Vă mulțumim că ați vizitat Nature.com.Utilizați o versiune de browser cu suport limitat pentru CSS.Pentru cea mai bună experiență, vă recomandăm să utilizați un browser actualizat (sau să dezactivați Modul de compatibilitate în Internet Explorer).În plus, pentru a asigura suport continuu, arătăm site-ul fără stiluri și JavaScript.
Glisoare care arată trei articole pe diapozitiv.Utilizați butoanele înapoi și următorul pentru a vă deplasa prin diapozitive sau butoanele controlerului de diapozitive de la sfârșit pentru a vă deplasa prin fiecare diapozitiv.
Centrifugarea medicală fiabilă a necesitat în trecut utilizarea de echipamente comerciale costisitoare, voluminoase și dependente de electricitate, care adesea nu sunt disponibile în setările cu resurse limitate.Deși au fost descrise mai multe centrifuge portabile, ieftine, nemotorizate, aceste soluții sunt destinate în primul rând aplicațiilor de diagnosticare care necesită volume relativ mici de sedimentare.În plus, proiectarea acestor dispozitive necesită adesea utilizarea de materiale și unelte speciale care nu sunt în mod normal disponibile în zonele defavorizate.Aici descriem proiectarea, asamblarea și validarea experimentală a CentREUSE, o centrifugă portabilă pe bază de deșeuri, operată de om, cu cost ultra-scăzut, pentru aplicații terapeutice.CentREUSE prezintă o forță centrifugă medie de 10,5 forță centrifugă relativă (RCF) ± 1,3.Decantarea a 1,0 ml suspensie vitroasă de triamcinolonă după 3 minute de centrifugare în CentREUSE a fost comparabilă cu cea după 12 ore de sedimentare mediată gravitațional (0,41 ml ± 0,04 vs 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Îngroșarea sedimentului după centrifugarea CentREUSE timp de 5 și 10 minute, comparativ cu cea observată după centrifugare la 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) și 50 RCF (0,20 ml) timp de 5 minute folosind echipamente comerciale similare 0,02 vs. 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).Șabloanele și instrucțiunile de construire pentru CentREUSE sunt incluse în această postare cu sursă deschisă.
Centrifugarea este un pas important în multe teste de diagnostic și intervenții terapeutice1,2,3,4.Cu toate acestea, realizarea unei centrifugări adecvate a necesitat în trecut utilizarea unor echipamente comerciale costisitoare, voluminoase și dependente de electricitate, care adesea nu sunt disponibile în setări cu resurse limitate2,4.În 2017, grupul lui Prakash a introdus o mică centrifugă manuală pe bază de hârtie (numită „paper puffer”) realizată din materiale prefabricate la un cost de 0,20 USD ($)2.De atunci, fuga de hârtie a fost implementată în setări cu resurse limitate pentru aplicații de diagnosticare cu volum redus (de exemplu, separarea pe bază de densitate a componentelor sanguine în tuburi capilare pentru a detecta paraziții malariei), demonstrând astfel un instrument portabil alimentat uman foarte ieftin.centrifuga 2 .De atunci, au fost descrise alte câteva dispozitive de centrifugare compacte, ieftine, nemotorizate4,5,6,7,8,9,10.Cu toate acestea, majoritatea acestor soluții, cum ar fi fumul de hârtie, sunt destinate scopurilor de diagnosticare care necesită volume de sedimentare relativ mici și, prin urmare, nu pot fi utilizate pentru centrifugarea probelor mari.În plus, asamblarea acestor soluții necesită adesea utilizarea de materiale și unelte speciale care adesea nu sunt disponibile în zonele defavorizate4,5,6,7,8,9,10.
