Cảm ơn bạn đã ghé thăm Nature.com.Bạn đang sử dụng phiên bản trình duyệt có hỗ trợ CSS hạn chế.Để có trải nghiệm tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng trình duyệt đã cập nhật (hoặc tắt Chế độ tương thích trong Internet Explorer).Ngoài ra, để đảm bảo được hỗ trợ liên tục, chúng tôi hiển thị trang web không có kiểu và JavaScript.
Thanh trượt hiển thị ba bài viết trên mỗi slide.Sử dụng các nút quay lại và tiếp theo để di chuyển qua các trang chiếu hoặc các nút điều khiển trang chiếu ở cuối để di chuyển qua từng trang chiếu.
Việc ly tâm y tế đáng tin cậy trước đây đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị thương mại đắt tiền, cồng kềnh và phụ thuộc vào điện, thường không có sẵn ở những nơi có nguồn lực hạn chế.Mặc dù một số máy ly tâm di động, rẻ tiền, không có động cơ đã được mô tả, nhưng các giải pháp này chủ yếu dành cho các ứng dụng chẩn đoán yêu cầu thể tích lắng tương đối nhỏ.Ngoài ra, thiết kế của các thiết bị này thường yêu cầu sử dụng các vật liệu và công cụ đặc biệt thường không có ở những khu vực chưa được giám sát.Ở đây chúng tôi mô tả thiết kế, lắp ráp và xác nhận thử nghiệm của CentREUSE, một máy ly tâm dựa trên chất thải di động, do con người vận hành, chi phí cực thấp cho các ứng dụng điều trị.CentREUSE thể hiện lực ly tâm trung bình bằng 10,5 lực ly tâm tương đối (RCF) ± 1,3.Việc lắng 1,0 ml huyền phù thủy tinh của triamcinolone sau 3 phút ly tâm ở CentREUSE tương đương với sau 12 giờ lắng đọng qua trung gian trọng lực (0,41 ml ± 0,04 so với 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Trầm tích đặc lại sau khi ly tâm CentREUSE trong 5 và 10 phút so với quan sát được sau khi ly tâm ở 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 so với 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) và 50 RCF (0,20 ml) trong 5 phút sử dụng thiết bị thương mại Tương tự ± 0,02 so với 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).Các mẫu và hướng dẫn xây dựng CentREUSE có trong bài đăng nguồn mở này.
Ly tâm là một bước quan trọng trong nhiều xét nghiệm chẩn đoán và can thiệp điều trị1,2,3,4.Tuy nhiên, để đạt được khả năng ly tâm đầy đủ trước đây đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị thương mại đắt tiền, cồng kềnh và phụ thuộc vào điện, thường không có sẵn ở những nơi có nguồn lực hạn chế2,4.Vào năm 2017, nhóm của Prakash đã giới thiệu một máy ly tâm thủ công nhỏ bằng giấy (được gọi là “máy ép giấy”) được làm từ vật liệu đúc sẵn với chi phí 0,20 USD2.Kể từ đó, giấy fugue đã được triển khai ở những nơi có nguồn lực hạn chế cho các ứng dụng chẩn đoán khối lượng thấp (ví dụ: tách các thành phần máu trong ống mao mạch dựa trên mật độ để phát hiện ký sinh trùng sốt rét), từ đó chứng minh một thiết bị cầm tay siêu rẻ do con người cung cấp.máy ly tâm2.Kể từ đó, một số thiết bị ly tâm nhỏ gọn, rẻ tiền, không có động cơ khác đã được mô tả4,5,6,7,8,9,10.Tuy nhiên, hầu hết các dung dịch này, như khói giấy, được dùng cho mục đích chẩn đoán yêu cầu thể tích lắng tương đối nhỏ và do đó không thể sử dụng để ly tâm các mẫu lớn.Ngoài ra, việc lắp ráp các giải pháp này thường yêu cầu sử dụng các vật liệu và công cụ đặc biệt thường không có ở những khu vực chưa được quan tâm4,5,6,7,8,9,10.
Ở đây chúng tôi mô tả thiết kế, lắp ráp và xác nhận thử nghiệm máy ly tâm (được gọi là CentREUSE) được chế tạo từ chất thải giấy thông thường cho các ứng dụng trị liệu thường yêu cầu thể tích lắng cao.Trường hợp 1, 3 Để chứng minh khái niệm, chúng tôi đã thử nghiệm thiết bị này với một biện pháp can thiệp nhãn khoa thực sự: kết tủa huyền phù triamcinolone trong axeton (TA) để tiêm thuốc bolus sau đó vào thể thủy tinh của mắt.Mặc dù ly tâm để tập trung TA là một biện pháp can thiệp có chi phí thấp được công nhận để điều trị lâu dài các bệnh về mắt khác nhau, nhưng nhu cầu về máy ly tâm có bán trên thị trường trong quá trình bào chế thuốc là rào cản lớn đối với việc sử dụng liệu pháp này ở những nơi có nguồn lực hạn chế1,2, 3.so với kết quả thu được với máy ly tâm thương mại thông thường.Các mẫu và hướng dẫn xây dựng CentREUSE có trong bài đăng nguồn mở này trong phần “Thông tin thêm”.
