شكرا لكم لزيارة Nature.com.أنت تستخدم إصدار متصفح مع دعم محدود لـ CSS.للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح محدث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer).بالإضافة إلى ذلك، ولضمان الدعم المستمر، نعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
أشرطة التمرير تعرض ثلاث مقالات لكل شريحة.استخدم زري الرجوع والتالي للتنقل عبر الشرائح، أو أزرار التحكم في الشرائح الموجودة في النهاية للتنقل خلال كل شريحة.
تاريخيًا، تطلب الطرد المركزي الطبي الموثوق استخدام معدات تجارية باهظة الثمن وضخمة وتعتمد على الكهرباء، والتي غالبًا ما لا تكون متوفرة في البيئات المحدودة الموارد.على الرغم من أنه تم وصف العديد من أجهزة الطرد المركزي المحمولة وغير المكلفة وغير الآلية، إلا أن هذه الحلول مخصصة في المقام الأول للتطبيقات التشخيصية التي تتطلب كميات صغيرة نسبيًا من الترسيب.بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتطلب تصميم هذه الأجهزة استخدام مواد وأدوات خاصة لا تتوفر عادةً في المناطق المحرومة.نحن هنا نصف التصميم والتجميع والتحقق التجريبي من CentREUSE، وهو جهاز طرد مركزي محمول منخفض التكلفة قائم على النفايات، يديره الإنسان، للتطبيقات العلاجية.يُظهر CentREUSE متوسط ​​قوة طرد مركزي يبلغ 10.5 قوة طرد مركزي نسبية (RCF) ± 1.3.كان تسوية 1.0 مل من التعليق الزجاجي للتريامسينولون بعد 3 دقائق من الطرد المركزي في CentREUSE مشابهًا لذلك بعد 12 ساعة من الترسيب بوساطة الجاذبية (0.41 مل ± 0.04 مقابل 0.38 مل ± 0.03، ع = 0.14).سماكة الرواسب بعد الطرد المركزي CentREUSE لمدة 5 و 10 دقائق مقارنة بتلك التي لوحظت بعد الطرد المركزي عند 10 RCF (0.31 مل ± 0.02 مقابل 0.32 مل ± 0.03، p = 0.20) و 50 RCF (0.20 مل) لمدة 5 دقائق باستخدام معدات تجارية مماثلة ± 0.02 مقابل 0.19 مل ± 0.01، ع = 0.15).تم تضمين القوالب وتعليمات البناء الخاصة بـ CentREUSE في هذا المنشور مفتوح المصدر.
يعد الطرد المركزي خطوة مهمة في العديد من الاختبارات التشخيصية والتدخلات العلاجية.ومع ذلك، فإن تحقيق الطرد المركزي الكافي يتطلب تاريخياً استخدام معدات تجارية باهظة الثمن وضخمة وتعتمد على الكهرباء، والتي غالباً ما لا تتوفر في البيئات المحدودة الموارد.في عام 2017، قدمت مجموعة براكاش جهاز طرد مركزي يدوي صغير يعتمد على الورق (يُسمى "منتفخ الورق") مصنوع من مواد مسبقة الصنع بتكلفة قدرها 0.20 دولار (2 دولار).ومنذ ذلك الحين، تم نشر الشرود الورقي في البيئات المحدودة الموارد لتطبيقات التشخيص ذات الحجم المنخفض (على سبيل المثال، فصل مكونات الدم على أساس الكثافة في الأنابيب الشعرية للكشف عن طفيليات الملاريا)، مما يدل على أداة محمولة رخيصة الثمن تعمل بالطاقة البشرية.الطرد المركزي 2 .منذ ذلك الحين، تم وصف العديد من أجهزة الطرد المركزي الأخرى المدمجة وغير المكلفة وغير المزودة بمحركات.ومع ذلك، فإن معظم هذه المحاليل، مثل أبخرة الورق، مخصصة لأغراض التشخيص التي تتطلب كميات ترسيب صغيرة نسبيًا، وبالتالي لا يمكن استخدامها للطرد المركزي لعينات كبيرة.بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتطلب تجميع هذه الحلول استخدام مواد وأدوات خاصة لا تتوفر غالبًا في المناطق المحرومة.
نحن هنا نصف التصميم والتجميع والتحقق التجريبي من جهاز الطرد المركزي (يسمى CentREUSE) المبني من نفايات الشرود الورقي التقليدي للتطبيقات العلاجية التي تتطلب عادةً كميات عالية من الترسيب.الحالة 1، 3 كدليل على المفهوم، قمنا باختبار الجهاز بتدخل عيني حقيقي: ترسيب معلق التريامسينولون في الأسيتون (TA) للحقن اللاحق لدواء البلعة في الجسم الزجاجي للعين.على الرغم من أن الطرد المركزي لتركيز TA هو تدخل منخفض التكلفة معترف به للعلاج طويل الأمد لمختلف حالات العين، فإن الحاجة إلى أجهزة الطرد المركزي المتاحة تجاريًا أثناء صياغة الدواء تمثل عائقًا رئيسيًا أمام استخدام هذا العلاج في البيئات المحدودة الموارد. 3.مقارنة بالنتائج التي تم الحصول عليها بأجهزة الطرد المركزي التجارية التقليدية.تم تضمين القوالب والتعليمات الخاصة ببناء CentREUSE في هذا المنشور مفتوح المصدر في قسم "مزيد من المعلومات".