Aici descriem proiectarea, asamblarea și validarea experimentală a unei centrifuge (numită CentREUSE) construită din deșeuri convenționale de fugă de hârtie pentru aplicații terapeutice care necesită de obicei volume mari de sedimentare.Cazul 1, 3 Ca dovadă de concept, am testat dispozitivul cu o intervenție oftalmică reală: precipitarea unei suspensii de triamcinolon în acetonă (TA) pentru injectarea ulterioară a unui medicament în bolus în corpul vitros al ochiului.Deși centrifugarea pentru concentrarea TA este o intervenție recunoscută cu costuri reduse pentru tratamentul pe termen lung al diferitelor afecțiuni oculare, necesitatea centrifugelor disponibile comercial în timpul formulării medicamentului este o barieră majoră în calea utilizării acestei terapii în medii cu resurse limitate1,2, 3.comparativ cu rezultatele obţinute cu centrifugele comerciale convenţionale.Șabloanele și instrucțiunile pentru construirea CentREUSE sunt incluse în această postare open source în secțiunea „Mai multe informații”.
CentREUSE poate fi construit aproape în întregime din fier vechi.Ambele copii ale șablonului semicircular (Figura suplimentară S1) au fost tipărite pe hârtie standard de literă carbon din SUA (215,9 mm × 279,4 mm).Cele două șabloane semicirculare atașate definesc trei caracteristici cheie de design ale dispozitivului CentREUSE, inclusiv (1) marginea exterioară a discului rotativ de 247 mm, (2) este proiectată pentru a găzdui o seringă de 1,0 ml (cu capac și piston amputat).caneluri în tijă) și (3) două semne care indică unde să perforați, astfel încât frânghia să poată trece prin disc.
Lipiți (de exemplu, cu adeziv universal sau bandă) șablonul de carton ondulat (dimensiune minimă: 247 mm × 247 mm) (Figura suplimentară S2a).În acest studiu a fost folosit carton ondulat standard „A” (4,8 mm grosime), dar ar putea fi utilizat carton ondulat de grosime similară, cum ar fi carton ondulat din cutiile de transport aruncate.Folosind o unealtă ascuțită (cum ar fi o lamă sau o foarfecă), tăiați cartonul de-a lungul marginii discului exterior conturat pe șablon (Figura suplimentară S2b).Apoi, folosind un instrument îngust și ascuțit (cum ar fi vârful unui pix), creați două perforații de grosime completă cu o rază de 8,5 mm, conform semnelor trasate pe șablon (Figura suplimentară S2c).Două fante pentru seringi de 1,0 ml sunt apoi tăiate din șablon și stratul de suprafață dedesubt de carton folosind un instrument ascuțit, cum ar fi o lamă de ras;trebuie avut grijă să nu deteriorați stratul ondulat dedesubt sau stratul de suprafață rămas (Figura suplimentară S2d, e) .Apoi, treceți o bucată de sfoară (de exemplu, snur de bumbac de gătit de 3 mm sau orice fir de grosime și elasticitate similare) prin cele două găuri și legați o buclă în jurul fiecărei părți a unui disc de aproximativ 30 cm lungime (fig. suplimentară S2f).
Umpleți două seringi de 1,0 ml cu volume aproximativ egale (de exemplu, 1,0 ml suspensie TA) și capac.Tija pistonului seringii a fost apoi tăiată la nivelul flanșei cilindrului (Figura suplimentară S2g, h).Flanșa cilindrului este apoi acoperită cu un strat de bandă pentru a preveni ejectarea pistonului trunchiat în timpul utilizării echipamentului.Fiecare seringă de 1,0 ml a fost apoi plasată în godeul seringii, cu capacul îndreptat spre centrul discului (Figura suplimentară S2i).Fiecare seringă a fost apoi atașată la cel puțin disc cu bandă adezivă (Figura suplimentară S2j).În cele din urmă, finalizați asamblarea centrifugei prin plasarea a două pixuri (cum ar fi creioane sau unelte similare robuste în formă de baston) la fiecare capăt al firului în interiorul buclei (Figura 1).
