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Zuverlässige medizinische Zentrifugation erforderte in der Vergangenheit den Einsatz teurer, sperriger und elektrisch abhängiger kommerzieller Geräte, die in ressourcenbeschränkten Umgebungen oft nicht verfügbar sind.Obwohl mehrere tragbare, kostengünstige, nicht motorisierte Zentrifugen beschrieben wurden, sind diese Lösungen in erster Linie für diagnostische Anwendungen gedacht, die relativ kleine Sedimentationsvolumina erfordern.Darüber hinaus erfordert die Konstruktion dieser Geräte häufig den Einsatz spezieller Materialien und Werkzeuge, die in unterversorgten Gebieten normalerweise nicht verfügbar sind.Hier beschreiben wir das Design, die Montage und die experimentelle Validierung der CentREUSE, einer äußerst kostengünstigen, von Menschen betriebenen, tragbaren Zentrifuge auf Abfallbasis für therapeutische Anwendungen.CentREUSE weist eine durchschnittliche Zentrifugalkraft von 10,5 relativer Zentrifugalkraft (RCF) ± 1,3 auf.Das Absetzen von 1,0 ml Glaskörpersuspension von Triamcinolon nach 3 Minuten Zentrifugation in CentREUSE war vergleichbar mit dem nach 12 Stunden schwerkraftbedingter Sedimentation (0,41 ml ± 0,04 vs. 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Sedimentverdickung nach CentREUSE-Zentrifugation für 5 und 10 Minuten im Vergleich zu der, die nach Zentrifugation bei 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) und 50 RCF (0,20 ml) für 5 Minuten unter Verwendung kommerzieller Geräte beobachtet wurde. Ähnlich ± 0,02 vs. 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).Die Vorlagen und Bauanleitungen für CentREUSE sind in diesem Open-Source-Beitrag enthalten.
Die Zentrifugation ist ein wichtiger Schritt bei vielen diagnostischen Tests und therapeutischen Interventionen1,2,3,4.Um eine angemessene Zentrifugation zu erreichen, war jedoch in der Vergangenheit der Einsatz teurer, sperriger und elektrisch abhängiger kommerzieller Geräte erforderlich, die in ressourcenbeschränkten Umgebungen oft nicht verfügbar sind2,4.Im Jahr 2017 stellte Prakashs Gruppe eine kleine manuelle Zentrifuge auf Papierbasis (sogenannter „Papierpuffer“) vor, die aus vorgefertigten Materialien hergestellt wurde und 0,20 US-Dollar kostete2.Seitdem wird Papierfuge in ressourcenbeschränkten Umgebungen für diagnostische Anwendungen mit geringem Volumen eingesetzt (z. B. dichtebasierte Trennung von Blutbestandteilen in Kapillarröhrchen zum Nachweis von Malariaparasiten) und demonstriert so ein supergünstiges tragbares, von Menschen betriebenes Instrument.Zentrifuge 2 .Seitdem wurden mehrere andere kompakte, kostengünstige, nicht motorisierte Zentrifugationsgeräte beschrieben4,5,6,7,8,9,10.Allerdings sind die meisten dieser Lösungen, wie auch Papierdämpfe, für diagnostische Zwecke gedacht, die relativ kleine Sedimentationsvolumina erfordern, und können daher nicht zum Zentrifugieren großer Proben verwendet werden.Darüber hinaus erfordert die Montage dieser Lösungen oft den Einsatz spezieller Materialien und Werkzeuge, die in unterversorgten Gebieten oft nicht verfügbar sind4,5,6,7,8,9,10.
Hier beschreiben wir den Entwurf, die Montage und die experimentelle Validierung einer Zentrifuge (genannt CentREUSE), die aus herkömmlichen Papierfugenabfällen für therapeutische Anwendungen hergestellt wird, die typischerweise hohe Sedimentationsvolumina erfordern.Fall 1, 3 Als Machbarkeitsnachweis haben wir das Gerät mit einem echten ophthalmologischen Eingriff getestet: Ausfällung einer Suspension von Triamcinolon in Aceton (TA) zur anschließenden Injektion eines Bolusmedikaments in den Glaskörper des Auges.Obwohl die Zentrifugation zur TA-Konzentration ein anerkannter kostengünstiger Eingriff zur Langzeitbehandlung verschiedener Augenerkrankungen ist, stellt der Bedarf an kommerziell erhältlichen Zentrifugen während der Arzneimittelformulierung ein großes Hindernis für den Einsatz dieser Therapie in ressourcenbeschränkten Umgebungen dar1,2, 3.im Vergleich zu Ergebnissen, die mit herkömmlichen kommerziellen Zentrifugen erzielt wurden.Vorlagen und Anweisungen zum Erstellen von CentREUSE sind in diesem Open-Source-Beitrag im Abschnitt „Weitere Informationen“ enthalten.