CentREUSE có thể được xây dựng gần như hoàn toàn từ phế liệu.Cả hai bản sao của mẫu hình bán nguyệt (Hình bổ sung S1) đều được in trên giấy chữ carbon tiêu chuẩn của Hoa Kỳ (215,9 mm × 279,4 mm).Hai mẫu hình bán nguyệt đính kèm xác định ba đặc điểm thiết kế chính của thiết bị CentREUSE, bao gồm (1) vành ngoài của đĩa quay 247mm, (2) được thiết kế để chứa ống tiêm 1,0ml (có nắp và pít tông bị cắt cụt).rãnh ở chuôi) và (3) hai dấu chỉ vị trí đục lỗ để dây có thể đi qua đĩa.
Dán mẫu (ví dụ: bằng keo hoặc băng dính đa năng) vào tấm tôn (kích thước tối thiểu: 247 mm × 247 mm) (Hình bổ sung S2a).Tấm tôn tiêu chuẩn “A” (dày 4,8 mm) đã được sử dụng trong nghiên cứu này, nhưng tấm tôn có độ dày tương tự có thể được sử dụng, chẳng hạn như tấm tôn từ các hộp vận chuyển bỏ đi.Sử dụng một công cụ sắc bén (chẳng hạn như lưỡi dao hoặc kéo), cắt bìa cứng dọc theo mép của đĩa bên ngoài được phác thảo trên mẫu (Hình bổ sung S2b).Sau đó, sử dụng một công cụ hẹp, sắc (chẳng hạn như đầu bút bi), tạo hai lỗ có độ dày đầy đủ với bán kính 8,5 mm theo các dấu được đánh dấu trên mẫu (Hình bổ sung S2c).Sau đó, hai khe dành cho ống tiêm 1,0 ml được cắt từ mẫu và lớp bìa cứng bên dưới bằng cách sử dụng một dụng cụ nhọn như lưỡi dao cạo;phải cẩn thận để không làm hỏng lớp tôn bên dưới hoặc lớp bề mặt còn lại (Hình bổ sung S2d, e).Sau đó, luồn một đoạn dây (ví dụ: dây bông nấu ăn 3 mm hoặc bất kỳ sợi nào có độ dày và độ đàn hồi tương tự) qua hai lỗ và buộc một vòng quanh mỗi bên của đĩa dài khoảng 30 cm (Hình bổ sung S2f).
Đổ đầy hai ống tiêm 1,0 ml với thể tích xấp xỉ bằng nhau (ví dụ: 1,0 ml hỗn dịch TA) và đậy nắp.Thanh pít tông của ống tiêm sau đó được cắt ngang với mặt bích thùng (Hình bổ sung S2g, h).Mặt bích xi lanh sau đó được phủ một lớp băng dính để ngăn piston bị cắt cụt phóng ra trong quá trình sử dụng thiết bị.Sau đó, mỗi ống tiêm 1,0 ml được đặt vào giếng ống tiêm với nắp hướng vào giữa đĩa (Hình bổ sung S2i).Mỗi ống tiêm sau đó được gắn vào ít nhất đĩa bằng băng dính (Hình bổ sung S2j).Cuối cùng, hoàn thành việc lắp ráp máy ly tâm bằng cách đặt hai cây bút (chẳng hạn như bút chì hoặc các dụng cụ hình que chắc chắn tương tự) ở mỗi đầu của sợi dây bên trong vòng lặp (Hình 1).
Hướng dẫn sử dụng CentREUSE tương tự như hướng dẫn sử dụng đồ chơi quay truyền thống.Vòng quay được bắt đầu bằng cách giữ một tay cầm ở mỗi tay.Dây chùng một chút sẽ khiến đĩa lắc về phía trước hoặc phía sau, khiến đĩa lần lượt quay về phía trước hoặc phía sau.Việc này được thực hiện nhiều lần một cách chậm rãi, có kiểm soát để các dây cong lại.Sau đó dừng chuyển động.Khi dây bắt đầu giãn ra, tay cầm được kéo mạnh cho đến khi dây căng, khiến đĩa quay.Ngay sau khi dây hoàn toàn được tháo ra và bắt đầu cuộn lại, tay cầm phải được thả lỏng từ từ.Khi sợi dây bắt đầu giãn ra trở lại, hãy áp dụng chuỗi chuyển động tương tự để giữ cho thiết bị quay (video S1).