Instrucțiunile de utilizare a CentREUSE sunt similare cu cele pentru jucăriile tradiționale de rotire.Rotirea este începută ținând câte un mâner în fiecare mână.O slăbire ușoară a coardelor face ca discul să se balanseze înainte sau înapoi, determinând discul să se rotească înainte sau, respectiv, înapoi.Acest lucru se face de mai multe ori într-o manieră lent, controlată, astfel încât sforile să se încurce.Apoi opriți mișcarea.Pe măsură ce corzile încep să se desfășoare, mânerul este tras cu putere până când corzile sunt întinse, provocând rotirea discului.De îndată ce sfoara este complet desfășurată și începe să se deruleze, mânerul trebuie relaxat încet.Pe măsură ce frânghia începe să se deruleze din nou, aplicați aceeași serie de mișcări pentru a menține dispozitivul în rotație (video S1).
Pentru aplicațiile care necesită sedimentarea unei suspensii prin centrifugare, dispozitivul a fost rotit continuu până când s-a obținut o granulare satisfăcătoare (Figura suplimentară S3a,b).Particulele complexe se vor forma la capătul pistonului cilindrului seringii, iar supernatantul se va concentra spre vârful seringii.Supernatantul a fost apoi drenat prin îndepărtarea benzii care acoperă flanșa cilindrului și introducerea unui al doilea piston pentru a împinge încet pistonul nativ spre vârful seringii, oprindu-se când a ajuns la sedimentul compus (Figura suplimentară S3c, d).
Pentru a determina viteza de rotație, dispozitivul CentREUSE, echipat cu două seringi de 1,0 ml umplute cu apă, a fost înregistrat cu o cameră video de mare viteză (240 de cadre pe secundă) timp de 1 minut după atingerea unei stări stabile de oscilație.Markerii de lângă marginea discului rotativ au fost urmăriți manual utilizând analiza cadru cu cadru a înregistrărilor pentru a determina numărul de rotații pe minut (rpm) (Figurile 2a-d).Repetați n = 10 încercări.Forța centrifugă relativă (RCF) la mijlocul cilindrului seringii este apoi calculată folosind următoarea formulă:
Cuantificarea vitezei de rotație cu CentREUSE.(A–D) Imagini reprezentative secvențiale care arată timpul (minute: secunde. milisecunde) până la finalizarea rotației dispozitivului.Săgețile indică marcatori de urme.(E) Cuantificare RPM folosind CentREUSE.Liniile reprezintă media (roșu) ± abaterea standard (negru).Scorurile reprezintă încercări individuale de 1 minut (n = 10).
O seringă de 1,0 ml conţinând TA suspensie injectabilă (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, SUA) a fost centrifugată timp de 3, 5 şi 10 minute utilizând CentREUSE.Sedimentarea folosind această tehnică a fost comparată cu cea realizată după centrifugare la 10, 20 și 50 RCF folosind un rotor A-4-62 timp de 5 minute pe o centrifugă de banc Eppendorf 5810R (Hamburg, Germania).Cantitatea de precipitații a fost, de asemenea, comparată cu cantitatea de precipitații obținută folosind precipitații dependente de gravitație la diferite momente de timp de la 0 la 720 de minute.Un total de n = 9 repetări independente au fost efectuate pentru fiecare procedură.
Toate analizele statistice au fost efectuate folosind software-ul Prism 9.0 (GraphPad, San Diego, SUA).Valorile sunt prezentate ca medie ± abatere standard (SD), dacă nu este menționat altfel.Mediile grupului au fost comparate folosind un test t cu două cozi corectat Welch.Alfa este definit ca 0,05.Pentru tasarea dependentă de gravitație, a fost montat un model de dezintegrare exponențială cu o singură fază utilizând regresia celor mai mici pătrate, tratând valorile y repetate pentru o anumită valoare x ca un singur punct.
unde x este timpul în minute.y – volumul sedimentului.y0 este valoarea lui y când x este zero.Platoul este valoarea y pentru minute infinite.K este constanta de viteză, exprimată ca reciproca minutelor.
Dispozitivul CentREUSE a demonstrat oscilații neliniare fiabile, controlate folosind două seringi standard de 1,0 ml umplute cu 1,0 ml de apă fiecare (video S1).În n = 10 încercări (1 minut fiecare), CentREUSE a avut o viteză medie de rotație de 359,4 rpm ± 21,63 (interval = 337-398), rezultând o forță centrifugă medie calculată de 10,5 RCF ± 1, 3 (interval = 9,2-12,8). ).(Figura 2a-e).