يمكن بناء CentREUSE بالكامل تقريبًا من الخردة.تمت طباعة نسختين من القالب شبه الدائري (الشكل التكميلي S1) على ورق حروف كربوني أمريكي قياسي (215.9 مم × 279.4 مم).يحدد القالبان نصف الدائريان المرفقان ثلاث ميزات تصميم رئيسية لجهاز CentREUSE، بما في ذلك (1) الحافة الخارجية للقرص الدوار مقاس 247 مم، (2) مصممة لاستيعاب حقنة سعة 1.0 مل (مع غطاء ومكبس مبتور).الأخاديد في الساق) و(3) علامتان تشيران إلى مكان عمل الثقوب حتى يتمكن الحبل من المرور عبر القرص.
قم بلصق القالب على اللوح المموج (على سبيل المثال باستخدام مادة لاصقة أو شريط متعدد الأغراض) (الحد الأدنى للحجم: 247 مم × 247 مم) (الشكل التكميلي S2a).تم استخدام لوح مموج قياسي "A" (بسمك 4.8 مم) في هذه الدراسة، ولكن يمكن استخدام لوح مموج بسماكة مماثلة، مثل الورق المموج من صناديق الشحن المهملة.باستخدام أداة حادة (مثل الشفرة أو المقص)، قم بقطع الورق المقوى على طول حافة القرص الخارجي الموضح في القالب (الشكل التكميلي S2b).بعد ذلك، باستخدام أداة حادة وضيقة (مثل طرف قلم حبر جاف)، قم بإنشاء ثقوبين كاملتي السماكة بنصف قطر 8.5 مم وفقًا للعلامات المرسومة على القالب (الشكل التكميلي S2c).يتم بعد ذلك قطع فتحتين لحقنة سعة 1.0 مل من القالب والطبقة السطحية الأساسية من الورق المقوى باستخدام أداة مدببة مثل شفرة الحلاقة؛يجب الحرص على عدم إتلاف الطبقة المموجة الأساسية أو الطبقة السطحية المتبقية (الشكل التكميلي S2d، e) .بعد ذلك، قم بتمرير قطعة من الخيط (على سبيل المثال سلك قطني للطهي مقاس 3 مم أو أي خيط بنفس السُمك والمرونة) من خلال الفتحتين واربط حلقة حول كل جانب من القرص بطول حوالي 30 سم (الشكل التكميلي S2f).
ملء اثنين من المحاقن 1.0 مل بأحجام متساوية تقريبا (على سبيل المثال 1.0 مل من تعليق TA) وغطاء.تم بعد ذلك قطع قضيب المكبس المحقن على مستوى شفة البرميل (الشكل التكميلي S2g، h).يتم بعد ذلك تغطية شفة الأسطوانة بطبقة من الشريط لمنع إخراج المكبس المقطوع أثناء استخدام الجهاز.تم بعد ذلك وضع كل حقنة سعة 1.0 مل في المحقنة جيدًا بحيث يكون الغطاء مواجهًا لمركز القرص (الشكل التكميلي S2i).تم بعد ذلك ربط كل حقنة بالقرص على الأقل بشريط لاصق (الشكل التكميلي S2j).أخيرًا، أكمل تجميع جهاز الطرد المركزي بوضع قلمين (مثل أقلام الرصاص أو أدوات مماثلة على شكل عصا قوية) عند كل طرف من طرفي الخيط داخل الحلقة (الشكل 1).
تشبه تعليمات استخدام CentREUSE تلك الخاصة بألعاب الغزل التقليدية.يبدأ الدوران بإمساك المقبض في كل يد.يؤدي الارتخاء الطفيف في الأوتار إلى تأرجح القرص للأمام أو للخلف، مما يؤدي إلى دوران القرص للأمام أو للخلف على التوالي.يتم ذلك عدة مرات بطريقة بطيئة ومنضبطة بحيث تلتف الأوتار.ثم توقف عن الحركة.عندما تبدأ الأوتار في الارتخاء، يتم سحب المقبض بقوة حتى تصبح الأوتار مشدودة، مما يتسبب في دوران القرص.بمجرد أن يتم فك الخيط بالكامل ويبدأ في الترجيع، يجب استرخاء المقبض ببطء.عندما يبدأ الحبل في الارتخاء مرة أخرى، قم بتطبيق نفس سلسلة الحركات للحفاظ على دوران الجهاز (الفيديو S1).
بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب ترسيب التعليق بواسطة الطرد المركزي، تم تدوير الجهاز بشكل مستمر حتى يتم تحقيق التحبيب المُرضي (الشكل التكميلي S3a، b).سوف تتشكل الجزيئات المعقدة عند نهاية المكبس للبرميل المحقنة وسوف تركز المادة طافية نحو طرف المحقنة.تم بعد ذلك تصريف المادة الطافية عن طريق إزالة الشريط الذي يغطي شفة البرميل وإدخال مكبس ثانٍ لدفع المكبس الأصلي ببطء نحو طرف المحقنة، والتوقف عند وصوله إلى الرواسب المركبة (الشكل التكميلي S3c، d).
لتحديد سرعة الدوران، تم تسجيل جهاز CentREUSE، المجهز بحقنتين مملوءتين بالماء سعة 1.0 مل، بكاميرا فيديو عالية السرعة (240 إطارًا في الثانية) لمدة دقيقة واحدة بعد الوصول إلى حالة التذبذب الثابتة.تم تعقب العلامات القريبة من حافة قرص الغزل يدويًا باستخدام تحليل التسجيلات إطارًا بإطار لتحديد عدد الثورات في الدقيقة (دورة في الدقيقة) (الأشكال 2 أ-د).كرر ن = 10 محاولات.ثم يتم حساب قوة الطرد المركزي النسبية (RCF) عند نقطة منتصف برميل المحقنة باستخدام الصيغة التالية:
تقدير سرعة الدوران باستخدام CentREUSE.(أ – د) صور تمثيلية متسلسلة توضح الوقت (بالدقائق: ثواني. ميلي ثانية) لإكمال دوران الجهاز.الأسهم تشير إلى علامات التتبع.(E) القياس الكمي RPM باستخدام CentREUSE.تمثل الخطوط المتوسط ​​(الأحمر) ± الانحراف المعياري (أسود).تمثل الدرجات تجارب فردية مدتها دقيقة واحدة (ن = 10).
تم طرد حقنة سعة 1.0 مل تحتوي على تعليق TA للحقن (40 مجم / مل، Amneal Pharmaceuticals، Bridgewater، NJ، USA) لمدة 3 و5 و10 دقائق باستخدام CentREUSE.تمت مقارنة الترسيب باستخدام هذه التقنية مع ما تم تحقيقه بعد الطرد المركزي عند 10 و20 و50 RCF باستخدام الدوار A-4-62 لمدة 5 دقائق على جهاز الطرد المركزي Eppendorf 5810R (هامبورغ، ألمانيا).وتمت أيضًا مقارنة كمية الهطول مع كمية الهطول التي تم الحصول عليها باستخدام الهطول المعتمد على الجاذبية في نقاط زمنية مختلفة من 0 إلى 720 دقيقة.تم إجراء ما مجموعه n = 9 التكرار المستقل لكل إجراء.
تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج Prism 9.0 (GraphPad، سان دييغو، الولايات المتحدة الأمريكية).يتم عرض القيم على أنها الانحراف المعياري المتوسط ​​(SD) ما لم يذكر خلاف ذلك.تمت مقارنة وسائل المجموعة باستخدام اختبار t ثنائي الذيل لتصحيح ولش.يتم تعريف ألفا على أنها 0.05.بالنسبة للهبوط المعتمد على الجاذبية، تم تركيب نموذج الانحلال الأسي أحادي الطور باستخدام انحدار المربعات الصغرى، مع معالجة قيم y المتكررة لقيمة x معينة كنقطة واحدة.
حيث x هو الوقت بالدقائق.ذ – حجم الرواسب.y0 هي قيمة y عندما تكون x صفراً.الهضبة هي قيمة y للدقائق اللانهائية.K هو المعدل الثابت، معبرًا عنه بمقلوب الدقائق.
أظهر جهاز CentREUSE تذبذبات غير خطية يمكن التحكم بها ويمكن الاعتماد عليها باستخدام حقنتين قياسيتين سعة 1.0 مل مملوءتين بـ 1.0 مل من الماء لكل منهما (فيديو S1).في n = 10 تجارب (دقيقة واحدة لكل منها)، كان لدى CentREUSE متوسط ​​سرعة دوران يبلغ 359.4 دورة في الدقيقة ± 21.63 (النطاق = 337-398)، مما أدى إلى متوسط ​​قوة طرد مركزي محسوبة تبلغ 10.5 RCF ± 1، 3 (النطاق = 9.2-12.8) ).(الشكل 2A-ه).