Đối với các ứng dụng yêu cầu lắng huyền phù bằng cách ly tâm, thiết bị được quay liên tục cho đến khi đạt được độ tạo hạt vừa ý (Hình bổ sung S3a, b).Các hạt phức tạp sẽ hình thành ở đầu pittông của ống tiêm và chất nổi phía trên sẽ tập trung về phía đầu ống tiêm.Sau đó, chất nổi phía trên được rút hết bằng cách tháo băng dính che mặt bích thùng và đưa một pít tông thứ hai để từ từ đẩy pít tông nguyên gốc về phía đầu ống tiêm, dừng lại khi chạm tới cặn hỗn hợp (Hình bổ sung S3c, d).
Để xác định tốc độ quay, thiết bị CentREUSE, được trang bị hai ống tiêm 1,0 ml chứa đầy nước, được ghi lại bằng máy quay video tốc độ cao (240 khung hình mỗi giây) trong 1 phút sau khi đạt trạng thái dao động ổn định.Các điểm đánh dấu gần rìa của đĩa quay được theo dõi thủ công bằng cách sử dụng phân tích từng khung hình của bản ghi để xác định số vòng quay mỗi phút (vòng/phút) (Hình 2a-d).Lặp lại n = 10 lần thử.Lực ly tâm tương đối (RCF) tại điểm giữa của ống tiêm sau đó được tính theo công thức sau:
Định lượng tốc độ quay với CentREUSE.(A–D) Các hình ảnh đại diện tuần tự hiển thị thời gian (phút: giây. mili giây) để hoàn thành quá trình xoay thiết bị.Mũi tên chỉ dấu vết.(E) Định lượng RPM bằng CentREUSE.Các đường biểu thị giá trị trung bình (màu đỏ) ± độ lệch chuẩn (màu đen).Điểm số đại diện cho các thử nghiệm 1 phút riêng lẻ (n = 10).
Một ống tiêm 1,0 ml chứa hỗn dịch TA để tiêm (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA) đã được ly tâm trong 3, 5 và 10 phút bằng CentREUSE.Quá trình lắng bằng kỹ thuật này được so sánh với kết quả đạt được sau khi ly tâm ở tốc độ 10, 20 và 50 RCF sử dụng rôto A-4-62 trong 5 phút trên máy ly tâm để bàn Eppendorf 5810R (Hamburg, Đức).Lượng mưa cũng được so sánh với lượng mưa thu được bằng cách sử dụng lượng mưa phụ thuộc vào trọng lực tại các thời điểm khác nhau từ 0 đến 720 phút.Tổng cộng có n = 9 lần lặp lại độc lập được thực hiện cho mỗi quy trình.
Tất cả các phân tích thống kê được thực hiện bằng phần mềm Prism 9.0 (GraphPad, San Diego, USA).Các giá trị được trình bày dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (SD) trừ khi có ghi chú khác.Các phương tiện nhóm được so sánh bằng cách sử dụng t-test được điều chỉnh bằng Welch hai đuôi.Alpha được định nghĩa là 0,05.Đối với tình trạng sụt lún phụ thuộc vào trọng lực, mô hình phân rã hàm mũ một pha đã được trang bị bằng cách sử dụng hồi quy bình phương nhỏ nhất, xử lý các giá trị y lặp lại cho một giá trị x nhất định dưới dạng một điểm duy nhất.
trong đó x là thời gian tính bằng phút.y – thể tích trầm tích.y0 là giá trị của y khi x bằng 0.Cao nguyên là giá trị y trong vô số phút.K là hằng số tốc độ, được biểu thị bằng nghịch đảo của số phút.
Thiết bị CentREUSE đã thể hiện các dao động phi tuyến tính được kiểm soát, đáng tin cậy bằng cách sử dụng hai ống tiêm tiêu chuẩn 1,0 ml chứa đầy 1,0 ml nước mỗi ống (video S1).Trong n = 10 thử nghiệm (mỗi thử nghiệm 1 phút), CentREUSE có tốc độ quay trung bình là 359,4 vòng/phút ± 21,63 (phạm vi = 337-398), dẫn đến lực ly tâm trung bình được tính toán là 10,5 RCF ± 1,3 (phạm vi = 9,2–12,8). ).(Hình 2a-e).
