Dankie dat jy Nature.com besoek het.Jy gebruik 'n blaaierweergawe met beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).Daarbenewens, om deurlopende ondersteuning te verseker, wys ons die webwerf sonder style en JavaScript.
Sliders wat drie artikels per skyfie wys.Gebruik die terug- en volgende-knoppies om deur die skyfies te beweeg, of die skyfiebeheerknoppies aan die einde om deur elke skyfie te beweeg.
Betroubare mediese sentrifugering het histories die gebruik van duur, lywige en elektries afhanklike kommersiële toerusting vereis, wat dikwels nie in hulpbronbeperkte omgewings beskikbaar is nie.Alhoewel verskeie draagbare, goedkoop, nie-gemotoriseerde sentrifuges beskryf is, is hierdie oplossings hoofsaaklik bedoel vir diagnostiese toepassings wat relatief klein volumes sedimentasie vereis.Daarbenewens vereis die ontwerp van hierdie toestelle dikwels die gebruik van spesiale materiale en gereedskap wat nie normaalweg in onderbediende gebiede beskikbaar is nie.Hier beskryf ons die ontwerp, samestelling en eksperimentele validering van die CentREUSE, 'n ultra-laekoste, mens-aangedrewe, draagbare afval-gebaseerde sentrifuge vir terapeutiese toepassings.CentREUSE vertoon 'n gemiddelde sentrifugale krag van 10.5 relatiewe sentrifugale krag (RCF) ± 1.3.Afsakking van 1.0 ml glasagtige suspensie van triamcinolon na 3 minute van sentrifugering in CentREUSE was vergelykbaar met dié na 12 uur van swaartekrag-gemedieerde sedimentasie (0.41 ml ± 0.04 vs 0.38 ml ± 0.03, p = 0.14).Sedimentverdikking na CentREUSE sentrifugering vir 5 en 10 minute in vergelyking met dit waargeneem na sentrifugering by 10 RCF (0.31 ml ± 0.02 vs. 0.32 ml ± 0.03, p = 0.20) en 50 RCF (0.20 ml) vir 5 minute met gebruik van soortgelyke toerusting 0,02 vs. 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).Die sjablone en bouinstruksies vir CentREUSE is by hierdie oopbronplasing ingesluit.
Sentrifugering is 'n belangrike stap in baie diagnostiese toetse en terapeutiese intervensies1,2,3,4.Die bereiking van voldoende sentrifugering het egter histories die gebruik van duur, lywige en elektries afhanklike kommersiële toerusting vereis, wat dikwels nie in hulpbronbeperkte omgewings beskikbaar is nie2,4.In 2017 het Prakash se groep 'n klein papiergebaseerde handsentrifuge (genoem 'n "papierpuffer") bekendgestel wat van voorafvervaardigde materiale gemaak is teen 'n koste van $0,20 ($)2.Sedertdien is papierfuga in hulpbron-beperkte instellings ontplooi vir lae-volume diagnostiese toepassings (bv. digtheid-gebaseerde skeiding van bloedkomponente in kapillêre buise om malariaparasiete op te spoor), wat dus 'n super-goedkoop draagbare mens-aangedrewe instrument demonstreer.sentrifugeer 2.Sedertdien is verskeie ander kompakte, goedkoop, nie-gemotoriseerde sentrifugeertoestelle beskryf4,5,6,7,8,9,10.Die meeste van hierdie oplossings, soos papierdampe, is egter bedoel vir diagnostiese doeleindes wat relatief klein sedimentasievolumes vereis en kan dus nie gebruik word om groot monsters te sentrifugeer nie.Daarbenewens vereis die samestelling van hierdie oplossings dikwels die gebruik van spesiale materiale en gereedskap wat dikwels nie in onderbediende gebiede beskikbaar is nie4,5,6,7,8,9,10.
Hier beskryf ons die ontwerp, samestelling en eksperimentele validering van 'n sentrifuge (genoem die CentREUSE) wat uit konvensionele papierfugaafval gebou is vir terapeutiese toepassings wat tipies hoë sedimentasievolumes vereis.Geval 1, 3 As 'n bewys van konsep, het ons die toestel getoets met 'n werklike oftalmiese ingryping: presipitasie van 'n suspensie van triamcinolon in asetoon (TA) vir die daaropvolgende inspuiting van 'n bolusmiddel in die glasagtige liggaam van die oog.Alhoewel sentrifugering vir TA-konsentrasie 'n erkende laekoste-intervensie is vir die langtermynbehandeling van verskeie oogtoestande, is die behoefte aan kommersieel beskikbare sentrifuges tydens geneesmiddelformulering 'n groot hindernis vir die gebruik van hierdie terapie in hulpbronbeperkte omgewings1,2, 3.vergelyk met resultate verkry met konvensionele kommersiële sentrifuges.Sjablone en instruksies vir die bou van CentREUSE is ingesluit in hierdie oopbronplasing in die "Meer inligting"-afdeling.