Au fost evaluate și comparate cu centrifugarea CentREUSE mai multe metode de granulare a suspensiilor TA în seringi de 1,0 ml.După 12 ore de decantare dependentă de gravitație, volumul sedimentului a atins 0,38 ml ± 0,03 (fig. suplimentară S4a, b).Depunerea TA dependentă de gravitație este în concordanță cu un model de dezintegrare exponențială monofazată (corectat cu R2 = 0,8582), rezultând un platou estimat de 0,3804 mL (interval de încredere 95%: 0,3578 până la 0,4025) (Figura suplimentară S4c).CentREUSE a produs un volum mediu de sediment de 0,41 ml ± 0,04 la 3 minute, care a fost similar cu valoarea medie de 0,38 ml ± 0,03 observată pentru sedimentarea dependentă de gravitație la 12 ore (p = 0,14) (Fig. 3a, d, h) .CentREUSE a dat un volum semnificativ mai compact de 0,31 ml ± 0,02 la 5 minute în comparație cu media de 0,38 ml ± 0,03 observată pentru sedimentarea gravitațională la 12 ore (p = 0,0001) (Fig. 3b, d, h).
Comparație a densității granulelor TA obținute prin centrifugarea CentREUSE cu decantare gravitațională față de centrifugarea industrială standard (A-C).Imagini reprezentative ale suspensiilor TA precipitate în seringi de 1,0 ml după 3 minute (A), 5 minute (B) și 10 minute (C) de utilizare CentREUSE.(D) Imagini reprezentative ale TA depus după 12 ore de decontare gravitațională.(EG) Imagini reprezentative ale TA precipitat după centrifugare comercială standard la 10 RCF (E), 20 RCF (F) și 50 RCF (G) timp de 5 minute.(H) Volumul sedimentului a fost cuantificat utilizând CentREUSE (3, 5 și 10 min), sedimentare mediată de gravitație (12 ore) și centrifugare industrială standard la 5 minute (10, 20 și 50 RCF).Liniile reprezintă media (roșu) ± abaterea standard (negru).Punctele reprezintă repetări independente (n = 9 pentru fiecare condiție).
CentREUSE a produs un volum mediu de 0,31 ml ± 0,02 după 5 minute, care este similar cu media de 0,32 ml ± 0,03 observată într-o centrifugă comercială standard la 10 RCF timp de 5 minute (p = 0,20) și puțin mai mică decât volumul mediu obținut cu 20 RCF a fost observat la 0,28 ml ± 0,03 timp de 5 minute (p = 0,03) (Fig. 3b, e, f, h).CentREUSE a produs un volum mediu de 0,20 ml ± 0,02 la 10 minute, care a fost la fel de compact (p = 0,15) în comparație cu un volum mediu de 0,19 ml ± 0,01 la 5 minute observat cu o centrifugă comercială la 50 RCF (Fig. 3c, g, h)..
Aici descriem proiectarea, asamblarea și verificarea experimentală a unei centrifuge pe hârtie, portabile, operate de om, cu costuri ultra-scazute, realizate din deșeuri terapeutice convenționale.Designul se bazează în mare parte pe centrifuga pe bază de hârtie (denumită „fugă de hârtie”) introdusă de grupul lui Prakash în 2017 pentru aplicații de diagnosticare.Având în vedere că centrifugarea a necesitat în trecut utilizarea de echipamente comerciale costisitoare, voluminoase și dependente de electricitate, centrifuga lui Prakash oferă o soluție elegantă la problema accesului nesigur la centrifugare în medii cu resurse limitate2,4.De atunci, paperfuge a demonstrat o utilitate practică în mai multe aplicații de diagnosticare cu volum redus, cum ar fi fracționarea sângelui bazată pe densitate pentru detectarea malariei.Cu toate acestea, după cunoștințele noastre, dispozitive similare de centrifugă pe hârtie ultra-ieftine nu au fost folosite în scopuri terapeutice, condiții care necesită de obicei sedimentare cu volum mai mare.