Một số phương pháp tạo viên huyền phù TA trong ống tiêm 1,0 ml đã được đánh giá và so sánh với phương pháp ly tâm CentREUSE.Sau 12 giờ lắng phụ thuộc vào trọng lực, thể tích trầm tích đạt 0,38 ml ± 0,03 (Hình bổ sung S4a, b).Sự lắng đọng TA phụ thuộc vào trọng lực phù hợp với mô hình phân rã hàm mũ một pha (được hiệu chỉnh bằng R2 = 0,8582), dẫn đến mức cao nguyên ước tính là 0,3804 mL (khoảng tin cậy 95%: 0,3578 đến 0,4025) (Hình bổ sung S4c).CentREUSE tạo ra thể tích trầm tích trung bình là 0,41 ml ± 0,04 sau 3 phút, tương tự với giá trị trung bình 0,38 ml ± 0,03 được quan sát đối với quá trình lắng phụ thuộc vào trọng lực lúc 12 giờ (p = 0,14) (Hình 3a, d, h) .CentREUSE đã cho thể tích nhỏ gọn hơn đáng kể 0,31 ml ± 0,02 sau 5 phút so với giá trị trung bình 0,38 ml ± 0,03 được quan sát đối với quá trình lắng đọng dựa trên trọng lực lúc 12 giờ (p = 0,0001) ( Hình 3b, d, h).
So sánh mật độ viên TA đạt được bằng phương pháp ly tâm CentREUSE với phương pháp lắng trọng lực so với phương pháp ly tâm công nghiệp tiêu chuẩn (A–C).Hình ảnh đại diện của huyền phù TA kết tủa trong ống tiêm 1,0 ml sau 3 phút (A), 5 phút (B) và 10 phút (C) sử dụng CentREUSE.(D) Hình ảnh đại diện của TA lắng đọng sau 12 giờ lắng trọng lực.(EG) Hình ảnh đại diện của TA kết tủa sau khi ly tâm thương mại tiêu chuẩn ở 10 RCF (E), 20 RCF (F) và 50 RCF (G) trong 5 phút.(H) Thể tích trầm tích được định lượng bằng CentREUSE (3, 5 và 10 phút), lắng đọng qua trung gian trọng lực (12 giờ) và ly tâm công nghiệp tiêu chuẩn ở 5 phút (10, 20 và 50 RCF).Các đường biểu thị giá trị trung bình (màu đỏ) ± độ lệch chuẩn (màu đen).Các dấu chấm biểu thị sự lặp lại độc lập (n = 9 cho mỗi điều kiện).
CentREUSE tạo ra thể tích trung bình 0,31 ml ± 0,02 sau 5 phút, tương tự với thể tích trung bình 0,32 ml ± 0,03 được quan sát thấy trong máy ly tâm thương mại tiêu chuẩn ở 10 RCF trong 5 phút (p = 0,20) và thấp hơn một chút so với thể tích trung bình thu được với 20 RCF được quan sát ở mức 0,28 ml ± 0,03 trong 5 phút (p = 0,03) (Hình 3b, e, f, h).CentREUSE tạo ra thể tích trung bình 0,20 ml ± 0,02 sau 10 phút, nhỏ gọn như vậy (p = 0,15) so với thể tích trung bình 0,19 ml ± 0,01 sau 5 phút được quan sát bằng máy ly tâm thương mại ở 50 RCF (Hình 3c, g, h)..
Ở đây chúng tôi mô tả thiết kế, lắp ráp và xác minh thử nghiệm một máy ly tâm dựa trên giấy, di động, do con người vận hành, chi phí cực thấp được làm từ chất thải điều trị thông thường.Thiết kế này phần lớn dựa trên máy ly tâm làm bằng giấy (được gọi là “máy ly tâm giấy”) được nhóm của Prakash giới thiệu vào năm 2017 cho các ứng dụng chẩn đoán.Do quá trình ly tâm trước đây đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị thương mại đắt tiền, cồng kềnh và phụ thuộc vào điện, máy ly tâm của Prakash cung cấp một giải pháp tinh tế cho vấn đề tiếp cận máy ly tâm không an toàn trong môi trường có nguồn lực hạn chế2,4.Kể từ đó, paperfuge đã cho thấy tiện ích thiết thực trong một số ứng dụng chẩn đoán khối lượng thấp, chẳng hạn như phân đoạn máu dựa trên mật độ để phát hiện bệnh sốt rét.Tuy nhiên, theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, các thiết bị ly tâm bằng giấy cực rẻ tương tự chưa được sử dụng cho mục đích điều trị, những điều kiện thường đòi hỏi thể tích lắng lớn hơn.