تم تقييم عدة طرق لتكوير معلقات TA في محاقن سعة 1.0 مل ومقارنتها بالطرد المركزي CentREUSE.بعد 12 ساعة من الترسيب المعتمد على الجاذبية، وصل حجم الرواسب إلى 0.38 مل ± 0.03 (الشكل التكميلي S4a,b).يتوافق ترسب TA المعتمد على الجاذبية مع نموذج الانحلال الأسي أحادي الطور (تم تصحيحه بواسطة R2 = 0.8582)، مما يؤدي إلى هضبة تقدر بـ 0.3804 مل (فاصل الثقة 95٪: 0.3578 إلى 0.4025) (الشكل التكميلي S4c).أنتجت CentREUSE متوسط ​​​​حجم الرواسب قدره 0.41 مل ± 0.04 في 3 دقائق، وهو ما كان مشابهًا للقيمة المتوسطة البالغة 0.38 مل ± 0.03 التي لوحظت في الترسيب المعتمد على الجاذبية عند 12 ساعة (ع = 0.14) (الشكل 3 أ، د، ح) .أعطى CentREUSE حجمًا أكثر إحكاما بشكل ملحوظ قدره 0.31 مل ± 0.02 في 5 دقائق مقارنة بمتوسط ​​0.38 مل ± 0.03 تمت ملاحظته للترسيب القائم على الجاذبية عند 12 ساعة (ع = 0.0001) (الشكل 3 ب، د، ح).
مقارنة كثافة الحبيبات TA التي تم تحقيقها بواسطة الطرد المركزي CentREUSE مع تسوية الجاذبية مقابل الطرد المركزي الصناعي القياسي (A – C).صور تمثيلية لمعلقات TA المترسبة في محاقن 1.0 مل بعد 3 دقائق (A)، و5 دقائق (B)، و10 دقائق (C) من استخدام CentREUSE.(د) صور تمثيلية لـ TA المودعة بعد 12 ساعة من تسوية الجاذبية.(EG) صور تمثيلية لـ TA المعجل بعد الطرد المركزي التجاري القياسي عند 10 RCF (E)، 20 RCF (F)، و 50 RCF (G) لمدة 5 دقائق.(ح) تم قياس حجم الرواسب باستخدام CentREUSE (3 و5 و10 دقائق)، والترسيب بوساطة الجاذبية (12 ساعة)، والطرد المركزي الصناعي القياسي عند 5 دقائق (10، 20، و50 RCF).تمثل الخطوط المتوسط ​​(الأحمر) ± الانحراف المعياري (أسود).تمثل النقاط تكرارات مستقلة (ن = 9 لكل حالة).
أنتجت CentREUSE حجمًا متوسطًا قدره 0.31 مل ± 0.02 بعد 5 دقائق، وهو ما يشبه متوسط ​​0.32 مل ± 0.03 الذي تمت ملاحظته في جهاز طرد مركزي تجاري قياسي عند 10 RCF لمدة 5 دقائق (ع = 0.20)، وأقل قليلاً من متوسط ​​الحجم وقد لوحظ الحصول عليها مع 20 RCF عند 0.28 مل ± 0.03 لمدة 5 دقائق (ع = 0.03) (الشكل 3 ب، ه، و، ح).أنتج CentREUSE حجمًا متوسطًا قدره 0.20 مل ± 0.02 في 10 دقائق، والذي كان مضغوطًا تمامًا (ع = 0.15) مقارنة بمتوسط ​​حجم 0.19 مل ± 0.01 في 5 دقائق تمت ملاحظته باستخدام جهاز طرد مركزي تجاري عند 50 RCF (الشكل 3 ج، ز، ح)..
نحن هنا نصف التصميم والتجميع والتحقق التجريبي لجهاز طرد مركزي ورقي منخفض التكلفة للغاية ومحمول يشغله الإنسان ومصنوع من النفايات العلاجية التقليدية.يعتمد التصميم إلى حد كبير على أجهزة الطرد المركزي الورقية (المشار إليها باسم "الشرود الورقي") التي قدمتها مجموعة براكاش في عام 2017 للتطبيقات التشخيصية.ونظرًا لأن الطرد المركزي يتطلب تاريخيًا استخدام معدات تجارية باهظة الثمن وضخمة وتعتمد على الكهرباء، فإن جهاز الطرد المركزي الخاص ببراكاش يوفر حلاً أنيقًا لمشكلة الوصول غير الآمن إلى الطرد المركزي في البيئات المحدودة الموارد.منذ ذلك الحين، أظهر طارد الورق فائدة عملية في العديد من التطبيقات التشخيصية ذات الحجم المنخفض، مثل تجزئة الدم على أساس الكثافة للكشف عن الملاريا.ومع ذلك، على حد علمنا، لم يتم استخدام أجهزة طرد مركزي ورقية رخيصة جدًا مماثلة للأغراض العلاجية، وهي الظروف التي تتطلب عادةً ترسيبًا أكبر حجمًا.