Având în vedere acest lucru, scopul CentREUSE este de a extinde utilizarea centrifugării hârtiei în intervențiile terapeutice.Acest lucru a fost realizat prin realizarea mai multor modificări la designul dezvăluirii Prakash.În special, pentru a mări lungimea a două seringi standard de 1,0 ml, CentREUSE conține un disc mai mare (raza = 123,5 mm) decât cel mai mare stoarcet de hârtie Prakash testat (raza = 85 mm).În plus, pentru a suporta greutatea suplimentară a unei seringi de 1,0 ml umplute cu lichid, CentREUSE folosește carton ondulat în loc de carton.Împreună, aceste modificări permit centrifugarea unor volume mai mari decât cele testate în dispozitivul de curățare a hârtiei Prakash (adică două seringi de 1,0 ml cu capilare) în timp ce se bazează pe componente similare: filament și material pe bază de hârtie.În special, au fost descrise alte câteva centrifuge ieftine alimentate de oameni în scopuri de diagnostic4,5,6,7,8,9,10.Acestea includ centrifugare, bătători de salată, bătători de ouă și torțe de mână pentru dispozitive rotative5, 6, 7, 8, 9. Cu toate acestea, majoritatea acestor dispozitive nu sunt concepute pentru a gestiona volume de până la 1,0 ml și constau din materiale care sunt adesea mai scumpe. și inaccesibile decât cele utilizate în centrifugele de hârtie2,4,5,6,7,8,9,10..De fapt, materialele de hârtie aruncate se găsesc adesea peste tot;de exemplu, în Statele Unite, hârtia și cartonul reprezintă peste 20% din deșeurile solide municipale, oferind o sursă abundentă, ieftină sau chiar gratuită pentru construirea de centrifuge de hârtie.de ex. CentREUSE11.De asemenea, în comparație cu alte câteva soluții low cost publicate, CentREUSE nu necesită hardware specializat (cum ar fi hardware și software de imprimare 3D, hardware și software de tăiere cu laser etc.) pentru a crea, ceea ce face ca hardware-ul să consume mai multe resurse..Acești oameni sunt în mediul 4, 8, 9, 10.
Ca dovadă a utilității practice a centrifugei noastre de hârtie în scopuri terapeutice, demonstrăm depunerea rapidă și fiabilă a suspensiei de triamcinolonă în acetonă (TA) pentru injectarea în bolus vitros - o intervenție stabilită cu costuri reduse pentru tratamentul pe termen lung al diferitelor boli oculare1 ,3.Rezultatele de decantare după 3 minute cu CentREUSE au fost comparabile cu rezultatele după 12 ore de decantare mediată de gravitație.În plus, rezultatele CentREUSE după centrifugare timp de 5 și 10 minute au depășit rezultatele care ar fi obținute prin gravitație și au fost similare cu cele observate după centrifugare industrială la 10 și, respectiv, 50 RCF timp de 5 minute.În special, din experiența noastră, CentREUSE produce o interfață sediment-supernatant mai clară și mai netedă decât alte metode testate;acest lucru este de dorit deoarece permite o evaluare mai precisă a dozei de medicament administrat și este mai ușor să se îndepărteze supernatantul cu pierderi minime de volum de particule.
Alegerea acestei aplicații ca dovadă a conceptului a fost condusă de nevoia continuă de a îmbunătăți accesul la steroizi intravitreali cu acțiune prelungită în setări cu resurse limitate.Steroizii intravitreali sunt utilizați pe scară largă pentru a trata o varietate de afecțiuni oculare, inclusiv edem macular diabetic, degenerescență maculară legată de vârstă, ocluzie vasculară retiniană, uveită, retinopatie prin radiații și edem macular chistic3,12.Dintre steroizii disponibili pentru administrare intravitreală, AT rămâne cel mai frecvent utilizat la nivel mondial12.Deși sunt disponibile preparate fără conservanți TA (PF-TA) (de exemplu, Triesence [40 mg/mL, Alcon, Fort Worth, SUA]), preparate cu conservanți cu alcool benzilic (de exemplu, Kenalog-40 [40 mg/mL, Bristol- Myers Squibb, New York, SUA]) rămâne cel mai popular3,12.Trebuie remarcat faptul că cel din urmă grup de medicamente este aprobat de Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) numai pentru utilizare intramusculară și intraarticulară, astfel încât administrarea intraoculară este considerată neînregistrată 3, 12 .Deși doza injectabilă de TA intravitreală variază în funcție de indicație și tehnică, doza cel mai frecvent raportată este de 4,0 mg (adică volum de injectare de 0,1 ml dintr-o soluție de 40 mg/ml), ceea ce oferă de obicei o durată de tratament de aproximativ 3 luni Efecte 1 , 12, 13, 14, 15.