Với suy nghĩ này, mục tiêu của CentREUSE là mở rộng việc sử dụng máy ly tâm giấy trong các can thiệp trị liệu.Điều này đạt được bằng cách thực hiện một số sửa đổi đối với thiết kế của Prakash.Đáng chú ý, để tăng chiều dài của hai ống tiêm 1,0 ml tiêu chuẩn, CentREUSE chứa một đĩa lớn hơn (bán kính = 123,5 mm) so với máy vắt giấy Prakash lớn nhất được thử nghiệm (bán kính = 85 mm).Ngoài ra, để hỗ trợ thêm trọng lượng của ống tiêm 1,0 ml chứa đầy chất lỏng, CentREUSE sử dụng bìa cứng gợn sóng thay vì bìa cứng.Cùng với nhau, những sửa đổi này cho phép ly tâm với thể tích lớn hơn so với thể tích được thử nghiệm trong máy làm sạch giấy Prakash (tức là hai ống tiêm 1,0 ml có mao quản) trong khi vẫn dựa vào các thành phần tương tự: dây tóc và vật liệu làm từ giấy.Đáng chú ý, một số máy ly tâm rẻ tiền do con người cung cấp đã được mô tả cho mục đích chẩn đoán4,5,6,7,8,9,10.Chúng bao gồm máy quay, máy đánh salad, máy đánh trứng và đèn cầm tay cho các thiết bị quay5, 6, 7, 8, 9. Tuy nhiên, hầu hết các thiết bị này không được thiết kế để xử lý thể tích lên tới 1,0 ml và bao gồm các vật liệu thường đắt hơn và không thể tiếp cận được so với những loại được sử dụng trong máy ly tâm giấy2,4,5,6,7,8,9,10..Trên thực tế, phế liệu giấy thường được tìm thấy ở khắp mọi nơi;ví dụ, ở Hoa Kỳ, giấy và bìa chiếm hơn 20% lượng chất thải rắn đô thị, cung cấp nguồn dồi dào, rẻ tiền hoặc thậm chí miễn phí để chế tạo máy ly tâm giấy.ví dụ: CentREUSE11.Ngoài ra, so với một số giải pháp chi phí thấp khác đã được công bố, CentREUSE không yêu cầu phần cứng chuyên dụng (như phần cứng và phần mềm in 3D, phần cứng và phần mềm cắt laser, v.v.) để tạo, khiến phần cứng tốn nhiều tài nguyên hơn..Những người này ở trong môi trường 4, 8, 9, 10.
Để chứng minh tính hữu ích thực tế của máy ly tâm giấy cho mục đích điều trị, chúng tôi chứng minh khả năng lắng nhanh chóng và đáng tin cậy của huyền phù triamcinolone trong axeton (TA) để tiêm bolus thủy tinh thể - một biện pháp can thiệp chi phí thấp đã được thiết lập để điều trị lâu dài các bệnh về mắt khác nhau1 ,3.Kết quả lắng sau 3 phút với CentREUSE tương đương với kết quả lắng sau 12 giờ lắng nhờ trọng lực.Ngoài ra, kết quả của CentREUSE sau khi ly tâm trong 5 và 10 phút đã vượt quá kết quả thu được bằng trọng lực và tương tự như kết quả quan sát được sau khi ly tâm công nghiệp ở tốc độ 10 và 50 RCF trong 5 phút, tương ứng.Đáng chú ý, theo kinh nghiệm của chúng tôi, CentREUSE tạo ra giao diện bề mặt trầm tích sắc nét và mượt mà hơn so với các phương pháp khác đã được thử nghiệm;điều này là mong muốn vì nó cho phép đánh giá chính xác hơn về liều lượng của thuốc được sử dụng và việc loại bỏ phần nổi phía trên dễ dàng hơn với sự mất khối lượng hạt tối thiểu.
Việc lựa chọn ứng dụng này làm bằng chứng về khái niệm được thúc đẩy bởi nhu cầu liên tục nhằm cải thiện khả năng tiếp cận các steroid nội hấp tác dụng kéo dài ở những nơi có nguồn lực hạn chế.Steroid nội hấp được sử dụng rộng rãi để điều trị nhiều tình trạng về mắt, bao gồm phù hoàng điểm do tiểu đường, thoái hóa điểm vàng do tuổi tác, tắc mạch máu võng mạc, viêm màng bồ đào, bệnh võng mạc do phóng xạ và phù hoàng điểm dạng nang3,12.Trong số các steroid có sẵn để tiêm trong dịch kính, TA vẫn được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế giới12.Mặc dù có sẵn các chế phẩm không có chất bảo quản TA (PF-TA) (ví dụ: Triesence [40 mg/mL, Alcon, Fort Worth, USA]), các chế phẩm có chất bảo quản rượu benzyl (ví dụ: Kenalog-40 [40 mg/mL, Bristol- Myers Squibb, New York, Mỹ]) vẫn là phổ biến nhất3,12.Cần lưu ý rằng nhóm thuốc sau được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận chỉ dùng để tiêm bắp và tiêm nội khớp nên thuốc nội nhãn được coi là chưa đăng ký 3, 12.Mặc dù liều tiêm TA nội nhãn thay đổi tùy theo chỉ định và kỹ thuật, liều được báo cáo phổ biến nhất là 4,0 mg (tức là thể tích tiêm 0,1 ml từ dung dịch 40 mg/ml), thường cho thời gian điều trị khoảng 3 tháng. , 12, 13, 14, 15.
