Děkujeme, že jste navštívili Nature.com.Používáte verzi prohlížeče s omezenou podporou CSS.Chcete-li dosáhnout nejlepšího výsledku, doporučujeme použít aktualizovaný prohlížeč (nebo vypnout režim kompatibility v aplikaci Internet Explorer).Abychom zajistili trvalou podporu, zobrazujeme web bez stylů a JavaScriptu.
Posuvníky zobrazující tři články na snímku.Pro pohyb mezi snímky použijte tlačítka zpět a další, pro pohyb po jednotlivých snímcích použijte tlačítka posuvného ovladače na konci.
Spolehlivá lékařská centrifugace v minulosti vyžadovala použití drahého, objemného a elektricky závislého komerčního vybavení, které často není dostupné v prostředí s omezenými zdroji.Ačkoli bylo popsáno několik přenosných, levných, nemotorizovaných odstředivek, tato řešení jsou primárně určena pro diagnostické aplikace vyžadující relativně malé objemy sedimentace.Konstrukce těchto zařízení navíc často vyžaduje použití speciálních materiálů a nástrojů, které nejsou běžně dostupné v nedostatečně obsluhovaných oblastech.Zde popisujeme návrh, montáž a experimentální ověření CentrREUSE, ultralevné, člověkem ovládané, přenosné odpadní centrifugy pro terapeutické aplikace.CentrREUSE vykazuje průměrnou odstředivou sílu 10,5 relativní odstředivé síly (RCF) ± 1,3.Usazování 1,0 ml sklivcové suspenze triamcinolonu po 3 minutách centrifugace v CentrREUSE bylo srovnatelné s sedimentací po 12 hodinách gravitací zprostředkované sedimentace (0,41 ml ± 0,04 vs 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Zahuštění sedimentu po centrifugaci CentrREUSE po dobu 5 a 10 minut ve srovnání se zahuštěním pozorovaným po centrifugaci při 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) a 50 RCF (0,20 ml) po dobu 5 minut za použití komerčního zařízení Podobné ± 0,02 vs. 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).Šablony a návody k sestavení CentrREUSE jsou součástí tohoto příspěvku s otevřeným zdrojovým kódem.
Centrifugace je důležitým krokem v mnoha diagnostických testech a terapeutických intervencích1,2,3,4.Dosažení adekvátní centrifugace však historicky vyžadovalo použití drahého, objemného a elektricky závislého komerčního zařízení, které často není dostupné v prostředí s omezenými zdroji2,4.V roce 2017 Prakashova skupina představila malou papírovou ruční odstředivku (nazývanou „papírový puffer“) vyrobenou z prefabrikovaných materiálů za cenu 0,20 $ (2 $).Od té doby byla papírová fuga nasazena v prostředí s omezenými zdroji pro nízkoobjemové diagnostické aplikace (např. separace krevních složek na základě hustoty v kapilárních zkumavkách k detekci parazitů malárie), čímž se předvedl superlevný přenosný přístroj poháněný člověkem.odstředivka 2.Od té doby bylo popsáno několik dalších kompaktních, levných, nemotorizovaných odstředivek4,5,6,7,8,9,10.Většina těchto roztoků, jako jsou papírové výpary, je však určena pro diagnostické účely vyžadující relativně malé sedimentační objemy, a proto je nelze použít k odstřeďování velkých vzorků.Navíc montáž těchto řešení často vyžaduje použití speciálních materiálů a nástrojů, které často nejsou k dispozici v nedostatečně obsluhovaných oblastech4,5,6,7,8,9,10.