Pentru a prelungi acțiunea steroizilor intravitreali în bolile oculare cronice, severe sau recurente, au fost introduse mai multe dispozitive de steroizi implantabile sau injectabile cu durată lungă de acțiune, inclusiv dexametazonă 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Irlanda), Relax fluorură acetonidă 0,59 mg (Retisert). , Bausch and Lomb, Laval, Canada) și fluocinolon acetonid 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, SUA)3,12.Cu toate acestea, aceste dispozitive au mai multe dezavantaje potențiale.În Statele Unite, fiecare dispozitiv este omologat doar pentru câteva indicații, limitând acoperirea asigurării.În plus, unele dispozitive necesită implantare chirurgicală și pot provoca complicații unice, cum ar fi migrarea dispozitivului în camera anterioară3,12.În plus, aceste dispozitive tind să fie mai puțin disponibile și mult mai scumpe decât TA3,12;la prețurile actuale din SUA, Kenalog-40 costă aproximativ 20 USD per 1,0 ml de suspensie, în timp ce Ozurdex, Retisert și Iluvien explantează.Taxa de intrare este de aproximativ 1400 USD., 20.000 USD și, respectiv, 9.200 USD.Împreună, acești factori limitează accesul la aceste dispozitive pentru persoanele aflate în setări cu resurse limitate.
Au fost făcute încercări de a prelungi efectul TA1,3,16,17 intravitreu datorită costului său mai mic, rambursării mai generoase și disponibilității mai mari.Având în vedere solubilitatea sa scăzută în apă, TA rămâne în ochi ca un depozit, permițând difuzarea treptată și relativ constantă a medicamentului, astfel încât efectul este de așteptat să dureze mai mult cu depozite mai mari1,3.În acest scop, au fost dezvoltate mai multe metode pentru a concentra suspensia TA înainte de injectarea în vitros.Deși au fost descrise metode bazate pe decantare pasivă (de exemplu, dependentă de gravitație) sau microfiltrare, aceste metode sunt relativ consumatoare de timp și dau rezultate variabile15,16,17.Dimpotrivă, studiile anterioare au arătat că AT poate fi concentrat rapid și fiabil (și astfel acțiune prelungită) prin precipitare asistată de centrifugare1,3.În concluzie, comoditatea, costul scăzut, durata și eficacitatea AT concentrată centrifug fac din această intervenție o opțiune atractivă pentru pacienții din medii cu resurse limitate.Cu toate acestea, lipsa accesului la centrifugare fiabilă poate fi o barieră majoră în implementarea acestei intervenții;Rezolvând această problemă, CentREUSE poate ajuta la creșterea disponibilității terapiei cu steroizi pe termen lung pentru pacienții aflați în setări cu resurse limitate.