CentREUSE kan feitlik geheel en al van skroot gebou word.Albei kopieë van die halfsirkelvormige sjabloon (Aanvullende Figuur S1) is op standaard Amerikaanse koolstofbriefpapier (215,9 mm × 279,4 mm) gedruk.Die aangehegte twee halfsirkelvormige sjablone definieer drie sleutelontwerpkenmerke van die CentREUSE-toestel, insluitend (1) die buitenste rand van die 247 mm-draaiskyf, (2) is ontwerp om 'n 1.0ml-spuit (met dop en geamputeerde suier) te akkommodeer.groewe in die steel) en (3) twee merke wat aandui waar om gate te slaan sodat die tou deur die skyf kan gaan.
Plak die sjabloon aan die sinkbord (minimum grootte: 247 mm × 247 mm) (Aanvullende Figuur S2a) (bv. met veeldoelige kleefmiddel of kleefband).Standaard "A" sinkbord (4,8 mm dik) is in hierdie studie gebruik, maar sinkbord van soortgelyke dikte kon gebruik word, soos sinkbord uit weggegooide versendingsbokse.Gebruik 'n skerp gereedskap (soos 'n lem of skêr), sny die karton langs die rand van die buitenste skyf wat op die sjabloon uiteengesit is (Aanvullende Figuur S2b).Gebruik dan 'n smal, skerp gereedskap (soos die punt van 'n balpuntpen) en skep twee voldikte perforasies met 'n radius van 8,5 mm volgens die merke wat op die sjabloon nagespeur is (Aanvullende Figuur S2c).Twee gleuwe vir 1.0 ml spuite word dan van die sjabloon en die onderliggende oppervlaklaag karton gesny met 'n spits gereedskap soos 'n skeermeslem;sorg moet gedra word om nie die onderliggende geriffelde laag of die oorblywende oppervlaklaag te beskadig nie (Aanvullende Figuur S2d, e) .Ryg dan 'n stuk tou (bv. 3 mm kookkatoenkoord of enige draad van soortgelyke dikte en elastisiteit) deur die twee gaatjies en bind 'n lus om elke kant van 'n skyf van ongeveer 30 cm lank (Aanvullende Fig. S2f).
Vul twee 1.0 ml spuite met ongeveer gelyke volumes (bv. 1.0 ml TA suspensie) en dop.Die spuitplunjerstaaf is toe op die vlak van die vatflens afgesny (Aanvullende Figuur S2g, h).Die silinderflens word dan met 'n laag kleefband bedek om die uitwerping van die afgeknotte suier tydens die gebruik van die toerusting te voorkom.Elke 1.0 ml spuit is dan in die spuitput geplaas met die doppie na die middel van die skyf (Aanvullende Figuur S2i).Elke spuit is dan met kleefband aan ten minste die skyf geheg (Aanvullende Figuur S2j).Laastens, voltooi die samestelling van die sentrifuge deur twee penne (soos potlode of soortgelyke stewige stokvormige gereedskap) aan elke kant van die tou binne die lus te plaas (Figuur 1).
Instruksies vir die gebruik van die CentREUSE is soortgelyk aan dié vir tradisionele spinspeelgoed.Die rotasie word begin deur 'n handvatsel in elke hand vas te hou.Effense slap in die snare laat die skyf vorentoe of agtertoe wieg, wat veroorsaak dat die skyf onderskeidelik vorentoe of agtertoe draai.Dit word verskeie kere op 'n stadige, beheerde manier gedoen sodat die toutjies opkrul.Stop dan die beweging.Soos die snare begin afwikkel, word die handvatsel hard getrek totdat die snare styf is, wat die skyf laat draai.Sodra die tou heeltemal afgewikkel is en begin terugspoel, moet die handvatsel stadig ontspan word.Soos die tou weer begin afwikkel, pas dieselfde reeks bewegings toe om die toestel te laat draai (video S1).
