hacmi), bu da genellikle yaklaşık 3 aylık bir tedavi süresi verir. Etkiler 1 , 12, 13, 14, 15.
Kronik, şiddetli veya tekrarlayan göz hastalıklarında intravitreal steroidlerin etkisini uzatmak için, deksametazon 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, İrlanda), Relax florür asetonid 0,59 mg (Retisert) dahil olmak üzere çeşitli uzun etkili implante edilebilir veya enjekte edilebilir steroid cihazları piyasaya sürülmüştür. , Bausch and Lomb, Laval, Kanada) ve fluosinolon asetonid 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, ABD)3,12.Ancak bu cihazların çeşitli potansiyel dezavantajları vardır.Amerika Birleşik Devletleri'nde her cihaz yalnızca birkaç endikasyon için onaylanmıştır ve bu da sigorta kapsamını sınırlamaktadır.Ayrıca bazı cihazlar cerrahi implantasyon gerektirir ve cihazın ön kamaraya migrasyonu gibi benzersiz komplikasyonlara neden olabilir3,12.Ek olarak, bu cihazlar TA3,12'den daha az kolay temin edilebilir ve çok daha pahalı olma eğilimindedir;Mevcut ABD fiyatlarına göre Kenalog-40'ın maliyeti 1,0 ml süspansiyon başına yaklaşık 20 ABD dolarıdır; Ozurdex, Retisert ve Iluvien eksplantları ise.Giriş ücreti yaklaşık 1400 dolar.sırasıyla 20.000 dolar ve 9.200 dolar.Bu faktörlerin tümü, kaynakların kısıtlı olduğu ortamlardaki kişilerin bu cihazlara erişimini sınırlamaktadır.
Daha düşük maliyeti, daha cömert geri ödemesi ve daha fazla bulunabilirliği nedeniyle intravitreal TA1,3,16,17'nin etkisini uzatmak için girişimlerde bulunulmuştur.Sudaki düşük çözünürlüğü göz önüne alındığında TA, gözde bir depo olarak kalır ve kademeli ve nispeten sabit ilaç difüzyonuna izin verir, dolayısıyla etkinin daha büyük depolarla daha uzun sürmesi beklenir1,3.Bu amaçla, TA süspansiyonunun vitreusa enjeksiyon öncesinde konsantre edilmesi için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir.Pasif (yani yerçekimine bağlı) çökeltme veya mikrofiltrasyona dayalı yöntemler tanımlanmış olmasına rağmen, bu yöntemler nispeten zaman alıcıdır ve değişken sonuçlar verir15,16,17.Aksine, önceki çalışmalar TA'nın santrifüj destekli çökeltme1,3 ile hızlı ve güvenilir bir şekilde konsantre edilebileceğini (ve dolayısıyla uzun süreli etki) göstermiştir.Sonuç olarak, santrifüjle konsantre edilmiş TA'nın kolaylığı, düşük maliyeti, süresi ve etkinliği, bu müdahaleyi kaynakların sınırlı olduğu ortamlardaki hastalar için çekici bir seçenek haline getirmektedir.Ancak güvenilir santrifüjleme erişiminin olmaması bu müdahalenin uygulanmasında büyük bir engel olabilir;CentREUSE, bu sorunu ele alarak, kaynakların sınırlı olduğu ortamlardaki hastalar için uzun süreli steroid tedavisinin kullanılabilirliğinin arttırılmasına yardımcı olabilir.