CentREUSE kann fast vollständig aus Schrott gebaut werden.Beide Kopien der halbkreisförmigen Vorlage (Ergänzungsabbildung S1) wurden auf Standard-US-Kohlebriefpapier (215,9 mm × 279,4 mm) gedruckt.Die beigefügten zwei halbkreisförmigen Schablonen definieren drei wichtige Designmerkmale des CentREUSE-Geräts, darunter (1) der äußere Rand der 247-mm-Spinnscheibe, (2) ist für die Aufnahme einer 1,0-ml-Spritze (mit Kappe und amputiertem Kolben) ausgelegt.(Rillen im Schaft) und (3) zwei Markierungen, die angeben, wo Löcher gestanzt werden müssen, damit das Seil durch die Scheibe geführt werden kann.
Kleben Sie die Schablone (z. B. mit Alleskleber oder Klebeband) auf die Wellpappe (Mindestgröße: 247 mm × 247 mm) (Ergänzende Abbildung S2a).In dieser Studie wurde Standard-Wellpappe „A“ (4,8 mm dick) verwendet, es könnte jedoch auch Wellpappe mit ähnlicher Dicke verwendet werden, beispielsweise Wellpappe aus weggeworfenen Versandkartons.Schneiden Sie den Karton mit einem scharfen Werkzeug (z. B. einer Klinge oder einer Schere) entlang der Kante der äußeren Scheibe, die auf der Schablone dargestellt ist (ergänzende Abbildung S2b).Erstellen Sie dann mit einem schmalen, scharfen Werkzeug (z. B. der Spitze eines Kugelschreibers) zwei Perforationen in voller Dicke mit einem Radius von 8,5 mm entsprechend den Markierungen auf der Schablone (Ergänzende Abbildung S2c).Anschließend werden mit einem spitzen Werkzeug, beispielsweise einer Rasierklinge, zwei Schlitze für 1,0-ml-Spritzen aus der Schablone und der darunterliegenden Kartonschicht ausgeschnitten;Es muss darauf geachtet werden, dass die darunter liegende Wellschicht oder die verbleibende Oberflächenschicht nicht beschädigt wird (Ergänzende Abbildung S2d, e).Fädeln Sie dann ein Stück Schnur (z. B. 3 mm Baumwollkordel oder einen anderen Faden ähnlicher Dicke und Elastizität) durch die beiden Löcher und binden Sie eine Schlaufe um jede Seite einer etwa 30 cm langen Scheibe (ergänzende Abbildung S2f).
Füllen Sie zwei 1,0-ml-Spritzen mit ungefähr gleichen Volumina (z. B. 1,0 ml TA-Suspension) und verschließen Sie sie.Anschließend wurde die Kolbenstange der Spritze auf Höhe des Zylinderflansches abgeschnitten (Ergänzende Abbildung S2g, h).Anschließend wird der Zylinderflansch mit einer Schicht Klebeband abgedeckt, um das Herausschleudern des Kolbenstumpfes während der Verwendung des Geräts zu verhindern.Jede 1,0-ml-Spritze wurde dann in die Spritzenvertiefung eingesetzt, wobei die Kappe zur Mitte der Scheibe zeigte (ergänzende Abbildung S2i).Jede Spritze wurde dann mit Klebeband an mindestens der Scheibe befestigt (Ergänzende Abbildung S2j).Schließen Sie abschließend den Zusammenbau der Zentrifuge ab, indem Sie zwei Stifte (z. B. Bleistifte oder ähnliche stabile, stabförmige Werkzeuge) an jedem Ende der Schnur in der Schlaufe platzieren (Abbildung 1).