Zde popisujeme návrh, sestavení a experimentální ověření odstředivky (nazývané CentrREUSE) zkonstruované z konvenčního odpadu papírové fugy pro terapeutické aplikace, které obvykle vyžadují vysoké sedimentační objemy.Případ 1, 3 Jako důkaz koncepce jsme zařízení testovali skutečným oftalmologickým zásahem: vysrážením suspenze triamcinolonu v acetonu (TA) pro následnou injekci bolusového léku do sklivce oka.Ačkoli centrifugace na koncentraci TA je uznávanou nízkonákladovou intervencí pro dlouhodobou léčbu různých očních stavů, potřeba komerčně dostupných centrifug během formulace léčiva je hlavní překážkou pro použití této terapie v podmínkách s omezenými zdroji1,2, 3.ve srovnání s výsledky získanými s konvenčními komerčními odstředivkami.Šablony a pokyny pro sestavení CentrREUSE jsou součástí tohoto příspěvku s otevřeným zdrojovým kódem v části „Další informace“.
CentrREUSE lze postavit téměř výhradně ze šrotu.Obě kopie půlkruhové šablony (doplňkový obrázek S1) byly vytištěny na standardním americkém uhlíkovém dopisním papíru (215,9 mm × 279,4 mm).Přiložené dvě půlkulaté šablony definují tři klíčové konstrukční vlastnosti zařízení CentrREUSE, včetně (1) vnějšího okraje 247mm rotačního disku, (2) je navržen tak, aby pojal 1,0 ml injekční stříkačku (s uzávěrem a amputovaným pístem).drážky v dříku) a (3) dvě značky označující, kde je třeba prorazit otvory, aby lano prošlo kotoučem.
Přilepte (např. pomocí univerzálního lepidla nebo pásky) šablonu na vlnitou lepenku (minimální rozměr: 247 mm × 247 mm) (doplňkový obrázek S2a).V této studii byla použita standardní vlnitá lepenka „A“ (tloušťka 4,8 mm), ale mohla být použita vlnitá lepenka podobné tloušťky, jako je vlnitá lepenka z vyřazených přepravních krabic.Pomocí ostrého nástroje (jako je čepel nebo nůžky) odřízněte karton podél okraje vnějšího disku vyznačeného na šabloně (doplňkový obrázek S2b).Poté pomocí úzkého ostrého nástroje (jako je špička kuličkového pera) vytvořte dvě perforace v plné tloušťce o poloměru 8,5 mm podle značek vyznačených na šabloně (doplňkový obrázek S2c).Dvě štěrbiny pro 1,0 ml injekční stříkačky se poté vyříznou ze šablony a spodní povrchové vrstvy lepenky pomocí špičatého nástroje, jako je například žiletka;je třeba dbát na to, aby nedošlo k poškození spodní vlnité vrstvy nebo zbývající povrchové vrstvy (doplňkový obrázek S2d, e) .Poté provlékněte dvěma otvory provázek (např. 3mm kuchařskou bavlněnou šňůru nebo jakoukoli nit podobné tloušťky a pružnosti) a uvažte smyčku kolem každé strany disku o délce asi 30 cm (doplňkový obrázek S2f).
Naplňte dvě 1,0 ml stříkačky přibližně stejným objemem (např. 1,0 ml suspenze TA) a uzavřete.Píst injekční stříkačky byl poté odříznut na úrovni příruby válce (doplňkový obrázek S2g, h).Příruba válce je poté pokryta vrstvou pásky, aby se zabránilo vymrštění komolého pístu během používání zařízení.Každá 1,0 ml injekční stříkačka byla poté umístěna do prohlubně pro injekční stříkačku s uzávěrem směrem ke středu disku (doplňkový obrázek S2i).Každá injekční stříkačka byla poté připevněna alespoň k disku lepicí páskou (doplňkový obrázek S2j).Nakonec dokončete montáž odstředivky umístěním dvou per (jako jsou tužky nebo podobné robustní nástroje ve tvaru tyčinky) na každý konec provázku uvnitř smyčky (obrázek 1).