ومع أخذ ذلك في الاعتبار، فإن هدف CentREUSE هو توسيع استخدام الطرد المركزي الورقي في التدخلات العلاجية.تم تحقيق ذلك من خلال إجراء العديد من التعديلات على تصميم كشف براكاش.ومن الجدير بالذكر أنه لزيادة طول محقنتين قياسيتين سعة 1.0 مل، يحتوي CentREUSE على قرص أكبر (نصف القطر = 123.5 مم) من أكبر عصارة ورق تم اختبارها من قبل براكاش (نصف القطر = 85 مم).بالإضافة إلى ذلك، لدعم الوزن الزائد لحقنة 1.0 مل مملوءة بالسائل، يستخدم CentREUSE الورق المقوى المموج بدلاً من الورق المقوى.تسمح هذه التعديلات معًا بالطرد المركزي لأحجام أكبر من تلك التي تم اختبارها في منظف الورق براكاش (أي محقنتين سعة 1.0 مل مع الشعيرات الدموية) مع الاستمرار في الاعتماد على مكونات مماثلة: الخيوط والمواد الورقية.والجدير بالذكر أنه تم وصف العديد من أجهزة الطرد المركزي الأخرى غير المكلفة التي تعمل بالطاقة البشرية لأغراض التشخيص.وتشمل هذه المغازل، ومضارب السلطة، ومضارب البيض، والمشاعل اليدوية للأجهزة الدوارة5،6،7،8،9. ومع ذلك، فإن معظم هذه الأجهزة غير مصممة للتعامل مع أحجام تصل إلى 1.0 مل وتتكون من مواد غالبًا ما تكون أكثر تكلفة ولا يمكن الوصول إليها من تلك المستخدمة في أجهزة الطرد المركزي الورقية2،4،5،6،7،8،9،10..في الواقع، غالبًا ما توجد المواد الورقية المهملة في كل مكان؛على سبيل المثال، في الولايات المتحدة، يمثل الورق والورق المقوى أكثر من 20% من النفايات الصلبة البلدية، مما يوفر مصدراً وفيراً وغير مكلف، بل وحتى مجانياً لبناء أجهزة الطرد المركزي الورقية.على سبيل المثال CentREUSE11.بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع العديد من الحلول الأخرى منخفضة التكلفة المنشورة، لا يتطلب CentREUSE أجهزة متخصصة (مثل أجهزة وبرامج الطباعة ثلاثية الأبعاد، وأجهزة وبرامج القطع بالليزر، وما إلى ذلك) لإنشاء الأجهزة، مما يجعل الأجهزة أكثر كثافة في استخدام الموارد..هؤلاء الأشخاص موجودون في البيئة 4، 8، 9، 10.
كدليل على الفائدة العملية لجهاز الطرد المركزي الورقي الخاص بنا للأغراض العلاجية، نعرض التثبيت السريع والموثوق لمعلق التريامسينولون في الأسيتون (TA) لحقن البلعة الزجاجية - وهو تدخل ثابت منخفض التكلفة للعلاج طويل الأمد لمختلف أمراض العين. ,3.كانت نتائج التسوية بعد 3 دقائق باستخدام CentREUSE مماثلة للنتائج بعد 12 ساعة من التسوية بوساطة الجاذبية.بالإضافة إلى ذلك، تجاوزت نتائج CentREUSE بعد الطرد المركزي لمدة 5 و10 دقائق النتائج التي يمكن الحصول عليها عن طريق الجاذبية وكانت مماثلة لتلك التي لوحظت بعد الطرد المركزي الصناعي عند 10 و50 RCF لمدة 5 دقائق على التوالي.ومن الجدير بالذكر، في تجربتنا، أن CentREUSE تنتج واجهة أكثر وضوحًا وسلاسة لطاف الرواسب من الطرق الأخرى التي تم اختبارها؛وهذا أمر مرغوب فيه لأنه يسمح بتقييم أكثر دقة لجرعة الدواء المعطى، ومن الأسهل إزالة المادة طافية مع الحد الأدنى من فقدان حجم الجسيمات.
كان اختيار هذا التطبيق كدليل على المفهوم مدفوعًا بالحاجة المستمرة لتحسين الوصول إلى المنشطات داخل الجسم الزجاجي طويلة المفعول في البيئات المحدودة الموارد.تُستخدم الستيرويدات داخل الجسم الزجاجي على نطاق واسع لعلاج مجموعة متنوعة من حالات العين، بما في ذلك الوذمة البقعية السكرية، والضمور البقعي المرتبط بالعمر، وانسداد الأوعية الدموية في شبكية العين، والتهاب القزحية، واعتلال الشبكية الإشعاعي، والوذمة البقعية الكيسية.من بين المنشطات المتاحة للإعطاء داخل الجسم الزجاجي، يظل TA هو الأكثر استخدامًا في جميع أنحاء العالم.على الرغم من توفر مستحضرات لا تحتوي على مواد حافظة TA (PF-TA) (على سبيل المثال، Triesence [40 مجم/مل، Alcon، Fort Worth، الولايات المتحدة الأمريكية])، إلا أن المستحضرات التي تحتوي على مواد حافظة كحول البنزيل (على سبيل المثال، Kenalog-40 [40 مجم/مل، Bristol- مايرز سكويب، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية]) يظل الأكثر شعبية3،12.تجدر الإشارة إلى أن المجموعة الأخيرة من الأدوية تمت الموافقة عليها من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) للاستخدام العضلي وداخل المفصل فقط، لذلك يعتبر الإعطاء داخل العين غير مسجل 3، 12.على الرغم من أن الجرعة القابلة للحقن من intravitreal TA تختلف وفقًا للدواعي والتقنية، فإن الجرعة الأكثر شيوعًا هي 4.0 مجم (أي حجم الحقن 0.1 مل من محلول 40 مجم / مل)، والذي عادة ما يعطي مدة علاج حوالي 3 أشهر. ، 12، 13، 14، 15.