Để kéo dài tác dụng của steroid nội hấp trong các bệnh về mắt mãn tính, nặng hoặc tái phát, một số thiết bị steroid tiêm hoặc cấy ghép tác dụng kéo dài đã được giới thiệu, bao gồm dexamethasone 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Ireland), Relax fluoride acetonide 0,59 mg (Retisert , Bausch và Lomb, Laval, Canada) và fluocinolone acetonide 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Tuy nhiên, các thiết bị này có một số nhược điểm tiềm ẩn.Tại Hoa Kỳ, mỗi thiết bị chỉ được phê duyệt cho một số chỉ định, hạn chế phạm vi bảo hiểm.Ngoài ra, một số thiết bị yêu cầu cấy ghép phẫu thuật và có thể gây ra các biến chứng đặc biệt như di chuyển thiết bị vào khoang trước3,12.Ngoài ra, các thiết bị này có xu hướng ít sẵn có hơn và đắt hơn nhiều so với TA3,12;với mức giá hiện tại ở Hoa Kỳ, Kenalog-40 có giá khoảng 20 USD cho mỗi 1,0 ml hỗn dịch, trong khi các mẫu cấy Ozurdex, Retisert và Iluvien.Phí vào cửa khoảng $1400., lần lượt là 20.000 USD và 9.200 USD.Cùng với nhau, những yếu tố này hạn chế quyền truy cập vào các thiết bị này đối với những người ở môi trường có nguồn lực hạn chế.
Các nỗ lực đã được thực hiện để kéo dài tác dụng của TA1,3,16,17 nội hấp do chi phí thấp hơn, mức hoàn trả hào phóng hơn và tính sẵn có cao hơn.Do khả năng hòa tan trong nước thấp, TA vẫn còn trong mắt như một kho chứa, cho phép thuốc khuếch tán dần dần và tương đối ổn định, do đó tác dụng dự kiến ​​sẽ kéo dài hơn với các kho lớn hơn1,3.Để đạt được mục đích này, một số phương pháp đã được phát triển để cô đặc huyền phù TA trước khi tiêm vào thủy tinh thể.Mặc dù các phương pháp dựa trên quá trình lắng hoặc vi lọc thụ động (tức là phụ thuộc vào trọng lực) đã được mô tả, nhưng các phương pháp này tương đối tốn thời gian và cho kết quả khác nhau15,16,17.Ngược lại, các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng TA có thể được cô đặc nhanh chóng và đáng tin cậy (và do đó kéo dài tác dụng) bằng phương pháp kết tủa được hỗ trợ bằng ly tâm1,3.Tóm lại, sự tiện lợi, chi phí thấp, thời gian và hiệu quả của TA cô đặc ly tâm làm cho biện pháp can thiệp này trở thành một lựa chọn hấp dẫn đối với bệnh nhân ở những nơi có nguồn lực hạn chế.Tuy nhiên, việc thiếu khả năng ly tâm đáng tin cậy có thể là rào cản lớn cho việc thực hiện biện pháp can thiệp này;Bằng cách giải quyết vấn đề này, CentREUSE có thể giúp tăng tính khả dụng của liệu pháp steroid lâu dài cho bệnh nhân ở những nơi có nguồn lực hạn chế.
Có một số hạn chế trong nghiên cứu của chúng tôi, bao gồm cả những hạn chế liên quan đến chức năng vốn có của thiết bị CentREUSE.Thiết bị này là một bộ dao động phi tuyến tính, không bảo toàn, phụ thuộc vào đầu vào của con người và do đó không thể cung cấp tốc độ quay chính xác và liên tục trong quá trình sử dụng;tốc độ quay phụ thuộc vào một số biến số, chẳng hạn như ảnh hưởng của người dùng đến mức độ sở hữu thiết bị, vật liệu cụ thể được sử dụng để lắp ráp thiết bị và chất lượng của các kết nối được quay.Điều này khác với thiết bị thương mại nơi tốc độ quay có thể được áp dụng một cách nhất quán và chính xác.Ngoài ra, tốc độ đạt được của CentREUSE có thể được coi là tương đối khiêm tốn so với tốc độ đạt được của các thiết bị ly tâm khác2.May mắn thay, tốc độ (và lực ly tâm liên quan) do thiết bị của chúng tôi tạo ra đủ để kiểm tra khái niệm chi tiết trong nghiên cứu của chúng tôi (tức là lắng đọng TA).Tốc độ quay có thể tăng lên bằng cách làm nhẹ khối lượng của đĩa trung tâm 2;điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng vật liệu nhẹ hơn (chẳng hạn như bìa cứng mỏng hơn) nếu nó đủ chắc chắn để chứa hai ống tiêm chứa đầy chất lỏng.Trong trường hợp của chúng tôi, quyết định sử dụng bìa cứng có rãnh chữ “A” tiêu chuẩn (dày 4,8 mm) là có chủ ý vì vật liệu này thường được tìm thấy trong các hộp vận chuyển và do đó dễ dàng được tìm thấy dưới dạng vật liệu có thể tái chế.Tốc độ quay cũng có thể được tăng lên bằng cách giảm bán kính của đĩa trung tâm 2 .Tuy nhiên, bán kính bệ của chúng tôi đã được cố tình tạo ra tương đối lớn để chứa được ống tiêm 1,0 ml.Nếu người dùng quan tâm đến việc ly tâm các bình ngắn hơn, bán kính có thể giảm xuống—một sự thay đổi có thể dự đoán sẽ dẫn đến tốc độ quay cao hơn (và có thể cả lực ly tâm cao hơn).
