Изобретён шприц, который точно "знает", куда ввести лекарство

Шприц самостоятельно определяет, когда игле следует остановиться, ориентируясь на силу сопротивления ткани.

Иллюстрация Nature Biomedical Engineering.

Проколоть склеру, толщина которой менее миллиметра, и остановиться, не повредив сетчатку глаза. Ввести лекарство в пространство, прилегающее к спинному мозгу, не задев нервные пути. Попасть в тонкий слой жировой клетчатки между кожей и мышцами. Эти и другие подобные задачи требуют от врача, осуществляющего инъекцию, огромной квалификации и невероятной осторожности.

Впрочем, в эру роботов-хирургов наука способна преодолеть все имеющиеся преграды и наделить талантами "врача от бога" технику. Так, новый шприц, разработанный специалистами из США, справляется с деликатной задачей самостоятельно. Он сам определяет глубину инъекции и вводит лекарство точно в нужный слой ткани.

Новинка описана в научной статье, опубликованной в журнале Nature Biomedical Engineering группой во главе с Джеффри Кэрпом (Jeffrey Karp) из Гарвардской медицинской школы.

"Нацеливание [инъекции] на определённые ткани с использованием обычной иглы может быть трудным процессом и часто требует высокой квалификации, – объясняет Кэрп. – В прошлом столетии иглы коснулось минимальное количество инноваций, и мы увидели в этом возможность разработать более совершенные и точные устройства. Мы стремились достичь более точного нацеливания на ткани, сохраняя при этом конструкцию как можно более простой и удобной в использовании".

Детище авторов получило название i2T2. Примечательно, что оно состоит только из механических деталей, применяемых в серийно выпускаемых шприцах, а сама игла вообще не претерпела никаких изменений.

В обычном шприце нажатие на поршень вызывает впрыск лекарства. В i2T2 оно же используется для погружения иглы в ткани пациента. При этом система реагирует на механическое сопротивление, которое ей приходится преодолевать. Когда оно меняется, это становится сигналом для техники, что ткань проколота. При этом игла мгновенно останавливается, и дальнейшее нажатие на поршень приводит уже не к её движению, а к внедрению лекарства, как в обычном шприце.

Устройство было испытано на изъятых из организма тканях, а также на живых животных. Оказалось, что оно эффективно справляется с инъекциями в супрахориоидальное пространство в задней части глаза, между склерой и сетчаткой. Система срабатывала надёжно и точно в широком диапазоне размеров глаз, толщины склеры и внутриглазного давления.

Такие же высокие результаты были показаны для инъекций в эпидуральное пространство вокруг спинного мозга, подкожную клетчатку и брюшину. Важно, что во всех случаях от персонала, осуществляющего вмешательство, не требовалась дополнительная квалификация.

Примечательно, что "умный" шприц прекрасно показал себя при введении внутрь глаза не только лекарств, но и стволовых клеток. Они не только попали в нужный слой глазного яблока, но и начали там размножаться. Это может сделать новый инжектор инструментом для инновационной терапии слепоты.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о шприцах для остановки кровотечений, а также о шприцах без иглы.