Návod k použití CentrREUSE je podobný jako u tradičních točecích hraček.Rotace se spouští uchopením rukojeti do každé ruky.Mírné prověšení strun způsobí, že se disk kolébá dopředu nebo dozadu, což způsobí, že se disk otáčí dopředu nebo dozadu.To se provádí několikrát pomalým, kontrolovaným způsobem, aby se struny stočily.Poté pohyb zastavte.Jakmile se struny začnou odvíjet, za rukojeť se silně zatáhne, dokud se struny nenapnou, což způsobí roztočení kotouče.Jakmile se struna zcela odvine a začne se navíjet, rukojeť by měla být pomalu uvolněna.Jakmile se lano začne znovu odvíjet, aplikujte stejnou sérii pohybů, aby se zařízení stále točilo (video S1).
Pro aplikace vyžadující sedimentaci suspenze odstřeďováním se zařízení nepřetržitě otáčelo, dokud nebylo dosaženo uspokojivé granulace (doplňkový obrázek S3a,b).Na konci pístu válce stříkačky se vytvoří komplexní částice a supernatant se koncentruje směrem ke špičce stříkačky.Supernatant byl poté vypuštěn odstraněním pásky pokrývající přírubu válce a zavedením druhého pístu, aby se nativní píst pomalu tlačil ke špičce injekční stříkačky, přičemž se zastavil, když dosáhl sedimentu sloučeniny (doplňkový obrázek S3c,d).
Pro stanovení rychlosti rotace bylo zařízení CentrREUSE vybavené dvěma 1,0 ml injekčními stříkačkami naplněnými vodou snímáno vysokorychlostní videokamerou (240 snímků za sekundu) po dobu 1 minuty po dosažení ustáleného stavu oscilace.Značky poblíž okraje rotujícího disku byly sledovány ručně pomocí analýzy záznamů snímek po snímku, aby se určil počet otáček za minutu (ot./min) (obrázky 2a-d).Opakujte n = 10 pokusů.Relativní odstředivá síla (RCF) ve středu válce injekční stříkačky se pak vypočítá pomocí následujícího vzorce:
Kvantifikace rychlosti otáčení pomocí CentrREUSE.(A–D) Sekvenční reprezentativní snímky ukazující čas (minuty: sekundy. milisekundy) do dokončení rotace zařízení.Šipky označují značky stopy.(E) Kvantifikace RPM pomocí CentrREUSE.Čáry představují průměr (červená) ± standardní odchylka (černá).Skóre představuje jednotlivé 1minutové pokusy (n = 10).
1,0 ml injekční stříkačka obsahující TA suspenzi pro injekci (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA) byla centrifugována po dobu 3, 5 a 10 minut pomocí CentrREUSE.Sedimentace za použití této techniky byla porovnána se sedimentací dosaženou po centrifugaci při 10, 20 a 50 RCF s použitím rotoru A-4-62 po dobu 5 minut na stolní centrifuze Eppendorf 5810R (Hamburg, Německo).Množství srážek bylo také porovnáno s množstvím srážek získaným použitím srážek závislých na gravitaci v různých časových bodech od 0 do 720 minut.Pro každý postup bylo provedeno celkem n = 9 nezávislých opakování.
Všechny statistické analýzy byly provedeny pomocí softwaru Prism 9.0 (GraphPad, San Diego, USA).Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± standardní odchylka (SD), pokud není uvedeno jinak.Skupinové průměry byly porovnány pomocí dvoustranného Welchova korigovaného t-testu.Alfa je definována jako 0,05.Pro pokles závislý na gravitaci byl použit jednofázový exponenciální model rozpadu pomocí regrese nejmenších čtverců, přičemž opakované hodnoty y pro danou hodnotu x byly považovány za jeden bod.
kde x je čas v minutách.y – objem sedimentu.y0 je hodnota y, když x je nula.Plošina je hodnota y pro nekonečné minuty.K je rychlostní konstanta vyjádřená jako převrácená hodnota minut.
Zařízení CentrREUSE prokázalo spolehlivé, řízené nelineární oscilace pomocí dvou standardních 1,0 ml injekčních stříkaček naplněných každá 1,0 ml vody (video S1).V n = 10 pokusech (každý 1 minutu) měl CenterREUSE průměrnou rychlost otáčení 359,4 ot./min ± 21,63 (rozsah = 337-398), což vedlo k vypočtené průměrné odstředivé síle 10,5 RCF ± 1,3 (rozsah = 9,2-12,8 ).(Obrázek 2a-e).