Die Anweisungen zur Verwendung des CentREUSE ähneln denen für herkömmliche Spinnspielzeuge.Die Drehung wird gestartet, indem man in jeder Hand einen Griff hält.Ein leichter Durchhang der Saiten führt dazu, dass die Scheibe vorwärts oder rückwärts schaukelt, was dazu führt, dass sich die Scheibe vorwärts bzw. rückwärts dreht.Dies geschieht mehrmals langsam und kontrolliert, sodass sich die Saiten aufrollen.Dann stoppen Sie die Bewegung.Wenn sich die Saiten abzuwickeln beginnen, wird kräftig am Griff gezogen, bis die Saiten gespannt sind, wodurch sich die Scheibe dreht.Sobald die Saite vollständig abgewickelt ist und wieder aufzuwickeln beginnt, sollte der Griff langsam entspannt werden.Wenn sich das Seil wieder abzuwickeln beginnt, führen Sie dieselben Bewegungen aus, um das Gerät weiter zu drehen (Video S1).
Für Anwendungen, die eine Sedimentation einer Suspension durch Zentrifugation erfordern, wurde das Gerät kontinuierlich gedreht, bis eine zufriedenstellende Granulierung erreicht wurde (Ergänzende Abbildung S3a,b).Am Kolbenende des Spritzenzylinders bilden sich komplexe Partikel und der Überstand konzentriert sich zur Spitze der Spritze hin.Der Überstand wurde dann abgelassen, indem das Klebeband, das den Zylinderflansch bedeckte, entfernt und ein zweiter Kolben eingeführt wurde, um den nativen Kolben langsam in Richtung der Spritzenspitze zu drücken und anzuhalten, als er das zusammengesetzte Sediment erreichte (Ergänzende Abbildung S3c, d).
Um die Rotationsgeschwindigkeit zu bestimmen, wurde das CentREUSE-Gerät, ausgestattet mit zwei mit Wasser gefüllten 1,0-ml-Spritzen, nach Erreichen eines stabilen Schwingungszustands 1 Minute lang mit einer Hochgeschwindigkeitsvideokamera (240 Bilder pro Sekunde) aufgezeichnet.Markierungen in der Nähe des Randes der rotierenden Scheibe wurden manuell mithilfe einer Bild-für-Bild-Analyse der Aufzeichnungen verfolgt, um die Anzahl der Umdrehungen pro Minute (U/min) zu bestimmen (Abbildungen 2a-d).Wiederholen Sie n = 10 Versuche.Die relative Zentrifugalkraft (RCF) am Mittelpunkt des Spritzenzylinders wird dann mit der folgenden Formel berechnet:
Drehzahlquantifizierung mit CentREUSE.(A–D) Sequentielle repräsentative Bilder, die die Zeit (Minuten: Sekunden, Millisekunden) bis zum Abschluss der Gerätedrehung zeigen.Pfeile zeigen Spurenmarkierungen an.(E) RPM-Quantifizierung mit CentREUSE.Die Linien stellen den Mittelwert (rot) ± Standardabweichung (schwarz) dar.Die Ergebnisse stellen einzelne 1-minütige Versuche dar (n = 10).
Eine 1,0-ml-Spritze mit TA-Injektionssuspension (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA) wurde 3, 5 und 10 Minuten lang mit CentREUSE zentrifugiert.Die Sedimentation mit dieser Technik wurde mit der Sedimentation verglichen, die nach 5-minütiger Zentrifugation bei 10, 20 und 50 RCF mit einem A-4-62-Rotor auf einer Eppendorf 5810R-Tischzentrifuge (Hamburg, Deutschland) erreicht wurde.Die Niederschlagsmenge wurde auch mit der Niederschlagsmenge verglichen, die durch schwerkraftabhängige Fällung zu verschiedenen Zeitpunkten von 0 bis 720 Minuten erhalten wurde.Für jeden Eingriff wurden insgesamt n = 9 unabhängige Wiederholungen durchgeführt.
Alle statistischen Analysen wurden mit der Software Prism 9.0 (GraphPad, San Diego, USA) durchgeführt.Sofern nicht anders angegeben, werden die Werte als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) dargestellt.Die Gruppenmittelwerte wurden mithilfe eines zweiseitigen Welch-korrigierten t-Tests verglichen.Alpha ist als 0,05 definiert.Für die schwerkraftabhängige Senkung wurde ein einphasiges exponentielles Zerfallsmodell mithilfe der Regression der kleinsten Quadrate angepasst, wobei wiederholte y-Werte für einen bestimmten x-Wert als ein einzelner Punkt behandelt wurden.