لإطالة مفعول الستيرويدات داخل الجسم الزجاجي في أمراض العيون المزمنة أو الشديدة أو المتكررة، تم طرح العديد من أجهزة الستيرويد طويلة المفعول القابلة للزرع أو الحقن، بما في ذلك ديكساميثازون 0.7 ملغ (Ozurdex، Allergan، Dublin، Ireland)، Relax Fluoride acetonide 0.59 mg (Retisert) ، باوش ولومب، لافال، كندا) وأسيتونيد فلوسينولون 0.19 ملغ (إيلوفين، أليميرا ساينسز، ألفاريتا، جورجيا، الولايات المتحدة الأمريكية) 3،12.ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة لديها العديد من العيوب المحتملة.في الولايات المتحدة، تتم الموافقة على كل جهاز فقط لعدد قليل من المؤشرات، مما يحد من التغطية التأمينية.بالإضافة إلى ذلك، تتطلب بعض الأجهزة زرعًا جراحيًا وقد تسبب مضاعفات فريدة مثل هجرة الجهاز إلى الغرفة الأمامية.بالإضافة إلى ذلك، تميل هذه الأجهزة إلى أن تكون أقل توفرًا وأكثر تكلفة بكثير من TA3,12؛بالأسعار الأمريكية الحالية، يتكلف Kenalog-40 حوالي 20 دولارًا لكل 1.0 مل من المعلق، في حين أن تكلفة النباتات المستأصلة Ozurdex وRetisert وIluvien.رسوم الدخول حوالي 1400 دولار.و 20000 دولار و 9200 دولار على التوالي.تعمل هذه العوامل مجتمعة على الحد من إمكانية الوصول إلى هذه الأجهزة للأشخاص في البيئات المحدودة الموارد.
بذلت محاولات لإطالة تأثير TA1،3،16،17 داخل الجسم الزجاجي نظرًا لتكلفته المنخفضة وسداد التكاليف الأكثر سخاءً وتوافره بشكل أكبر.نظرًا لانخفاض قابليته للذوبان في الماء، يبقى TA في العين كمستودع، مما يسمح بانتشار الدواء بشكل تدريجي وثابت نسبيًا، لذلك من المتوقع أن يستمر التأثير لفترة أطول مع مستودعات أكبر.وتحقيقا لهذه الغاية، تم تطوير عدة طرق لتركيز تعليق TA قبل الحقن في الجسم الزجاجي.على الرغم من وصف الأساليب القائمة على التسوية السلبية (أي التي تعتمد على الجاذبية) أو الترشيح الدقيق، فإن هذه الأساليب تستغرق وقتًا طويلاً نسبيًا وتعطي نتائج متغيرة.على العكس من ذلك، أظهرت الدراسات السابقة أن TA يمكن أن يتركز بسرعة وبشكل موثوق (وبالتالي العمل لفترات طويلة) عن طريق هطول الأمطار بمساعدة الطرد المركزي.في الختام، فإن الراحة والتكلفة المنخفضة والمدة والفعالية للـ TA المركزة بالطرد المركزي تجعل هذا التدخل خيارًا جذابًا للمرضى في البيئات المحدودة الموارد.ومع ذلك، فإن عدم الوصول إلى أجهزة الطرد المركزي الموثوقة يمكن أن يكون عائقًا رئيسيًا أمام تنفيذ هذا التدخل؛من خلال معالجة هذه المشكلة، يمكن لـ CentREUSE المساعدة في زيادة توافر العلاج الستيرويدي طويل الأمد للمرضى في البيئات المحدودة الموارد.
هناك بعض القيود في دراستنا، بما في ذلك تلك المتعلقة بالوظائف الأصلية لجهاز CentREUSE.الجهاز عبارة عن مذبذب غير خطي وغير متحفظ يعتمد على المدخلات البشرية وبالتالي لا يمكنه توفير معدل دوران دقيق وثابت أثناء الاستخدام؛تعتمد سرعة الدوران على عدة متغيرات، مثل تأثير المستخدم على مستوى ملكية الجهاز، والمواد المحددة المستخدمة في تجميع المعدات، وجودة التوصيلات التي يتم تدويرها.ويختلف هذا عن المعدات التجارية حيث يمكن تطبيق سرعة الدوران بشكل متسق ودقيق.بالإضافة إلى ذلك، يمكن اعتبار السرعة التي حققها CentREUSE متواضعة نسبيًا مقارنة بالسرعة التي حققتها أجهزة الطرد المركزي الأخرى.لحسن الحظ، كانت السرعة (وقوة الطرد المركزي المرتبطة بها) الناتجة عن أجهزتنا كافية لاختبار المفهوم المفصل في دراستنا (أي ترسيب TA).ويمكن زيادة سرعة الدوران عن طريق تفتيح كتلة القرص المركزي 2؛يمكن تحقيق ذلك باستخدام مادة أخف وزنًا (مثل الورق المقوى الرقيق) إذا كانت قوية بما يكفي لحمل حقنتين مملوءتين بالسائل.في حالتنا، كان قرار استخدام الورق المقوى القياسي ذو الشقوق "A" (بسمك 4.8 مم) متعمدًا، حيث توجد هذه المادة غالبًا في صناديق الشحن وبالتالي يمكن العثور عليها بسهولة كمادة قابلة لإعادة التدوير.يمكن أيضًا زيادة سرعة الدوران عن طريق تقليل نصف قطر القرص المركزي 2 .ومع ذلك، فإن نصف قطر منصتنا تم عمدا بشكل كبير نسبيا لاستيعاب حقنة 1.0 مل.إذا كان المستخدم مهتمًا بالطرد المركزي للأوعية الأقصر، فيمكن تقليل نصف القطر - وهو التغيير الذي يؤدي إلى سرعات دوران أعلى (وربما قوى طرد مركزية أعلى).