Bylo hodnoceno několik metod pro peletování suspenzí TA v 1,0 ml injekčních stříkačkách a porovnáno s centrifugací CentrREUSE.Po 12 hodinách usazování závislého na gravitaci dosáhl objem sedimentu 0,38 ml ± 0,03 (doplňkový obr. S4a,b).Depozice TA závislá na gravitaci je konzistentní s jednofázovým exponenciálním modelem rozpadu (korigováno R2 = 0,8582), což vede k odhadovanému plató 0,3804 ml (95% interval spolehlivosti: 0,3578 až 0,4025) (doplňkový obrázek S4c).CentrREUSE vytvořilo průměrný objem sedimentu 0,41 ml ± 0,04 za 3 minuty, což bylo podobné průměrné hodnotě 0,38 ml ± 0,03 pozorované pro sedimentaci závislou na gravitaci po 12 hodinách (p = 0,14) (obr. 3a, d, h) .CentrREUSE poskytlo významně kompaktnější objem 0,31 ml ± 0,02 za 5 minut ve srovnání s průměrem 0,38 ml ± 0,03 pozorovaným pro gravitační sedimentaci po 12 hodinách (p = 0,0001) (obr. 3b, d, h).
Porovnání hustoty TA pelet dosažené centrifugací CentrREUSE s gravitačním usazováním oproti standardní průmyslové centrifugaci (A–C).Reprezentativní snímky vysrážených suspenzí TA v 1,0 ml injekčních stříkačkách po 3 minutách (A), 5 minutách (B) a 10 minutách (C) používání CentrREUSE.(D) Reprezentativní snímky uložené TA po 12 hodinách gravitačního usazování.(EG) Reprezentativní snímky vysrážené TA po standardní komerční centrifugaci při 10 RCF (E), 20 RCF (F) a 50 RCF (G) po dobu 5 minut.(H) Objem sedimentu byl kvantifikován pomocí CentrREUSE (3, 5 a 10 min), gravitací zprostředkované sedimentace (12 h) a standardní průmyslové centrifugace při 5 min (10, 20 a 50 RCF).Čáry představují průměr (červená) ± standardní odchylka (černá).Tečky představují nezávislé opakování (n = 9 pro každou podmínku).
CentrREUSE vytvořilo průměrný objem 0,31 ml ± 0,02 po 5 minutách, což je podobné průměru 0,32 ml ± 0,03 pozorovanému ve standardní komerční odstředivce při 10 RCF po dobu 5 minut (p = 0,20) a mírně nižší než průměrný objem získaný s 20 RCF byl pozorován při 0,28 ml ± 0,03 po dobu 5 minut (p = 0,03) (obr. 3b, e, f, h).CentrREUSE vytvořilo průměrný objem 0,20 ml ± 0,02 po 10 minutách, což bylo stejně kompaktní (p = 0,15) ve srovnání se středním objemem 0,19 ml ± 0,01 po 5 minutách pozorovaným s komerční centrifugou při 50 RCF (obr. 3c, g, h)..
Zde popisujeme návrh, montáž a experimentální ověření ultralevné, přenosné, člověkem ovládané, papírové centrifugy vyrobené z konvenčního terapeutického odpadu.Design je z velké části založen na papírové odstředivce (označované jako „papírová fuga“) představené Prakashovou skupinou v roce 2017 pro diagnostické aplikace.Vzhledem k tomu, že odstřeďování historicky vyžadovalo použití drahého, objemného a elektricky závislého komerčního vybavení, poskytuje Prakashova odstředivka elegantní řešení problému nejistého přístupu k odstřeďování v prostředí s omezenými zdroji2,4.Od té doby paperfuge ukázal praktické využití v několika nízkoobjemových diagnostických aplikacích, jako je frakcionace krve na základě hustoty pro detekci malárie.Podle našich nejlepších znalostí však podobná ultralevná papírová odstředivková zařízení nebyla použita pro terapeutické účely, což jsou podmínky, které obvykle vyžadují větší objem sedimentace.