Dabei ist x die Zeit in Minuten.y – Sedimentvolumen.y0 ist der Wert von y, wenn x Null ist.Das Plateau ist der y-Wert für unendliche Minuten.K ist die Geschwindigkeitskonstante, ausgedrückt als Kehrwert von Minuten.
Das CentREUSE-Gerät demonstrierte zuverlässige, kontrollierte nichtlineare Schwingungen mit zwei Standard-1,0-ml-Spritzen, die jeweils mit 1,0 ml Wasser gefüllt waren (Video S1).In n = 10 Versuchen (jeweils 1 Minute) hatte CentREUSE eine durchschnittliche Rotationsgeschwindigkeit von 359,4 U/min ± 21,63 (Bereich = 337–398), was zu einer berechneten durchschnittlichen Zentrifugalkraft von 10,5 RCF ± 1,3 (Bereich = 9,2–12,8) führte ).(Abbildung 2a-e).
Mehrere Methoden zur Pelletierung von TA-Suspensionen in 1,0-ml-Spritzen wurden bewertet und mit der CentREUSE-Zentrifugation verglichen.Nach 12 Stunden schwerkraftabhängiger Sedimentation erreichte das Sedimentvolumen 0,38 ml ± 0,03 (Ergänzende Abbildung S4a,b).Die schwerkraftabhängige TA-Ablagerung steht im Einklang mit einem einphasigen exponentiellen Zerfallsmodell (korrigiert um R2 = 0,8582), was zu einem geschätzten Plateau von 0,3804 ml führt (95 %-Konfidenzintervall: 0,3578 bis 0,4025) (Ergänzende Abbildung S4c).CentREUSE erzeugte ein durchschnittliches Sedimentvolumen von 0,41 ml ± 0,04 nach 3 Minuten, was dem Mittelwert von 0,38 ml ± 0,03 ähnelte, der für die schwerkraftabhängige Sedimentation nach 12 Stunden beobachtet wurde (p = 0,14) (Abb. 3a, d, h) .CentREUSE ergab ein deutlich kompakteres Volumen von 0,31 ml ± 0,02 nach 5 Minuten im Vergleich zum Mittelwert von 0,38 ml ± 0,03, der für die schwerkraftbasierte Sedimentation nach 12 Stunden beobachtet wurde (p = 0,0001) (Abb. 3b, d, h).
Vergleich der TA-Pelletdichte, die durch CentREUSE-Zentrifugation mit Schwerkraftsedimentation erreicht wurde, mit der standardmäßigen industriellen Zentrifugation (A–C).Repräsentative Bilder von präzipitierten TA-Suspensionen in 1,0-ml-Spritzen nach 3 Minuten (A), 5 Minuten (B) und 10 Minuten (C) der Verwendung von CentREUSE.(D) Repräsentative Bilder von abgeschiedenem TA nach 12 Stunden Schwerkraftabsetzzeit.(EG) Repräsentative Bilder von präzipitiertem TA nach standardmäßiger kommerzieller Zentrifugation bei 10 RCF (E), 20 RCF (F) und 50 RCF (G) für 5 Minuten.(H) Das Sedimentvolumen wurde mithilfe von CentREUSE (3, 5 und 10 Minuten), schwerkraftvermittelter Sedimentation (12 Stunden) und standardmäßiger industrieller Zentrifugation bei 5 Minuten (10, 20 und 50 RCF) quantifiziert.Die Linien stellen den Mittelwert (rot) ± Standardabweichung (schwarz) dar.Die Punkte stellen unabhängige Wiederholungen dar (n = 9 für jede Bedingung).
CentREUSE erzeugte nach 5 Minuten ein mittleres Volumen von 0,31 ml ± 0,02, was dem Mittelwert von 0,32 ml ± 0,03 ähnelt, der in einer kommerziellen Standardzentrifuge bei 10 RCF für 5 Minuten beobachtet wurde (p = 0,20), und etwas niedriger als das mittlere Volumen Der mit 20 RCF erhaltene Wert wurde 5 Minuten lang bei 0,28 ml ± 0,03 beobachtet (p = 0,03) (Abb. 3b, e, f, h).CentREUSE erzeugte ein mittleres Volumen von 0,20 ml ± 0,02 nach 10 Minuten, was genauso kompakt war (p = 0,15) im Vergleich zu einem mittleren Volumen von 0,19 ml ± 0,01 nach 5 Minuten, das mit einer kommerziellen Zentrifuge bei 50 RCF beobachtet wurde (Abb. 3c, g, h)..