Çalışmamızda CentREUSE cihazına özgü işlevsellik ile ilgili olanlar da dahil olmak üzere bazı sınırlamalar bulunmaktadır.Cihaz, insan girdisine dayanan ve bu nedenle kullanım sırasında doğru ve sabit bir dönüş hızı sağlayamayan, doğrusal olmayan, korunumlu olmayan bir osilatördür;dönüş hızı, kullanıcının cihaz sahipliği düzeyi üzerindeki etkisi, ekipmanın montajında ​​kullanılan belirli malzemeler ve döndürülen bağlantıların kalitesi gibi çeşitli değişkenlere bağlıdır.Bu, dönme hızının tutarlı ve doğru bir şekilde uygulanabildiği ticari ekipmanlardan farklıdır.Ayrıca CentREUSE tarafından elde edilen hız, diğer santrifüj cihazları2 tarafından elde edilen hıza kıyasla nispeten mütevazı sayılabilir.Neyse ki, cihazımızın ürettiği hız (ve buna bağlı merkezkaç kuvveti), çalışmamızda ayrıntılı olarak açıklanan konsepti (yani TA biriktirme) test etmek için yeterliydi.Merkezi diskin (2) kütlesinin hafifletilmesiyle dönme hızı artırılabilir;bu, sıvıyla dolu iki şırıngayı tutacak kadar güçlüyse daha hafif bir malzeme (daha ince karton gibi) kullanılarak başarılabilir.Bizim durumumuzda, standart "A" oluklu karton (4,8 mm kalınlığında) kullanma kararı kasıtlıydı, çünkü bu malzeme genellikle nakliye kutularında bulunur ve bu nedenle geri dönüştürülebilir bir malzeme olarak kolayca bulunur.Dönme hızı, merkezi diskin (2) yarıçapının azaltılmasıyla da artırılabilir.Ancak platformumuzun yarıçapı, 1,0 ml'lik bir şırıngayı barındıracak şekilde kasıtlı olarak nispeten büyük yapıldı.Kullanıcı daha kısa kapları santrifüj etmek istiyorsa yarıçap azaltılabilir; bu da tahmin edilebileceği gibi daha yüksek dönme hızlarına (ve muhtemelen daha yüksek merkezkaç kuvvetlerine) yol açacak bir değişikliktir.
Ayrıca operatör yorgunluğunun ekipman işlevselliği üzerindeki etkisini dikkatli bir şekilde değerlendirmedik.İlginç bir şekilde grubumuzun birkaç üyesi, cihazı 15 dakika boyunca gözle görülür bir yorgunluk yaşamadan kullanabildi.Daha uzun santrifüjler gerektiğinde operatörün yorulmasına yönelik potansiyel bir çözüm, (mümkünse) iki veya daha fazla kullanıcıyı döndürmektir.Buna ek olarak, cihazın dayanıklılığını eleştirel bir şekilde değerlendirmedik; bunun nedeni, cihazın bileşenlerinin (karton ve kordon gibi), aşınma veya hasar durumunda çok az maliyetle veya hiç maliyet olmadan kolayca değiştirilebilmesidir.İlginç bir şekilde pilot testimiz sırasında bir cihazı toplam 200 dakikadan fazla kullandık.Bu süreden sonra, gözle görülür ancak küçük aşınma belirtisi dişler boyunca meydana gelen delinmelerdir.
Çalışmamızın bir diğer sınırlaması da, CentREUSE cihazı ve diğer yöntemlerle elde edilebilen, biriken TA'nın kütlesini veya yoğunluğunu özel olarak ölçmemiş olmamızdır;bunun yerine, bu cihazın deneysel doğrulaması, çökelti yoğunluğunun (ml cinsinden) ölçümüne dayanıyordu.yoğunluğun dolaylı ölçüsü.Ayrıca CentREUSE Konsantre TA'yı hastalar üzerinde test etmedik, ancak cihazımız ticari bir santrifüj kullanılarak üretilenlere benzer TA peletleri ürettiğinden CentREUSE Konsantre TA'nın daha önce kullanıldığı kadar etkili ve güvenli olacağını varsaydık.literatürde.geleneksel santrifüj cihazları için rapor edilmiştir1,3.CentREUSE takviyesi sonrasında uygulanan gerçek TA miktarını ölçen ek çalışmalar, cihazımızın bu başvurudaki gerçek kullanışlılığının daha fazla değerlendirilmesine yardımcı olabilir.
Bildiğimiz kadarıyla, hazır atıklardan kolayca yapılabilen bir cihaz olan CentREUSE, tedavi edici bir ortamda kullanılan ilk insan gücüyle çalışan, taşınabilir, ultra düşük maliyetli kağıt santrifüjüdür.Nispeten büyük hacimlerde santrifüj yapabilmenin yanı sıra CentREUSE, yayınlanan diğer düşük maliyetli santrifüjlerle karşılaştırıldığında özel malzemelerin ve inşaat araçlarının kullanılmasını gerektirmez.Hızlı ve güvenilir TA çökeltmesinde CentREUSE'nin kanıtlanmış etkinliği, kaynakların sınırlı olduğu ortamlardaki kişilerde uzun süreli intravitreal steroid kullanılabilirliğinin iyileştirilmesine yardımcı olabilir ve bu da çeşitli oküler rahatsızlıkların tedavisine yardımcı olabilir.Ek olarak, insan gücüyle çalışan taşınabilir santrifüjlerimizin faydaları, tahmin edilebileceği gibi, gelişmiş ülkelerdeki büyük üçüncül ve dördüncül sağlık merkezleri gibi kaynak açısından zengin yerlere de yayılmaktadır.Bu koşullar altında, şırıngaların insan vücudu sıvıları, hayvan ürünleri ve diğer tehlikeli maddelerle kirlenmesi riski nedeniyle santrifüj cihazlarının bulunabilirliği klinik ve araştırma laboratuvarlarıyla sınırlı olmaya devam edebilir.Ayrıca bu laboratuvarlar genellikle hastaların bakım noktasından uzakta bulunmaktadır.Bu da santrifüje hızlı erişime ihtiyaç duyan sağlık hizmeti sağlayıcıları için lojistik bir engel olabilir;CentREUSE'nin konuşlandırılması, hasta bakımını ciddi şekilde aksatmadan kısa vadede terapötik müdahaleler hazırlamanın pratik bir yolu olarak hizmet edebilir.