S ohledem na to je cílem CentrREUSE rozšířit využití papírové centrifugace v terapeutických intervencích.Toho bylo dosaženo provedením několika úprav designu odhalení Prakash.Pro zvětšení délky dvou standardních 1,0 ml stříkaček obsahuje CentREUSE větší disk (poloměr = 123,5 mm) než největší testovaný ždímač papíru Prakash (poloměr = 85 mm).Kromě toho, aby se zvýšila hmotnost 1,0 ml injekční stříkačky naplněné kapalinou, používá CenterREUSE místo lepenky vlnitou lepenku.Tyto úpravy dohromady umožňují odstřeďování větších objemů, než jaké byly testovány v čističi papíru Prakash (tj. dvě 1,0 ml injekční stříkačky s kapilárami), a přitom se stále spoléhají na podobné komponenty: filament a materiál na bázi papíru.Pro diagnostické účely bylo popsáno několik dalších levných odstředivek poháněných člověkem4,5,6,7,8,9,10.Patří mezi ně odstředivky, šlehače salátů, šlehače vajec a ruční svítilny pro rotační zařízení5, 6, 7, 8, 9. Většina těchto zařízení však není navržena pro objemy do 1,0 ml a sestávají z materiálů, které jsou často dražší a nepřístupné než ty, které se používají v papírových odstředivkách2,4,5,6,7,8,9,10..Ve skutečnosti se vyřazené papírové materiály často nacházejí všude;například ve Spojených státech tvoří papír a lepenka více než 20 % pevného komunálního odpadu, což představuje bohatý, levný nebo dokonce bezplatný zdroj pro stavbu papírových odstředivek.např. CenterREUSE11.Ve srovnání s několika dalšími publikovanými nízkonákladovými řešeními také CenterREUSE nevyžaduje k vytvoření specializovaný hardware (jako je hardware a software pro 3D tisk, hardware a software pro laserové řezání atd.), takže hardware je náročnější na zdroje..Tito lidé jsou v prostředí 4, 8, 9, 10.
Jako důkaz praktické užitečnosti naší papírové centrifugy pro terapeutické účely prokazujeme rychlé a spolehlivé usazování triamcinolonové suspenze v acetonu (TA) pro bolusovou injekci do sklivce – zavedenou levnou intervenci pro dlouhodobou léčbu různých očních onemocnění1 ,3.Výsledky usazování po 3 minutách s CentREUSE byly srovnatelné s výsledky po 12 hodinách usazování zprostředkovaného gravitací.Kromě toho výsledky CentrREUSE po 5 a 10 minutovém odstřeďování převyšovaly výsledky, které by bylo možné získat gravitací, a byly podobné těm, které byly pozorovány po průmyslovém odstřeďování při 10 a 50 RCF po dobu 5 minut, v daném pořadí.Podle našich zkušeností vytváří CentREUSE ostřejší a hladší rozhraní sediment-supernatant než jiné testované metody;to je žádoucí, protože to umožňuje přesnější stanovení dávky podaného léčiva a je snadnější odstranit supernatant s minimální ztrátou objemu částic.