Hier beschreiben wir den Entwurf, die Montage und die experimentelle Verifizierung einer äußerst kostengünstigen, tragbaren, von Menschen betriebenen Zentrifuge auf Papierbasis, die aus herkömmlichen therapeutischen Abfällen hergestellt wird.Das Design basiert weitgehend auf der papierbasierten Zentrifuge (als „Papierfuge“ bezeichnet), die Prakashs Gruppe 2017 für diagnostische Anwendungen eingeführt hat.Angesichts der Tatsache, dass die Zentrifugation in der Vergangenheit den Einsatz teurer, sperriger und elektrisch abhängiger kommerzieller Geräte erforderte, bietet die Zentrifuge von Prakash eine elegante Lösung für das Problem des unsicheren Zugangs zur Zentrifugation in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen2,4.Seitdem hat sich Paperfuge in mehreren diagnostischen Anwendungen mit geringem Volumen als praktisch erwiesen, beispielsweise bei der dichtebasierten Blutfraktionierung zur Malariaerkennung.Nach unserem besten Wissen wurden jedoch ähnliche ultrabillige Zentrifugengeräte auf Papierbasis nicht für therapeutische Zwecke eingesetzt, also für Erkrankungen, die typischerweise eine Sedimentation mit größerem Volumen erfordern.
Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel von CentREUSE, den Einsatz der Papierzentrifugation bei therapeutischen Interventionen auszuweiten.Dies wurde durch mehrere Änderungen am Design der Prakash-Enthüllung erreicht.Um die Länge von zwei standardmäßigen 1,0-ml-Spritzen zu erhöhen, enthält CentREUSE insbesondere eine größere Scheibe (Radius = 123,5 mm) als die größte getestete Prakash-Papierpresse (Radius = 85 mm).Um das zusätzliche Gewicht einer mit Flüssigkeit gefüllten 1,0-ml-Spritze zu tragen, verwendet CentREUSE außerdem Wellpappe anstelle von Pappe.Zusammengenommen ermöglichen diese Modifikationen die Zentrifugation größerer Volumina als die im Prakash-Papierreiniger getesteten (dh zwei 1,0-ml-Spritzen mit Kapillaren), wobei weiterhin auf ähnliche Komponenten zurückgegriffen wird: Filament und papierbasiertes Material.Bemerkenswerterweise wurden mehrere andere kostengünstige, von Menschen betriebene Zentrifugen für diagnostische Zwecke beschrieben4,5,6,7,8,9,10.Hierzu zählen unter anderem Spinner, Salatbesen, Schneebesen und Handbrenner für rotierende Geräte5, 6, 7, 8, 9. Allerdings sind die meisten dieser Geräte nicht für Volumina bis 1,0 ml ausgelegt und bestehen aus oft teureren Materialien und unzugänglicher als diejenigen, die in Papierzentrifugen verwendet werden2,4,5,6,7,8,9,10..Tatsächlich sind weggeworfene Papiermaterialien oft überall zu finden;In den Vereinigten Staaten beispielsweise machen Papier und Pappe über 20 % des städtischen Feststoffabfalls aus und stellen eine reichliche, kostengünstige oder sogar kostenlose Quelle für den Bau von Papierzentrifugen dar.zB CentREUSE11.Im Vergleich zu mehreren anderen veröffentlichten kostengünstigen Lösungen erfordert CentREUSE außerdem keine spezielle Hardware (z. B. 3D-Druck-Hardware und -Software, Laserschneid-Hardware und -Software usw.), was die Hardware ressourcenintensiver macht..Diese Personen befinden sich im Umfeld 4, 8, 9, 10.