Vir toedienings wat sedimentasie van 'n suspensie deur sentrifugering vereis, is die toestel voortdurend geroteer totdat bevredigende granulasie bereik is (Aanvullende Figuur S3a,b).Komplekse deeltjies sal aan die plunjerkant van die spuitvat vorm en die supernatant sal na die punt van die spuit konsentreer.Die supernatant is dan gedreineer deur die band wat die vatflens bedek te verwyder en 'n tweede plunjer in te voer om die inheemse plunjer stadig na die spuitpunt te druk, en stop wanneer dit die saamgestelde sediment bereik (Aanvullende Figuur S3c,d).
Om die rotasiespoed te bepaal, is die CentREUSE-toestel, toegerus met twee 1.0 ml spuite gevul met water, opgeneem met 'n hoëspoed videokamera (240 rame per sekonde) vir 1 min nadat dit 'n bestendige toestand van ossillasie bereik het.Merkers naby die rand van die draaiende skyf is met die hand opgespoor deur raam-vir-raam analise van die opnames te gebruik om die aantal omwentelinge per minuut (rpm) te bepaal (Figure 2a-d).Herhaal n = 10 pogings.Die relatiewe sentrifugale krag (RCF) by die middelpunt van die spuitvat word dan met behulp van die volgende formule bereken:
Rotasiespoed kwantifisering met CentREUSE.(A–D) Opeenvolgende verteenwoordigende beelde wat die tyd (minute: sekondes. millisekondes) toon om toestelrotasie te voltooi.Pyle dui spoormerkers aan.(E) RPM kwantifisering met behulp van CentREUSE.Die lyne verteenwoordig die gemiddelde (rooi) ± standaardafwyking (swart).Die tellings verteenwoordig individuele proewe van 1 minuut (n = 10).
'n 1.0 ml spuit wat TA-suspensie vir inspuiting bevat (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, VSA) is vir 3, 5 en 10 minute met CentREUSE gesentrifugeer.Sedimentasie met behulp van hierdie tegniek is vergelyk met dié wat bereik is na sentrifugering by 10, 20 en 50 RCF deur gebruik te maak van 'n A-4-62 rotor vir 5 minute op 'n Eppendorf 5810R benchtop sentrifuge (Hamburg, Duitsland).Die hoeveelheid neerslag is ook vergelyk met die hoeveelheid neerslag wat verkry is deur swaartekragafhanklike neerslag op verskillende tydpunte van 0 tot 720 minute.'n Totaal van n = 9 onafhanklike herhalings is vir elke prosedure uitgevoer.
Alle statistiese ontledings is uitgevoer met behulp van Prism 9.0 sagteware (GraphPad, San Diego, VSA).Waardes word aangebied as gemiddelde ± standaardafwyking (SD) tensy anders vermeld.Groepgemiddeldes is vergelyk met behulp van 'n tweestert Welch-gekorrigeerde t-toets.Alfa word gedefinieer as 0,05.Vir swaartekrag-afhanklike insakking is 'n enkelfase eksponensiële vervalmodel aangebring deur kleinste-kwadrate-regressie te gebruik, wat herhaalde y-waardes vir 'n gegewe x-waarde as 'n enkele punt behandel.
waar x die tyd in minute is.y – sedimentvolume.y0 is die waarde van y wanneer x nul is.Die plato is die y-waarde vir oneindige minute.K is die tempokonstante, uitgedruk as die resiproke van minute.
Die CentREUSE-toestel het betroubare, beheerde nie-lineêre ossillasies getoon deur twee standaard 1.0 ml spuite gevul met 1.0 ml water elk (video S1) te gebruik.In n = 10 proewe (1 minuut elk), het CentREUSE 'n gemiddelde rotasiespoed van 359.4 rpm ± 21.63 (reeks = 337-398) gehad, wat gelei het tot 'n berekende gemiddelde sentrifugale krag van 10.5 RCF ± 1, 3 (reeks = 9.2–12.8) ).(Figuur 2a-e).