Volba této aplikace jako důkazu koncepce byla vedena pokračující potřebou zlepšit přístup k intravitreálním steroidům s dlouhodobým účinkem v prostředí s omezenými zdroji.Intravitreální steroidy se široce používají k léčbě různých očních stavů, včetně diabetického makulárního edému, věkem podmíněné makulární degenerace, retinální vaskulární okluze, uveitidy, radiační retinopatie a cystického makulárního edému3,12.Ze steroidů dostupných pro intravitreální podání zůstává TA celosvětově nejčastěji používaným12.Ačkoli jsou dostupné přípravky bez konzervačních látek TA (PF-TA) (např. Triesence [40 mg/ml, Alcon, Fort Worth, USA]), přípravky s konzervanty benzylalkoholu (např. Kenalog-40 [40 mg/ml, Bristol- Myers Squibb, New York, USA]) zůstává nejoblíbenější3,12.Je třeba poznamenat, že posledně jmenovaná skupina léků je schválena americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) pouze pro intramuskulární a intraartikulární použití, takže intraokulární podávání je považováno za neregistrované 3, 12 .Ačkoli se injekční dávka intravitreální TA liší podle indikace a techniky, nejčastěji uváděná dávka je 4,0 mg (tj. injekční objem 0,1 ml z roztoku 40 mg/ml), což obvykle udává trvání léčby přibližně 3 měsíce Účinky 1 , 12, 13, 14, 15.
Pro prodloužení účinku intravitreálních steroidů u chronických, závažných nebo recidivujících očních onemocnění bylo zavedeno několik dlouhodobě působících implantabilních nebo injekčních steroidních zařízení, včetně dexamethasonu 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Irsko), Relax fluorid acetonidu 0,59 mg (Retisert , Bausch and Lomb, Laval, Kanada) a fluocinolon acetonid 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Tato zařízení však mají několik potenciálních nevýhod.Ve Spojených státech je každé zařízení schváleno pouze pro několik indikací, což omezuje pojistné krytí.Některá zařízení navíc vyžadují chirurgickou implantaci a mohou způsobit jedinečné komplikace, jako je migrace zařízení do přední komory3,12.Navíc tato zařízení bývají méně dostupná a mnohem dražší než TA3,12;při současných cenách v USA stojí Kenalog-40 asi 20 USD za 1,0 ml suspenze, zatímco explantáty Ozurdex, Retisert a Iluvien.Vstupné je asi 1400 dolarů.20 000 USD a 9 200 USD.Společně tyto faktory omezují přístup k těmto zařízením pro lidi v prostředí s omezenými zdroji.
Byly učiněny pokusy prodloužit účinek intravitreálního TA1,3,16,17 kvůli jeho nižší ceně, štědřejší úhradě a větší dostupnosti.Vzhledem ke své nízké rozpustnosti ve vodě zůstává TA v oku jako depot, což umožňuje postupnou a relativně konstantní difúzi léčiva, takže se očekává, že účinek bude trvat déle u větších depotů1,3.Za tímto účelem bylo vyvinuto několik metod pro koncentraci suspenze TA před injekcí do sklivce.Přestože byly popsány metody založené na pasivním (tj. gravitačně závislém) usazování nebo mikrofiltraci, tyto metody jsou relativně časově náročné a poskytují různé výsledky15,16,17.Naopak, předchozí studie ukázaly, že TA lze rychle a spolehlivě koncentrovat (a tím prodloužit účinek) srážením za pomoci centrifugace1,3.Závěrem lze říci, že pohodlí, nízké náklady, trvání a účinnost odstředivě koncentrované TA činí z této intervence atraktivní možnost pro pacienty v prostředí s omezenými zdroji.Nedostatečný přístup ke spolehlivému odstřeďování však může být hlavní překážkou provádění tohoto zásahu;Řešením tohoto problému může CentrREUSE pomoci zvýšit dostupnost dlouhodobé terapie steroidy pro pacienty v prostředí s omezenými zdroji.