Există unele limitări în studiul nostru, inclusiv cele legate de funcționalitatea nativă a dispozitivului CentREUSE.Dispozitivul este un oscilator neliniar, neconservator, care se bazează pe aportul uman și, prin urmare, nu poate oferi o rată de rotație precisă și constantă în timpul utilizării;viteza de rotație depinde de mai multe variabile, cum ar fi influența utilizatorului asupra nivelului de proprietate asupra dispozitivului, materialele specifice utilizate la asamblarea echipamentelor și calitatea conexiunilor care sunt filate.Acest lucru este diferit de echipamentele comerciale unde viteza de rotație poate fi aplicată în mod constant și precis.În plus, viteza atinsă de CentREUSE poate fi considerată relativ modestă în comparație cu viteza atinsă de alte dispozitive de centrifugare2.Din fericire, viteza (și forța centrifugă asociată) generată de dispozitivul nostru a fost suficientă pentru a testa conceptul detaliat în studiul nostru (adică depunerea TA).Viteza de rotaţie poate fi mărită prin uşurarea masei discului central 2;acest lucru se poate realiza prin utilizarea unui material mai ușor (cum ar fi cartonul mai subțire) dacă este suficient de puternic pentru a susține două seringi umplute cu lichid.În cazul nostru, decizia de a folosi carton standard cu fante „A” (4,8 mm grosime) a fost deliberată, deoarece acest material se găsește adesea în cutiile de transport și, prin urmare, este ușor de găsit ca material reciclabil.Viteza de rotaţie poate fi mărită şi prin reducerea razei discului central 2 .Cu toate acestea, raza platformei noastre a fost făcută în mod deliberat relativ mare pentru a găzdui o seringă de 1,0 ml.Dacă utilizatorul este interesat de centrifugarea vaselor mai scurte, raza poate fi redusă - o schimbare care are ca rezultat, în mod previzibil, viteze de rotație mai mari (și posibil forțe centrifuge mai mari).
În plus, nu am evaluat cu atenție impactul oboselii operatorului asupra funcționalității echipamentului.Interesant este că mai mulți membri ai grupului nostru au putut folosi dispozitivul timp de 15 minute fără oboseală vizibilă.O posibilă soluție pentru oboseala operatorului atunci când sunt necesare centrifuge mai lungi este rotirea a doi sau mai mulți utilizatori (dacă este posibil).În plus, nu am evaluat critic durabilitatea dispozitivului, în parte pentru că componentele dispozitivului (cum ar fi cartonul și cablul) puteau fi înlocuite cu ușurință la un cost mic sau deloc în caz de uzură sau deteriorare.Interesant este că în timpul testului nostru pilot, am folosit un dispozitiv pentru un total de peste 200 de minute.După această perioadă, singurul semn de uzură vizibil, dar minor, este perforarea de-a lungul firelor.
O altă limitare a studiului nostru este că nu am măsurat în mod specific masa sau densitatea TA depusă, realizabilă cu dispozitivul CentREUSE și alte metode;în schimb, verificarea noastră experimentală a acestui dispozitiv sa bazat pe măsurarea densității sedimentelor (în ml).măsură indirectă a densității.În plus, nu am testat CentREUSE Concentrated TA pe pacienți, totuși, deoarece dispozitivul nostru a produs pelete TA similare cu cele produse folosind o centrifugă comercială, am presupus că CentREUSE Concentrated TA ar fi la fel de eficient și sigur ca cel utilizat anterior.în literatură.raportate pentru dispozitivele convenționale de centrifugare1,3.Studiile suplimentare care cuantifică cantitatea reală de TA administrată după fortificarea CentREUSE pot ajuta la evaluarea în continuare a utilității reale a dispozitivului nostru în această aplicație.
După cunoștințele noastre, CentREUSE, un dispozitiv care poate fi construit cu ușurință din deșeuri ușor disponibile, este prima centrifugă de hârtie portabilă, cu costuri ultra-scăzute și alimentată de om, care poate fi utilizată într-un cadru terapeutic.Pe lângă faptul că poate centrifuga volume relativ mari, CentREUSE nu necesită utilizarea de materiale specializate și instrumente de construcție în comparație cu alte centrifuge low cost publicate.Eficacitatea demonstrată a CentREUSE în precipitarea TA rapidă și fiabilă poate ajuta la îmbunătățirea disponibilității pe termen lung a steroizilor intravitreali la persoanele aflate în medii cu resurse limitate, ceea ce poate ajuta la tratarea unei varietăți de afecțiuni oculare.În plus, beneficiile centrifugelor noastre portabile alimentate de oameni se extind în mod previzibil și la locații bogate în resurse, cum ar fi marile centre de sănătate terțiare și cuaternare din țările dezvoltate.În aceste condiții, disponibilitatea dispozitivelor de centrifugare poate continua să fie limitată la laboratoarele clinice și de cercetare, cu riscul contaminării seringilor cu fluide ale corpului uman, produse de origine animală și alte substanțe periculoase.În plus, aceste laboratoare sunt adesea situate departe de punctul de îngrijire pentru pacienți.Acesta, la rândul său, poate fi un obstacol logistic pentru furnizorii de servicii medicale care au nevoie de acces rapid la centrifugare;implementarea CentREUSE poate servi ca o modalitate practică de pregătire a intervențiilor terapeutice pe termen scurt, fără a perturba serios îngrijirea pacientului.
