Acul inteligent intravenos se înmoaie la introducerea într-un vas de sânge – Physics World

Acul inteligent intravenos se înmoaie la introducerea într-un vas de sânge – Physics World

Marca temporală: 4 ianuarie 2024 4:30

Acul intravenos P-CARE cu rigiditate variabilă
Injecții mai sigure, mai puțin dureroase Ilustrație a acului intravenos P-CARE cu rigiditate variabilă, ale cărui proprietăți mecanice pot fi modificate de temperatura corpului. (Cu amabilitatea: Grupul de Cercetare în Sisteme și Electronice Bio-Integrate KAIST)

Dacă un ac medical intravenos (IV) s-ar putea înmuia la introducerea în corp, pentru a se potrivi cu moliciunea țesutului biologic, pacienții ar experimenta mai puțină durere în timpul injectării medicamentului, ar fi mai confortabil în timp ce primesc fluide IV și ar avea un risc mai mic de deteriorare a țesuturilor. peretele vaselor de sânge. O echipă multidisciplinară de cercetători din Coreea a creat tocmai un astfel de dispozitiv.

Cercetătorii, de la Institutul Avansat de Știință și Tehnologie din Coreea (KAIST), dezvoltă un ac IV cu o rigiditate și o formă care depind de temperatura corpului. Acul transformabil în fază, adaptabil și nereutilizabil, sau „P-CARE”, este fabricat din galiu (un metal moale cu un punct de topire de 29.76 °C), care formează cadrul mecanic gol al acului, încapsulat într-un silicon moale rezistent la rupere.

Acul este rigid la temperatura camerei și poate perfora țesutul biologic moale. Cu toate acestea, odată introdus în corp, acesta devine moale și flexibil datorită temperaturii locale mai ridicate a țesuturilor și se poate adapta dinamic la deformarea țesuturilor, în timp ce furnizează fluid în mod fiabil. Important este că acul își menține starea moale la scoaterea din corp, prevenind reutilizarea inadecvată sau leziunile accidentale ale acului.

În modul rigid, acul P-CARE are o rigiditate mare la îndoire și o forță de inserție similară cu cea a unui cateter IV standard de calibrul 18. Are un debit maxim realizabil comparabil cu cel al unui cateter IV standard de calibrul 22 și poate furniza fluid în mod fiabil până la o rază de îndoire de 5 mm. Odată ajuns în modul înmuiat în venă, curbura acului P-CARE nu este afectată de debitul fluidului livrat prin canalul interior (când se utilizează debitele tipice ale cateterelor IV standard).

Înscriere în Natura Inginerie biomedicala, cercetătorii explică că reglarea rigidității cu adaptabilitate superioară a țesuturilor este o caracteristică unică a acului P-CARE. „[Acest lucru] depășește limitarea fundamentală a dispozitivelor convenționale de acces IV, care au o rigiditate intrinsec ridicată și fixă ​​și poate duce la traumatisme tisulare la locul injectării, în special atunci când pacientul se mișcă, din cauza nepotrivirii mecanice mari dintre acul rigid și țesut moale”, scriu ei.

Comparația dispozitivelor de acces intravenos
Soft și flexibil Performanța dispozitivelor comune de acces intravenos și a acului P-CARE. Bare de scară: 5 mm. (Cu amabilitatea: Grupul de Cercetare în Sisteme și Electronice Bio-Integrate KAIST)

Co-investigatori principali Jae-Woong Jeong și Won-Il Jeong și colegii au integrat, de asemenea, un senzor de temperatură cu peliculă subțire în acul P-CARE pentru detectarea temperaturii în interiorul corpului. În timpul unei medicamente IV, pacienții spitalizați pot prezenta modificări ale temperaturii centrale ale corpului sau scurgeri neintenționate de lichid perfuzat în straturile subcutanate. Astfel de condiții trebuie monitorizate în mod corespunzător, deoarece pot duce la complicații care necesită proceduri medicale suplimentare. Prin in vivo studiile șoarecilor și ex vivo Experimentele în țesutul muscular porcin, cercetătorii au demonstrat capacitatea fiabilă de detectare a temperaturii la fața locului a acului P-CARE.

Echipa a jucat și 14 zile in vivo studii de biocompatibilitate la șoareci. Rezultatele au arătat că acele P-CARE au provocat o inflamație semnificativ mai mică decât dispozitivele standard de acces IV de dimensiuni similare, făcute din ace metalice sau catetere din plastic atunci când sunt introduse în țesutul muscular. Acul P-CARE a fost, de asemenea, capabil să livreze medicamente la fel de fiabil ca dispozitivele comerciale de acces IV.

Cercetătorii speră că acul de înmuiere IV va fi tradus pentru aplicare clinică. Acest lucru va necesita mai multe studii sistematice, primul care să stabilească nivelul de siguranță al dispozitivului, în conformitate cu cerințele Administrației pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA). Echipa îmbunătățește, de asemenea, în mod continuu designul, structura și ambalajul acului, pentru a evalua în continuare fiabilitatea pe termen lung și siguranța utilizării în vasul de sânge.

Timestamp-ul:

Mai mult de la Lumea fizicii