V naší studii jsou určitá omezení, včetně těch, která se týkají funkcí nativních zařízení CentrREUSE.Zařízení je nelineární, nekonzervativní oscilátor, který se spoléhá na lidský vstup, a proto nemůže zajistit přesnou a konstantní rychlost otáčení během používání;rychlost otáčení závisí na několika proměnných, jako je vliv uživatele na úroveň vlastnictví zařízení, konkrétní materiály použité při montáži zařízení a kvalita spojů, které se spřádají.To se liší od komerčních zařízení, kde lze rychlost otáčení aplikovat konzistentně a přesně.Kromě toho lze rychlost dosahovanou pomocí CentrREUSE považovat za relativně skromnou ve srovnání s rychlostí dosahovanou jinými odstředivkami2.Naštěstí rychlost (a související odstředivá síla) generovaná naším zařízením byla dostatečná k testování konceptu popsaného v naší studii (tj. depozice TA).Rychlost otáčení může být zvýšena odlehčením hmoty centrálního disku 2;toho lze dosáhnout použitím lehčího materiálu (jako je tenčí karton), pokud je dostatečně pevný, aby udržel dvě injekční stříkačky naplněné kapalinou.V našem případě bylo rozhodnutí použít standardní štěrbinovou lepenku „A“ (tloušťka 4,8 mm) záměrné, protože tento materiál se často nachází v přepravních krabicích a lze jej proto snadno nalézt jako recyklovatelný materiál.Rychlost otáčení lze také zvýšit zmenšením poloměru centrálního disku 2 .Poloměr naší plošiny byl však záměrně vyroben relativně velký, aby se do něj vešla 1,0 ml injekční stříkačka.Pokud má uživatel zájem o odstřeďování kratších nádob, lze poloměr zmenšit – změna, která předvídatelně vede k vyšším rychlostem otáčení (a možná i vyšším odstředivým silám).
Navíc jsme pečlivě nevyhodnotili dopad únavy obsluhy na funkčnost zařízení.Zajímavé je, že několik členů naší skupiny bylo schopno používat zařízení 15 minut bez znatelné únavy.Potenciálním řešením únavy obsluhy v případě potřeby delších odstředivek je rotace dvou nebo více uživatelů (pokud je to možné).Kromě toho jsme kriticky nehodnotili životnost zařízení, částečně proto, že součásti zařízení (jako je lepenka a šňůra) bylo možné snadno vyměnit s malými nebo žádnými náklady v případě opotřebení nebo poškození.Zajímavé je, že během našeho pilotního testu jsme jedno zařízení používali celkem přes 200 minut.Po této době je jediným patrným, ale nepatrným znakem opotřebení perforace podél závitů.
Dalším omezením naší studie je, že jsme specificky neměřili hmotnost nebo hustotu uloženého TA, dosažitelné pomocí zařízení CentrREUSE a dalších metod;místo toho bylo naše experimentální ověření tohoto zařízení založeno na měření hustoty sedimentu (v ml).nepřímá míra hustoty.Kromě toho jsme na pacientech netestovali koncentrovanou TA CentrREUSE, ale protože naše zařízení produkovalo pelety TA podobné těm, které byly vyrobeny pomocí komerční centrifugy, předpokládali jsme, že koncentrovaná TA CentrREUSE bude stejně účinná a bezpečná jako dříve.v literatuře.uváděné pro konvenční odstředivky1,3.Další studie kvantifikující skutečné množství TA podané po fortifikaci CentrREUSE mohou pomoci dále vyhodnotit skutečnou užitečnost našeho zařízení v této aplikaci.
Pokud je nám známo, CentrREUSE, zařízení, které lze snadno zkonstruovat ze snadno dostupného odpadu, je první přenosná, ultralevná papírová odstředivka poháněná člověkem, která se používá v terapeutickém prostředí.Kromě toho, že je možné odstředit relativně velké objemy, CentrREUSE nevyžaduje použití specializovaných materiálů a konstrukčních nástrojů ve srovnání s jinými publikovanými nízkonákladovými odstředivkami.Prokázaná účinnost přípravku CentREUSE při rychlé a spolehlivé precipitaci TA může pomoci zlepšit dlouhodobou dostupnost intravitreálních steroidů u lidí v prostředí s omezenými zdroji, což může pomoci léčit různé oční stavy.Kromě toho se výhody našich přenosných odstředivek s lidským pohonem předvídatelně rozšiřují do míst bohatých na zdroje, jako jsou velká terciární a kvartérní zdravotnická centra ve vyspělých zemích.Za těchto podmínek může být dostupnost odstřeďovacích zařízení nadále omezena na klinické a výzkumné laboratoře s rizikem kontaminace injekčních stříkaček tekutinami lidského těla, živočišnými produkty a jinými nebezpečnými látkami.Tyto laboratoře se navíc často nacházejí daleko od místa péče o pacienty.To zase může představovat logistickou překážku pro poskytovatele zdravotní péče, kteří potřebují rychlý přístup k centrifugaci;nasazení CentrREUSE může sloužit jako praktický způsob přípravy terapeutických intervencí v krátkodobém horizontu, aniž by došlo k vážnému narušení péče o pacienta.