Als Beweis für den praktischen Nutzen unserer Papierzentrifuge für therapeutische Zwecke demonstrieren wir das schnelle und zuverlässige Absetzen der Triamcinolon-Suspension in Aceton (TA) zur Bolusinjektion in den Glaskörper – eine etablierte kostengünstige Intervention zur Langzeitbehandlung verschiedener Augenerkrankungen1 ,3.Die Absetzergebnisse nach 3 Minuten mit CentREUSE waren vergleichbar mit den Ergebnissen nach 12 Stunden schwerkraftbedingter Sedimentation.Darüber hinaus übertrafen die CentREUSE-Ergebnisse nach 5- und 10-minütiger Zentrifugation die Ergebnisse, die durch die Schwerkraft erzielt würden, und ähnelten denen, die nach 5-minütiger industrieller Zentrifugation bei 10 bzw. 50 RCF beobachtet wurden.Nach unserer Erfahrung erzeugt CentREUSE insbesondere eine schärfere und glattere Grenzfläche zwischen Sediment und Überstand als andere getestete Methoden.Dies ist wünschenswert, da es eine genauere Beurteilung der Dosis des verabreichten Arzneimittels ermöglicht und es einfacher ist, den Überstand bei minimalem Verlust des Partikelvolumens zu entfernen.
Die Wahl dieser Anwendung als Machbarkeitsnachweis wurde durch die anhaltende Notwendigkeit vorangetrieben, den Zugang zu langwirksamen intravitrealen Steroiden in ressourcenbeschränkten Umgebungen zu verbessern.Intravitreale Steroide werden häufig zur Behandlung verschiedener Augenerkrankungen eingesetzt, darunter diabetisches Makulaödem, altersbedingte Makuladegeneration, retinaler Gefäßverschluss, Uveitis, Strahlenretinopathie und zystisches Makulaödem3,12.Von den für die intravitreale Verabreichung verfügbaren Steroiden ist TA nach wie vor das weltweit am häufigsten verwendete Steroid12.Obwohl Präparate ohne TA-Konservierungsmittel (PF-TA) erhältlich sind (z. B. Triesence [40 mg/ml, Alcon, Fort Worth, USA]), können auch Präparate mit Benzylalkohol-Konservierungsmitteln (z. B. Kenalog-40 [40 mg/ml, Bristol- Myers Squibb, New York, USA]) bleibt am beliebtesten3,12.Es ist zu beachten, dass die letztgenannte Arzneimittelgruppe von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) nur für die intramuskuläre und intraartikuläre Anwendung zugelassen ist, sodass die intraokulare Verabreichung als nicht registriert gilt 3, 12 .Obwohl die injizierbare Dosis von intravitrealer TA je nach Indikation und Technik variiert, beträgt die am häufigsten angegebene Dosis 4,0 mg (d. h. ein Injektionsvolumen von 0,1 ml aus einer 40 mg/ml-Lösung), was normalerweise eine Behandlungsdauer von etwa 3 Monaten ergibt. Wirkungen 1 , 12, 13, 14, 15.
Um die Wirkung intravitrealer Steroide bei chronischen, schweren oder wiederkehrenden Augenerkrankungen zu verlängern, wurden mehrere langwirksame implantierbare oder injizierbare Steroidgeräte eingeführt, darunter Dexamethason 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Irland) und Relax Fluoridacetonid 0,59 mg (Retisert). , Bausch und Lomb, Laval, Kanada) und Fluocinolonacetonid 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Diese Geräte weisen jedoch mehrere potenzielle Nachteile auf.In den USA ist jedes Gerät nur für wenige Indikationen zugelassen, wodurch der Versicherungsschutz eingeschränkt ist.Darüber hinaus erfordern einige Geräte eine chirurgische Implantation und können einzigartige Komplikationen wie die Migration des Geräts in die Vorderkammer verursachen3,12.Darüber hinaus sind diese Geräte tendenziell weniger leicht verfügbar und viel teurer als TA3,12;Bei den aktuellen US-Preisen kostet Kenalog-40 etwa 20 US-Dollar pro 1,0 ml Suspension, während Ozurdex, Retisert und Iluvien explantiert werden.Der Eintrittspreis beträgt etwa 1400 $., 20.000 US-Dollar bzw. 9.200 US-Dollar.Zusammengenommen schränken diese Faktoren den Zugriff auf diese Geräte für Personen in ressourcenbeschränkten Umgebungen ein.