Prin urmare, pentru a facilita pregătirea tuturor pentru intervenții terapeutice care necesită centrifugare, un șablon și instrucțiuni pentru crearea CentREUSE sunt incluse în această publicație open source sub secțiunea Informații suplimentare.Încurajăm cititorii să reproiecteze CentREUSE după cum este necesar.
Datele care susțin rezultatele acestui studiu sunt disponibile de la autorul SM respectiv, la cerere rezonabilă.
Ober, MD și Valizhan, S. Durata de acțiune a triamcinolonului acetonei în corpul vitros la concentrația de centrifugare.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS și alții.Centrifuga manuala ultra-ieftina pentru hartie.Știința Biomedicală Națională.proiect.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM și Wasserman JA Concentrația centrifugă a unei suspensii intravitreale de acetonidă de triamcinolonă: o alternativă ieftină, simplă și fezabilă la administrarea de steroizi pe termen lung.J. Vitrain.insulta.5. 15–31 (2021).
Huck, o să aștept.Adaptor pentru centrifugă open source ieftin pentru separarea probelor clinice mari de sânge.Plus unu.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS și Whitesides GM Bataia este ca o centrifugă: separă plasma umană de sângele integral în setari cu resurse limitate.laborator.cip.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. şi colab.Centrifugă manuală, portabilă, cu costuri reduse pentru diagnosticarea anemiei în setări cu resurse limitate.Da.J. Trope.medicament.umiditate.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.aștepta.Plasma a fost separată cu ajutorul unui spinner.anus.Chimic.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. şi colab.Spinner pentru diagnosticarea instantanee a infecțiilor tractului urinar.Știința Biomedicală Națională.proiect.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A. și Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Centrifugare ieftină fără electroliți pentru detectarea izotermă a SARS-CoV-2 în salivă.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH și Choi, J. Mag-spinner: următoarea generație de sisteme de separare magnetică convenabile, accesibile, simple și portabile (FAST).Nano Advances 4, 792–800 (2022).
Agenția SUA pentru Protecția Mediului.Advancing Sustainable Materials Management: O fișă informativă din 2018 care evaluează tendințele în producția și managementul materialelor în Statele Unite.(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. și Lanzetta, P. Steroizi pentru tratamentul intravitreu al bolilor retinei.știința.Jurnalul Mir 2014, 1–14 (2014).
Bere, ceai de după-amiază, etc. Concentrațiile intraoculare și farmacocinetica acetonidei de triamcinolon după o singură injecție intravitrală.Oftalmologie 110, 681–686 (2003).
Audren, F. şi colab.Model farmacocinetic-farmacodinamic al efectului acetonidei de triamcinolon asupra grosimii maculare centrale la pacienții cu edem macular diabetic.investi.oftalmologie.vizibil.știința.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD și colab.Doza reală de triamcinolon acetonă a fost măsurată prin metoda obișnuită de injectare intravitreală.Da.J. Oftalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS și Oh, JH Metodă concentrată de triamcinolon acetonid pentru injectare intravitrală.Retina 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO și Mansour, SE Analiza cantitativă a triamcinolonului depus pentru injecție.Retina 27, 1255–1259 (2007).
SM este susținut parțial de un cadou către Fundația Mukai, Massachusetts Eye and Ear Hospital, Boston, Massachusetts, SUA.
Departamentul de Oftalmologie, Harvard Medical School, Massachusetts Eye and Ear, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, SUA