بالإضافة إلى ذلك، لم نقم بتقييم تأثير إجهاد المشغل بعناية على وظائف المعدات.ومن المثير للاهتمام أن العديد من أعضاء مجموعتنا تمكنوا من استخدام الجهاز لمدة 15 دقيقة دون تعب ملحوظ.أحد الحلول المحتملة لإرهاق المشغل عند الحاجة إلى أجهزة طرد مركزي أطول هو تدوير مستخدمين أو أكثر (إن أمكن).بالإضافة إلى ذلك، لم نقم بتقييم متانة الجهاز بشكل نقدي، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه يمكن استبدال مكونات الجهاز (مثل الورق المقوى والسلك) بسهولة بتكلفة قليلة أو بدون تكلفة في حالة التآكل أو التلف.ومن المثير للاهتمام أنه خلال اختبارنا التجريبي، استخدمنا جهازًا واحدًا لمدة إجمالية تزيد عن 200 دقيقة.بعد هذه الفترة، علامة التآكل الوحيدة الملحوظة ولكن البسيطة هي حدوث ثقب على طول الخيوط.
هناك قيد آخر على دراستنا وهو أننا لم نقيس على وجه التحديد كتلة أو كثافة TA المودعة، والتي يمكن تحقيقها باستخدام جهاز CentREUSE وطرق أخرى؛بدلاً من ذلك، كان التحقق التجريبي لهذا الجهاز يعتمد على قياس كثافة الرواسب (بالمل).قياس غير مباشر للكثافة.بالإضافة إلى ذلك، لم نختبر CentREUSE Concentrated TA على المرضى، ومع ذلك، نظرًا لأن جهازنا أنتج كريات TA مماثلة لتلك المنتجة باستخدام جهاز طرد مركزي تجاري، فقد افترضنا أن CentREUSE Concentrated TA سيكون فعالًا وآمنًا كما تم استخدامه سابقًا.في الأدب.ذكرت لأجهزة الطرد المركزي التقليدية 1،3.قد تساعد الدراسات الإضافية التي تحدد الكمية الفعلية من TA المُدارة بعد إغناء CentREUSE في تقييم الفائدة الفعلية لجهازنا في هذا التطبيق.
على حد علمنا، يعد CentREUSE، وهو جهاز يمكن تصنيعه بسهولة من النفايات المتوفرة بسهولة، أول جهاز طرد مركزي ورقي محمول ومنخفض التكلفة يعمل بالطاقة البشرية ويتم استخدامه في بيئة علاجية.بالإضافة إلى قدرته على أجهزة الطرد المركزي بكميات كبيرة نسبيًا، لا يتطلب CentREUSE استخدام مواد وأدوات بناء متخصصة مقارنة بأجهزة الطرد المركزي الأخرى منخفضة التكلفة المنشورة.قد تساعد الفعالية المثبتة لـ CentREUSE في هطول الأمطار السريع والموثوق TA في تحسين توافر الستيرويد داخل الجسم الزجاجي على المدى الطويل لدى الأشخاص في البيئات المحدودة الموارد، مما قد يساعد في علاج مجموعة متنوعة من حالات العين.بالإضافة إلى ذلك، فإن فوائد أجهزة الطرد المركزي المحمولة التي تعمل بالطاقة البشرية تمتد كما هو متوقع إلى المواقع الغنية بالموارد مثل المراكز الصحية الثالثية والرباعية الكبيرة في البلدان المتقدمة.في ظل هذه الظروف، قد يظل توفر أجهزة الطرد المركزي مقتصراً على المختبرات السريرية والبحثية، مع خطر تلويث المحاقن بسوائل الجسم البشري والمنتجات الحيوانية وغيرها من المواد الخطرة.بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تقع هذه المختبرات بعيدًا عن نقطة رعاية المرضى.وهذا بدوره يمكن أن يشكل عقبة لوجستية لمقدمي الرعاية الصحية الذين يحتاجون إلى الوصول السريع إلى أجهزة الطرد المركزي؛يمكن أن يكون نشر CentREUSE بمثابة وسيلة عملية لإعداد التدخلات العلاجية على المدى القصير دون تعطيل رعاية المرضى بشكل خطير.