Ngoài ra, chúng tôi chưa đánh giá cẩn thận tác động của sự mệt mỏi của người vận hành đến chức năng của thiết bị.Điều thú vị là một số thành viên trong nhóm của chúng tôi có thể sử dụng thiết bị trong 15 phút mà không thấy mệt mỏi.Một giải pháp tiềm năng cho sự mệt mỏi của người vận hành khi cần máy ly tâm dài hơn là luân phiên hai người dùng trở lên (nếu có thể).Ngoài ra, chúng tôi không đánh giá nghiêm túc độ bền của thiết bị, một phần vì các bộ phận của thiết bị (chẳng hạn như bìa cứng và dây) có thể dễ dàng thay thế với chi phí thấp hoặc không mất phí trong trường hợp hao mòn hoặc hư hỏng.Điều thú vị là trong quá trình thử nghiệm thí điểm, chúng tôi đã sử dụng một thiết bị trong tổng thời gian hơn 200 phút.Sau giai đoạn này, dấu hiệu hao mòn nhỏ nhưng đáng chú ý duy nhất là sự thủng dọc theo các sợi chỉ.
Một hạn chế khác trong nghiên cứu của chúng tôi là chúng tôi không đo cụ thể khối lượng hoặc mật độ TA lắng đọng, có thể đạt được bằng thiết bị CentREUSE và các phương pháp khác;thay vào đó, xác minh thử nghiệm của chúng tôi về thiết bị này dựa trên việc đo mật độ trầm tích (tính bằng ml).đo mật độ gián tiếp.Ngoài ra, chúng tôi chưa thử nghiệm TA đậm đặc CentREUSE trên bệnh nhân, tuy nhiên, do thiết bị của chúng tôi tạo ra các viên TA tương tự như các viên TA được sản xuất bằng máy ly tâm thương mại nên chúng tôi cho rằng CentREUSE đậm đặc TA sẽ hiệu quả và an toàn như đã sử dụng trước đây.trong môn văn.báo cáo cho các thiết bị ly tâm thông thường1,3.Các nghiên cứu bổ sung định lượng lượng TA thực tế được sử dụng sau khi tăng cường CentREUSE có thể giúp đánh giá thêm tính hữu ích thực tế của thiết bị của chúng tôi trong ứng dụng này.
Theo hiểu biết của chúng tôi, CentREUSE, một thiết bị có thể dễ dàng chế tạo từ chất thải sẵn có, là máy ly tâm giấy có chi phí cực thấp, di động, do con người cung cấp đầu tiên được sử dụng trong môi trường trị liệu.Ngoài khả năng ly tâm khối lượng tương đối lớn, CentREUSE không yêu cầu sử dụng vật liệu, dụng cụ thi công chuyên dụng so với các máy ly tâm giá rẻ khác đã được công bố.Hiệu quả đã được chứng minh của CentREUSE trong việc kết tủa TA nhanh chóng và đáng tin cậy có thể giúp cải thiện khả năng sử dụng steroid trong dịch kính lâu dài ở những người có nguồn lực hạn chế, điều này có thể giúp điều trị nhiều tình trạng mắt khác nhau.Ngoài ra, lợi ích của máy ly tâm di động do con người cung cấp có thể dự đoán sẽ mở rộng đến các địa điểm giàu tài nguyên như các trung tâm y tế cấp ba và cấp bốn lớn ở các nước phát triển.Trong những điều kiện này, sự sẵn có của các thiết bị ly tâm có thể tiếp tục bị giới hạn ở các phòng thí nghiệm nghiên cứu và lâm sàng, có nguy cơ làm ô nhiễm ống tiêm do chất dịch cơ thể người, sản phẩm động vật và các chất độc hại khác.Ngoài ra, các phòng thí nghiệm này thường nằm xa điểm chăm sóc bệnh nhân.Ngược lại, điều này có thể là trở ngại hậu cần cho các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe, những người cần tiếp cận nhanh chóng với máy ly tâm;việc triển khai CentREUSE có thể đóng vai trò như một cách thiết thực để chuẩn bị các biện pháp can thiệp trị liệu trong thời gian ngắn mà không làm gián đoạn nghiêm trọng việc chăm sóc bệnh nhân.