Es wurden Versuche unternommen, die Wirkung von intravitrealem TA1,3,16,17 aufgrund der geringeren Kosten, der großzügigeren Erstattung und der größeren Verfügbarkeit zu verlängern.Aufgrund seiner geringen Wasserlöslichkeit verbleibt TA als Depot im Auge und ermöglicht so eine allmähliche und relativ konstante Arzneimitteldiffusion, sodass die Wirkung bei größeren Depots voraussichtlich länger anhält1,3.Zu diesem Zweck wurden mehrere Methoden entwickelt, um die TA-Suspension vor der Injektion in den Glaskörper zu konzentrieren.Obwohl Methoden beschrieben wurden, die auf passiver (dh schwerkraftabhängiger) Sedimentation oder Mikrofiltration basieren, sind diese Methoden relativ zeitaufwändig und liefern unterschiedliche Ergebnisse15,16,17.Im Gegenteil, frühere Studien haben gezeigt, dass TA durch zentrifugationsgestützte Fällung schnell und zuverlässig konzentriert (und damit verlängert) werden kann1,3.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bequemlichkeit, die geringen Kosten, die Dauer und die Wirksamkeit von zentrifugal konzentrierter TA diese Intervention zu einer attraktiven Option für Patienten in ressourcenbeschränkten Umgebungen machen.Allerdings kann der fehlende Zugang zu einer zuverlässigen Zentrifugation ein großes Hindernis für die Umsetzung dieser Maßnahme darstellen;Durch die Lösung dieses Problems kann CentREUSE dazu beitragen, die Verfügbarkeit einer langfristigen Steroidtherapie für Patienten in ressourcenbeschränkten Umgebungen zu erhöhen.
In unserer Studie gibt es einige Einschränkungen, einschließlich derjenigen im Zusammenhang mit der nativen Funktionalität der CentREUSE-Appliance.Das Gerät ist ein nichtlinearer, nichtkonservativer Oszillator, der auf menschliche Eingaben angewiesen ist und daher während des Gebrauchs keine genaue und konstante Rotationsrate liefern kann;Die Rotationsgeschwindigkeit hängt von mehreren Variablen ab, z. B. dem Einfluss des Benutzers auf den Grad des Gerätebesitzes, den spezifischen Materialien, die bei der Montage der Geräte verwendet werden, und der Qualität der hergestellten Verbindungen.Dies unterscheidet sich von kommerziellen Geräten, bei denen die Drehzahl konstant und genau eingestellt werden kann.Darüber hinaus kann die von CentREUSE erreichte Geschwindigkeit im Vergleich zu der Geschwindigkeit anderer Zentrifugengeräte2 als relativ bescheiden angesehen werden.Glücklicherweise reichte die von unserem Gerät erzeugte Geschwindigkeit (und die damit verbundene Zentrifugalkraft) aus, um das in unserer Studie beschriebene Konzept (dh die TA-Abscheidung) zu testen.Die Rotationsgeschwindigkeit kann durch eine Gewichtsreduzierung der Zentralscheibe 2 erhöht werden;Dies kann durch die Verwendung eines leichteren Materials (z. B. dünnerem Karton) erreicht werden, wenn dieses stark genug ist, um zwei mit Flüssigkeit gefüllte Spritzen aufzunehmen.In unserem Fall wurde die Entscheidung für die Verwendung von geschlitztem Standardkarton „A“ (4,8 mm dick) bewusst getroffen, da dieses Material häufig in Versandkartons zu finden ist und daher leicht als recycelbares Material zu finden ist.Die Rotationsgeschwindigkeit kann auch durch eine Verringerung des Radius der Zentralscheibe 2 erhöht werden.Allerdings wurde der Radius unserer Plattform bewusst relativ groß gewählt, um eine 1,0-ml-Spritze unterzubringen.Wenn der Benutzer daran interessiert ist, kürzere Gefäße zu zentrifugieren, kann der Radius verringert werden – eine Änderung, die vorhersehbar zu höheren Rotationsgeschwindigkeiten (und möglicherweise höheren Zentrifugalkräften) führt.