Verskeie metodes vir die verpilling van TA-suspensies in 1.0 ml spuite is geëvalueer en vergelyk met CentREUSE sentrifugering.Na 12 uur van swaartekrag-afhanklike besinking het die sedimentvolume 0.38 ml ± 0.03 bereik (Aanvullende Fig. S4a,b).Swaartekragafhanklike TA-neerlegging stem ooreen met 'n enkelfase eksponensiële vervalmodel (gekorrigeer deur R2 = 0.8582), wat lei tot 'n geskatte plato van 0.3804 mL (95% vertrouensinterval: 0.3578 tot 0.4025) (Aanvullende Figuur S4c).CentREUSE het 'n gemiddelde sedimentvolume van 0.41 ml ± 0.04 op 3 minute geproduseer, wat soortgelyk was aan die gemiddelde waarde van 0.38 ml ± 0.03 wat waargeneem is vir swaartekragafhanklike sedimentasie op 12 uur (p = 0.14) (Fig. 3a, d, h) .CentREUSE het 'n betekenisvol meer kompakte volume van 0.31 ml ± 0.02 op 5 minute gegee in vergelyking met die gemiddelde van 0.38 ml ± 0.03 waargeneem vir gravitasie-gebaseerde sedimentasie op 12 uur (p = 0.0001) (Fig. 3b, d, h).
Vergelyking van TA-korreldigtheid bereik deur CentREUSE-sentrifugering met swaartekragafsakking teenoor standaard industriële sentrifugering (A–C).Verteenwoordigende beelde van gepresipiteerde TA-suspensies in 1.0 ml spuite na 3 min (A), 5 min (B) en 10 min (C) van CentREUSE gebruik.(D) Verteenwoordigende beelde van gedeponeerde TA na 12 uur van swaartekragsakking.(EG) Verteenwoordigende beelde van gepresipiteerde TA na standaard kommersiële sentrifugering by 10 RCF (E), 20 RCF (F), en 50 RCF (G) vir 5 min.(H) Sedimentvolume is gekwantifiseer deur middel van CentREUSE (3, 5 en 10 min), swaartekrag-gemedieerde sedimentasie (12 uur) en standaard industriële sentrifugering by 5 min (10, 20 en 50 RCF).Die lyne verteenwoordig die gemiddelde (rooi) ± standaardafwyking (swart).Die kolletjies verteenwoordig onafhanklike herhalings (n = 9 vir elke toestand).
CentREUSE het 'n gemiddelde volume van 0.31 ml ± 0.02 na 5 minute geproduseer, wat soortgelyk is aan die gemiddelde van 0.32 ml ± 0.03 waargeneem in 'n standaard kommersiële sentrifuge by 10 RCF vir 5 minute (p = 0.20), en effens laer as die gemiddelde volume verkry met 20 RCF is waargeneem by 0.28 ml ± 0.03 vir 5 minute (p = 0.03) (Fig. 3b, e, f, h).CentREUSE het 'n gemiddelde volume van 0.20 ml ± 0.02 op 10 minute geproduseer, wat net so kompak was (p = 0.15) in vergelyking met 'n gemiddelde volume van 0.19 ml ± 0.01 op 5 minute waargeneem met 'n kommersiële sentrifuge by 50 RCF (Fig. 3c, g, h)..
Hier beskryf ons die ontwerp, samestelling en eksperimentele verifikasie van 'n ultra-laekoste, draagbare, mens-aangedrewe, papiergebaseerde sentrifuge gemaak van konvensionele terapeutiese afval.Die ontwerp is grootliks gebaseer op die papiergebaseerde sentrifuge (na verwys as “papierfuga”) wat in 2017 deur Prakash se groep vir diagnostiese toepassings bekendgestel is.Aangesien sentrifugering histories die gebruik van duur, lywige en elektries afhanklike kommersiële toerusting vereis het, bied Prakash se sentrifuge 'n elegante oplossing vir die probleem van onveilige toegang tot sentrifugering in hulpbronbeperkte instellings2,4.Sedertdien het paperfuge praktiese nut getoon in verskeie lae-volume diagnostiese toepassings, soos digtheid-gebaseerde bloedfraksionering vir malaria-opsporing.Sover ons kennis strek, is soortgelyke ultra-goedkoop papiergebaseerde sentrifugetoestelle egter nie vir terapeutiese doeleindes gebruik nie, toestande wat tipies groter volume sedimentasie vereis.
