Las jeringas y las agujas huecas se han utilizado para administrar medicamentos durante más de un siglo. Sin embargo, la implementación precisa de estos dispositivos depende del operador, y puede ser difícil administrar medicación a regiones delicadas como el espacio supracoroideo en la parte posterior del ojo. Los investigadores del Brigham and Women's Hospital han desarrollado un inyector inteligente de alta sensibilidad para la selección de tejidos (i2T2) que detecta cambios en la resistencia para administrar la medicación de manera adecuada y segura en las pruebas preclínicas. Sus resultados se publican en Ingeniería Biomédica de la Naturaleza .

"Apuntar a tejidos específicos con una aguja convencional puede ser difícil y, a menudo, requiere un individuo altamente capacitado, "dijo el autor principal para correspondencia Jeff Karp, Doctor., Catedrático de Medicina en el Brigham. "En el último siglo ha habido una mínima innovación en la propia aguja, y lo vimos como una oportunidad para desarrollarnos mejor dispositivos más precisos. Buscamos lograr una mejor focalización del tejido manteniendo el diseño lo más simple posible para facilitar su uso ".

Una ubicación que es difícil de apuntar con una aguja estándar es el espacio supracoroideo (SCS), que se encuentra entre la esclerótica y la coroides en la parte posterior del ojo. El SCS ha surgido como una ubicación importante para la administración de medicamentos y es difícil de localizar porque la aguja debe detenerse después de pasar por la esclerótica. que tiene menos de 1 milímetro de grosor (aproximadamente la mitad del grosor de un cuarto de dólar de EE. UU.), para evitar dañar la retina. Otros objetivos comunes de tejido incluyen el espacio epidural alrededor de la médula espinal (utilizado para la anestesia epidural para aliviar el dolor durante el trabajo de parto), el espacio peritoneal en el abdomen, y tejido subcutáneo entre la piel y los músculos.

El dispositivo i2T2 se fabricó utilizando una aguja hipodérmica estándar y piezas de jeringas disponibles comercialmente. Los tejidos corporales tienen diferentes densidades, y el inyector inteligente aprovecha las diferencias de presión para permitir el movimiento de la aguja en un tejido objetivo. La fuerza impulsora, Las fuerzas máximas y la fuerza de fricción del inyector se probaron utilizando una máquina de prueba universal. La retroalimentación del inyector es instantánea, lo que permite una mejor focalización del tejido y un rebasamiento mínimo (inyectando más allá del tejido objetivo) en una ubicación no deseada.

El i2T2 se probó en tejido de tres modelos animales para examinar la precisión de la administración en el supracoroideo, espacios epidural, peritoneal y subcutáneo. Usando tanto tejido extraído como un modelo animal, Los investigadores descubrieron que el i2T2 evitaba las lesiones por sobreimpulso y administraba con precisión la medicación en el lugar deseado sin ningún entrenamiento adicional o técnica especializada.

En modelos preclínicos, los investigadores informaron una alta cobertura de agente de contraste en la sección posterior del ojo, indicando que la carga útil se había inyectado en la ubicación correcta. Los investigadores también demostraron que el inyector podría llevar células madre a la parte posterior del ojo que podrían ser útiles para terapias regenerativas.

"Las células madre inyectadas en el SCS sobrevivieron, lo que indica que la fuerza de inyección y el tránsito a través del SCS fueron suaves para las células, "dijo Kisuk Yang, coautor y becario postdoctoral en el laboratorio de Karp. "Esto debería abrir la puerta a terapias regenerativas para pacientes que padecen afecciones oculares y más".

"Este inyector inteligente es una solución simple que podría avanzar rápidamente a los pacientes para ayudar a aumentar la precisión del tejido diana y disminuir las lesiones por sobreimpulso. Hemos transformado completamente las agujas con una pequeña modificación que logra una mejor focalización del tejido, "dijo el primer autor Girish Chitnis, Doctor., un ex becario postdoctoral en el laboratorio de Karp. "Esta es una tecnología de plataforma, por lo que los usos podrían estar muy extendidos ".

"El i2T2 ayudará a facilitar las inyecciones en lugares del cuerpo difíciles de localizar, "dijo Miguel González-Andrades, MARYLAND, Doctor., Oftalmólogo coautor del manuscrito y colaborador del laboratorio de Karp. "El siguiente paso hacia el uso humano es demostrar la utilidad y seguridad de la tecnología en modelos relevantes de enfermedades preclínicas".