Do đó, để giúp mọi người dễ dàng chuẩn bị cho các biện pháp can thiệp trị liệu cần ly tâm hơn, một mẫu và hướng dẫn tạo CentREUSE đã được đưa vào ấn phẩm nguồn mở này trong phần Thông tin bổ sung.Chúng tôi khuyến khích độc giả thiết kế lại CentREUSE khi cần thiết.
Dữ liệu hỗ trợ kết quả của nghiên cứu này có sẵn từ tác giả SM tương ứng theo yêu cầu hợp lý.
Ober, MD và Valizhan, S. Thời gian tác dụng của triamcinolone axeton trong thủy tinh thể ở nồng độ ly tâm.Võng mạc 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS và những người khác.Máy ly tâm thủ công giấy cực rẻ.Khoa học y sinh quốc gia.dự án.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM và Wasserman JA Nồng độ ly tâm của huyền phù triamcinolone acetonide trong dịch kính: một giải pháp thay thế rẻ tiền, đơn giản và khả thi cho việc sử dụng steroid lâu dài.J. Vitrain.bất đồng quan điểm.5. 15–31 (2021).
Huck, tôi sẽ đợi.Bộ chuyển đổi máy ly tâm nguồn mở rẻ tiền để tách các mẫu máu lâm sàng lớn.XIN VUI LÒNG Một.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS và Whitesides GM Máy đánh trứng giống như một máy ly tâm: tách huyết tương người khỏi máu toàn phần trong môi trường có nguồn lực hạn chế.phòng thí nghiệm.Chip.ngày 8 tháng 8 năm 2032–2037 (2008).
Brown, J. và cộng sự.Máy ly tâm thủ công, di động, chi phí thấp để chẩn đoán bệnh thiếu máu ở những nơi có nguồn lực hạn chế.Đúng.J. Nhiệt đới.thuốc.độ ẩm.85, 327–332 (2011).
Lưu, K.-H.Chờ đợi.Plasma được tách bằng máy quay.hậu môn.Hóa chất.91, 1247–1253 (2019).
Michael, tôi và cộng sự.Spinner để chẩn đoán tức thời các bệnh nhiễm trùng đường tiết niệu.Khoa học y sinh quốc gia.dự án.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A., và Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Máy ly tâm không dùng chất điện giải rẻ tiền để phát hiện đẳng nhiệt SARS-CoV-2 trong nước bọt.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH và Choi, J. Mag-spinner: Thế hệ tiếp theo của hệ thống phân tách từ tính tiện lợi, giá cả phải chăng, đơn giản và di động (NHANH CHÓNG).Tiến bộ Nano 4, 792–800 (2022).
Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ.Thúc đẩy quản lý vật liệu bền vững: Tờ thông tin năm 2018 đánh giá các xu hướng trong sản xuất và quản lý vật liệu ở Hoa Kỳ.(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. và Lanzetta, P. Steroid để điều trị bệnh võng mạc bằng nội hấp.khoa học.Tạp chí Mir 2014, 1–14 (2014).
Bia, trà chiều, v.v. Nồng độ nội nhãn và dược động học của triamcinolone acetonide sau một lần tiêm nội nhãn.Nhãn khoa 110, 681–686 (2003).
Audren, F. và cộng sự.Mô hình dược động học-dược lực học về tác dụng của triamcinolone acetonide đối với độ dày của điểm vàng trung tâm ở bệnh nhân phù hoàng điểm do tiểu đường.đầu tư.nhãn khoa.dễ thấy.khoa học.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD và cộng sự.Liều thực tế của triamcinolone axeton được đo bằng phương pháp tiêm nội hấp thông thường.Đúng.J. Nhãn khoa.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS và Oh, JH Phương pháp tiêm nội hấp triamcinolone acetonide đậm đặc.Võng mạc 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Phân tích định lượng triamcinolone lắng đọng để tiêm.Võng mạc 27, 1255–1259 (2007).
SM được hỗ trợ một phần bằng món quà gửi đến Quỹ Mukai, Bệnh viện Tai và Mắt Massachusetts, Boston, Massachusetts, Hoa Kỳ.
Khoa Nhãn khoa, Trường Y Harvard, Tai và Mắt Massachusetts, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, Hoa Kỳ