لذلك، لتسهيل الاستعداد للجميع للتدخلات العلاجية التي تتطلب الطرد المركزي، تم تضمين قالب وتعليمات لإنشاء CentREUSE في هذا المنشور مفتوح المصدر ضمن قسم المعلومات الإضافية.نحن نشجع القراء على إعادة تصميم CentREUSE حسب الحاجة.
البيانات الداعمة لنتائج هذه الدراسة متاحة من مؤلف SM المعني بناءً على طلب معقول.
Ober، MD و Valizhan، S. مدة عمل أسيتون تريامسينولون في الجسم الزجاجي بتركيز الطرد المركزي.شبكية العين 33، 867-872 (2013).
بهاملا، MS وآخرون.جهاز طرد مركزي يدوي رخيص للغاية للورق.العلوم الطبية الحيوية الوطنية.مشروع.1، 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM و Wasserman JA تركيز الطرد المركزي للتعليق داخل الجسم الزجاجي لأسيتونيد تريامسينولون: بديل غير مكلف وبسيط وممكن لإدارة الستيرويد على المدى الطويل.جي فيترين.ديس.5. 15–31 (2021).
هاك، سأنتظر.محول طرد مركزي مفتوح المصدر غير مكلف لفصل عينات الدم السريرية الكبيرة.بلوس واحد.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP، Gupta M.، Shevkoplyas SS and Whitesides GM إن الخفاقة تشبه جهاز الطرد المركزي: فهي تفصل البلازما البشرية عن الدم الكامل في إعدادات محدودة الموارد.معمل.رقاقة.8، 2032-2037 (2008).
براون، J. وآخرون.أجهزة طرد مركزي يدوية ومحمولة ومنخفضة التكلفة لتشخيص فقر الدم في البيئات المحدودة الموارد.نعم.جيه تروب.الدواء.رُطُوبَة.85، 327-332 (2011).
ليو، K.-H.انتظر.تم فصل البلازما باستخدام الدوار.فتحة الشرج.المواد الكيميائية.91، 1247–1253 (2019).
مايكل، I. وآخرون.سبينر للتشخيص الفوري لالتهابات المسالك البولية.العلوم الطبية الحيوية الوطنية.مشروع.4، 591-600 (2020).
Lee، E.، Larson، A.، Kotari، A.، and Prakash، M. Handyfuge-LAMP: الطرد المركزي غير المكلف الخالي من الإلكتروليت للكشف متساوي الحرارة عن SARS-CoV-2 في اللعاب.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH, and Choi, J. Mag-spinner: الجيل القادم من أنظمة الفصل المغناطيسي المريحة، وبأسعار معقولة، والبسيطة، والمحمولة (FAST).نانو التقدم 4، 792-800 (2022).
وكالة حماية البيئة الأمريكية.النهوض بإدارة المواد المستدامة: صحيفة حقائق لعام 2018 تقيم الاتجاهات في إنتاج المواد وإدارتها في الولايات المتحدة.(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. Steroids للعلاج داخل الجسم الزجاجي لأمراض الشبكية.العلم.مجلة مير 2014، 1–14 (2014).
البيرة والشاي بعد الظهر وما إلى ذلك. التركيزات داخل العين والحركية الدوائية لأسيتونيد تريامسينولون بعد حقنة واحدة داخل الجسم الزجاجي.طب العيون 110، 681-686 (2003).
أودرين، F. وآخرون.نموذج الحرائك الدوائية والديناميكية الدوائية لتأثير أسيتونيد تريامسينولون على سمك البقعة الصفراء المركزي في المرضى الذين يعانون من الوذمة البقعية السكرية.يستثمر.طب العيون.مرئي.العلم.45، 3435–3441 (2004).
أوبر، دكتوراه في الطب وآخرون.تم قياس الجرعة الفعلية من أسيتون تريامسينولون بالطريقة المعتادة للحقن داخل الجسم الزجاجي.نعم.J. العيون.142، 597-600 (2006).
Chin، HS، Kim، TH، Moon، YS and Oh، JH طريقة أسيتونيد تريامسينولون المركزة للحقن داخل الجسم الزجاجي.شبكية العين 25، 1107-1108 (2005).
تسونغ، جي دبليو، بيرسود، تو ومنصور، SE التحليل الكمي لتريامسينولون المودع للحقن.شبكية العين 27، 1255-1259 (2007).
يتم دعم SM جزئيًا من خلال هدية مقدمة إلى مؤسسة موكاي، مستشفى ماساتشوستس للعيون والأذن، بوسطن، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية.
قسم طب العيون، كلية الطب بجامعة هارفارد، ماساتشوستس للعيون والأذن، 243 شارع تشارلز، بوسطن، ماساتشوستس، 02114، الولايات المتحدة الأمريكية