Bu nedenle, herkesin santrifüjleme gerektiren terapötik müdahalelere hazırlanmasını kolaylaştırmak için, CentREUSE oluşturmaya yönelik bir şablon ve talimatlar bu açık kaynak yayının Ek Bilgiler bölümünde yer almaktadır.Okuyucuları gerektiğinde CentREUSE'yi yeniden tasarlamaya teşvik ediyoruz.
Bu çalışmanın sonuçlarını destekleyen veriler, makul talep üzerine ilgili SM yazarından temin edilebilir.
Ober, MD ve Valizhan, S. Santrifüjleme konsantrasyonunda vitreusta triamsinolon asetonun etki süresi.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS ve diğerleri.Kağıt için manuel ultra ucuz santrifüj.Ulusal Biyomedikal Bilim.proje.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM ve Wasserman JA Triamsinolon asetonidin intravitreal süspansiyonunun santrifüj konsantrasyonu: uzun süreli steroid uygulamasına ucuz, basit ve uygulanabilir bir alternatif.J. Vitrain.diss.5. 15–31 (2021).
Huck, bekleyeceğim.Büyük klinik kan örneklerini ayırmak için ucuz, açık kaynaklı santrifüj adaptörü.PLOS Bir.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS ve Whitesides GM Çırpma makinesi bir santrifüj gibidir: kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda insan plazmasını tam kandan ayırır.laboratuvar.yonga.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. ve ark.Kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda anemi tanısı için manuel, taşınabilir, düşük maliyetli santrifüj.Evet.J. Trope.ilaç.nem.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.Beklemek.Plazma bir döndürücü kullanılarak ayrıldı.anüs.Kimyasal.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. ve ark.İdrar yolu enfeksiyonlarının anında teşhisi için döndürücü.Ulusal Biyomedikal Bilim.proje.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A. ve Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Tükürükte SARS-CoV-2'nin izotermal tespiti için ucuz elektrolit içermeyen santrifüjleme.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH ve Choi, J. Mag-spinner: Yeni nesil kullanışlı, uygun fiyatlı, basit ve taşınabilir (FAST) manyetik ayırma sistemleri.Nano Gelişmeler 4, 792–800 (2022).
ABD Çevre Koruma Ajansı.Sürdürülebilir Malzeme Yönetiminin Geliştirilmesi: Amerika Birleşik Devletleri'nde malzeme üretimi ve yönetimindeki eğilimleri değerlendiren 2018 bilgi notu.(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. ve Lanzetta, P. Retina hastalıklarının intravitreal tedavisi için steroidler.Bilim.Mir Dergisi 2014, 1–14 (2014).
Bira, ikindi çayı vb. Tek bir intravitreal enjeksiyondan sonra triamsinolon asetonidin göz içi konsantrasyonları ve farmakokinetiği.Oftalmoloji 110, 681–686 (2003).
Audren, F. ve diğerleri.Diyabetik makula ödemi olan hastalarda triamsinolon asetonidin merkezi maküla kalınlığı üzerindeki etkisinin farmakokinetik-farmakodinamik modeli.yatırım.oftalmoloji.görünür.Bilim.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD ve ark.Triamsinolon asetonun gerçek dozu olağan intravitreal enjeksiyon yöntemiyle ölçüldü.Evet.J. Oftalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS ve Oh, JH İntravitreal enjeksiyon için konsantre triamsinolon asetonid yöntemi.Retina 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Enjeksiyon için biriktirilen triamsinolon'un kantitatif analizi.Retina 27, 1255–1259 (2007).
SM kısmen Mukai Vakfı, Massachusetts Göz ve Kulak Hastanesi, Boston, Massachusetts, ABD'ye verilen bir hediye ile desteklenmektedir.
Oftalmoloji Bölümü, Harvard Tıp Fakültesi, Massachusetts Göz ve Kulak, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, ABD