Proto, aby se všem usnadnila příprava na terapeutické zásahy, které vyžadují centrifugaci, jsou v této publikaci s otevřeným zdrojovým kódem v sekci Další informace zahrnuta šablona a pokyny pro vytvoření CentrREUSE.Doporučujeme čtenářům, aby podle potřeby přepracovali CenterREUSE.
Údaje podporující výsledky této studie jsou na odůvodněnou žádost k dispozici od příslušného autora SM.
Ober, MD a Valizhan, S. Doba působení triamcinolonacetonu ve sklivci při centrifugační koncentraci.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS a další.Ruční ultralevná odstředivka na papír.Národní biomedicínská věda.projekt.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM a Wasserman JA Odstředivá koncentrace intravitreální suspenze acetonidu triamcinolonu: levná, jednoduchá a proveditelná alternativa k dlouhodobému podávání steroidů.J. Vitrain.diss.5. 15–31 (2021).
Hucku, počkám.Levný open source adaptér centrifugy pro separaci velkých klinických vzorků krve.PLOS One.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS a Whitesides GM Šlehací metla je jako centrifuga: odděluje lidskou plazmu od plné krve v prostředí s omezenými zdroji.laboratoř.čip.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. a kol.Manuální, přenosná, nízkonákladová centrifuga pro diagnostiku anémie v prostředí s omezenými zdroji.Ano.J. Trope.lék.vlhkost.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.Počkejte.Plazma byla separována pomocí rotačního zařízení.řitní otvor.Chemikálie.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. a kol.Spinner pro okamžitou diagnostiku infekcí močových cest.Národní biomedicínská věda.projekt.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A., and Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Levná centrifugace bez elektrolytů pro izotermickou detekci SARS-CoV-2 ve slinách.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH a Choi, J. Mag-spinner: Nová generace pohodlných, cenově dostupných, jednoduchých a přenosných (FAST) magnetických separačních systémů.Nano Advances 4, 792–800 (2022).
US Environmental Protection Agency.Advancing Sustainable Materials Management: Informační list pro rok 2018 hodnotící trendy ve výrobě a řízení materiálů ve Spojených státech.(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. a Lanzetta, P. Steroidy pro intravitreální léčbu onemocnění sítnice.věda.Journal Mir 2014, 1–14 (2014).
Pivo, odpolední čaj atd. Nitrooční koncentrace a farmakokinetika triamcinolonacetonidu po jednorázové intravitreální injekci.Oftalmologie 110, 681–686 (2003).
Audren, F. a kol.Farmakokineticko-farmakodynamický model účinku triamcinolonacetonidu na centrální tloušťku makuly u pacientů s diabetickým makulárním edémem.investovat.oftalmologie.viditelné.věda.45, 3435-3441 (2004).
Ober, MD a kol.Skutečná dávka triamcinolonacetonu byla měřena obvyklou metodou intravitreální injekce.Ano.J. Ophthalmol.142, 597-600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS a Oh, JH Metoda koncentrovaného triamcinolonacetonidu pro intravitreální injekci.Retina 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Kvantitativní analýza uloženého triamcinolonu pro injekci.Retina 27, 1255–1259 (2007).
SM je částečně podporováno darem Mukai Foundation, Massachusetts Eye and Ear Hospital, Boston, Massachusetts, USA.
Oftalmologická klinika, Harvard Medical School, Massachusetts Eye and Ear, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, USA