Darüber hinaus haben wir die Auswirkungen der Ermüdung des Bedieners auf die Gerätefunktionalität nicht sorgfältig bewertet.Interessanterweise konnten mehrere Mitglieder unserer Gruppe das Gerät 15 Minuten lang ohne spürbare Ermüdung nutzen.Eine mögliche Lösung für die Ermüdung des Bedieners, wenn längere Zentrifugen erforderlich sind, besteht darin, zwei oder mehr Benutzer zu wechseln (wenn möglich).Darüber hinaus haben wir die Haltbarkeit des Geräts nicht kritisch bewertet, unter anderem weil die Komponenten des Geräts (z. B. Pappe und Kabel) im Falle von Verschleiß oder Beschädigung problemlos und zu geringen oder keinen Kosten ausgetauscht werden könnten.Interessanterweise haben wir während unseres Pilottests ein Gerät insgesamt über 200 Minuten lang genutzt.Nach dieser Zeit sind Perforationen entlang der Fäden das einzige wahrnehmbare, aber geringfügige Anzeichen von Abnutzung.
Eine weitere Einschränkung unserer Studie besteht darin, dass wir die Masse oder Dichte der abgeschiedenen TA, die mit dem CentREUSE-Gerät und anderen Methoden erreichbar ist, nicht speziell gemessen haben;Stattdessen basierte unsere experimentelle Überprüfung dieses Geräts auf der Messung der Sedimentdichte (in ml).indirektes Maß für die Dichte.Darüber hinaus haben wir CentREUSE Concentrated TA nicht an Patienten getestet. Da unser Gerät jedoch TA-Pellets produzierte, die denen ähnelten, die mit einer kommerziellen Zentrifuge hergestellt wurden, gingen wir davon aus, dass CentREUSE Concentrated TA genauso wirksam und sicher sein würde wie zuvor.in der Literatur.berichtet für herkömmliche Zentrifugengeräte1,3.Zusätzliche Studien zur Quantifizierung der tatsächlich verabreichten TA-Menge nach der CentREUSE-Anreicherung können dazu beitragen, den tatsächlichen Nutzen unseres Geräts in dieser Anwendung weiter zu bewerten.
Nach unserem Kenntnisstand ist CentREUSE, ein Gerät, das leicht aus leicht verfügbarem Abfall hergestellt werden kann, die erste von Menschen betriebene, tragbare und äußerst kostengünstige Papierzentrifuge, die in einem therapeutischen Umfeld eingesetzt wird.CentREUSE ist nicht nur in der Lage, relativ große Volumina zu zentrifugieren, sondern erfordert im Vergleich zu anderen veröffentlichten kostengünstigen Zentrifugen auch keine Verwendung spezieller Materialien und Konstruktionswerkzeuge.Die nachgewiesene Wirksamkeit von CentREUSE bei der schnellen und zuverlässigen TA-Ausfällung kann dazu beitragen, die langfristige intravitreale Steroidverfügbarkeit bei Menschen in ressourcenbeschränkten Umgebungen zu verbessern, was bei der Behandlung verschiedener Augenerkrankungen hilfreich sein kann.Darüber hinaus erstrecken sich die Vorteile unserer tragbaren, von Menschen betriebenen Zentrifugen vorhersehbar auch auf ressourcenreiche Standorte wie große tertiäre und quartäre Gesundheitszentren in entwickelten Ländern.Unter diesen Bedingungen ist die Verfügbarkeit von Zentrifugiergeräten möglicherweise weiterhin auf klinische und Forschungslabore beschränkt, wobei das Risiko besteht, dass Spritzen mit menschlichen Körperflüssigkeiten, tierischen Produkten und anderen gefährlichen Substanzen kontaminiert werden.Darüber hinaus befinden sich diese Labore häufig weit entfernt vom Behandlungsort der Patienten.Dies wiederum kann eine logistische Hürde für Gesundheitsdienstleister darstellen, die einen schnellen Zugang zur Zentrifugation benötigen;Der Einsatz von CentREUSE kann als praktischer Weg zur kurzfristigen Vorbereitung therapeutischer Interventionen dienen, ohne die Patientenversorgung ernsthaft zu beeinträchtigen.
Um es allen einfacher zu machen, sich auf therapeutische Eingriffe vorzubereiten, die eine Zentrifugation erfordern, sind in dieser Open-Source-Publikation im Abschnitt „Zusätzliche Informationen“ eine Vorlage und Anweisungen zum Erstellen von CentREUSE enthalten.Wir ermutigen die Leser, CentREUSE nach Bedarf neu zu gestalten.
Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen SM-Autor erhältlich.
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SM wird teilweise durch eine Spende an die Mukai Foundation, Massachusetts Eye and Ear Hospital, Boston, Massachusetts, USA, unterstützt.
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