Met dit in gedagte, is CentREUSE se doel om die gebruik van papiersentrifugering in terapeutiese intervensies uit te brei.Dit is bereik deur verskeie wysigings aan die ontwerp van die Prakash-onthulling aan te bring.Om die lengte van twee standaard 1.0 ml spuite te vergroot, bevat CentREUSE 'n groter skyf (radius = 123.5 mm) as die grootste Prakash papierwring wat getoets is (radius = 85 mm).Daarbenewens, om die ekstra gewig van 'n 1,0 ml spuit gevul met vloeistof te dra, gebruik CentREUSE geriffelde karton in plaas van karton.Saam laat hierdie modifikasies sentrifugering van groter volumes toe as dié wat in die Prakash-papierskoonmaker getoets is (dws twee 1,0 ml-spuite met kapillêre), terwyl dit steeds op soortgelyke komponente staatmaak: filament- en papiergebaseerde materiaal.Veral verskeie ander goedkoop mens-aangedrewe sentrifuges is beskryf vir diagnostiese doeleindes4,5,6,7,8,9,10.Dit sluit spinners, slaaiklitsers, eierklitsers en handfakkels vir roterende toestelle5, 6, 7, 8, 9 in. Die meeste van hierdie toestelle is egter nie ontwerp om volumes tot 1,0 ml te hanteer nie en bestaan ​​uit materiale wat dikwels duurder is en ontoeganklik as dié wat in papiersentrifuges2,4,5,6,7,8,9,10 gebruik word..Trouens, weggooi papiermateriaal word dikwels oral gevind;byvoorbeeld, in die Verenigde State, maak papier en karton meer as 20% van munisipale vaste afval uit, wat 'n oorvloedige, goedkoop of selfs gratis bron bied vir die bou van papiersentrifuges.bv CentREUSE11.Ook, in vergelyking met verskeie ander laekoste-oplossings wat gepubliseer is, benodig CentREUSE nie gespesialiseerde hardeware (soos 3D-druk hardeware en sagteware, lasersny hardeware en sagteware, ens.) om te skep nie, wat die hardeware meer hulpbronintensief maak..Hierdie mense is in die omgewing 4, 8, 9, 10.
As bewys van die praktiese bruikbaarheid van ons papiersentrifuge vir terapeutiese doeleindes, demonstreer ons die vinnige en betroubare afsakking van triamcinolonsuspensie in asetoon (TA) vir glasagtige bolus-inspuiting - 'n gevestigde laekoste-intervensie vir die langtermynbehandeling van verskeie oogsiektes1 ,3.Besinkingsresultate na 3 minute met CentREUSE was vergelykbaar met resultate na 12 uur van swaartekrag-gemedieerde besinking.Daarbenewens het CentREUSE-resultate na sentrifugering vir 5 en 10 minute resultate oorskry wat deur swaartekrag verkry sou word en was soortgelyk aan dié wat waargeneem is na industriële sentrifugering by 10 en 50 RCF vir 5 minute, onderskeidelik.In ons ervaring lewer CentREUSE veral 'n skerper en gladder sediment-supernatant-koppelvlak as ander metodes wat getoets is;dit is wenslik aangesien dit 'n meer akkurate assessering van die dosis van die toegediende geneesmiddel moontlik maak, en dit is makliker om die supernatant te verwyder met minimale verlies aan deeltjievolume.
Die keuse van hierdie toepassing as 'n bewys van konsep is gedryf deur die voortdurende behoefte om toegang tot langwerkende intravitreale steroïede in hulpbronbeperkte omgewings te verbeter.Intravitreale steroïede word wyd gebruik om 'n verskeidenheid oogtoestande te behandel, insluitend diabetiese makulêre edeem, ouderdomsverwante makulêre degenerasie, retinale vaskulêre okklusie, uveïtis, bestralingsretinopatie en sistiese makulêre edeem3,12.Van die steroïede wat beskikbaar is vir intravitreale toediening, bly TA die algemeenste wêreldwyd12.Alhoewel preparate sonder TA-preserveermiddels (PF-TA) beskikbaar is (bv. Triesence [40 mg/ml, Alcon, Fort Worth, VSA]), preparate met bensielalkohol-preserveermiddels (bv. Kenalog-40 [40 mg/ml, Bristol- Myers Squibb, New York, VSA]) bly die gewildste3,12.Daar moet kennis geneem word dat laasgenoemde groep geneesmiddels deur die Amerikaanse voedsel- en dwelmadministrasie (FDA) goedgekeur is vir slegs binnespierse en intraartikulêre gebruik, dus word intraokulêre toediening as ongeregistreer beskou 3, 12 .Alhoewel die inspuitbare dosis intravitreale TA verskil volgens aanduiding en tegniek, is die mees algemeen gerapporteerde dosis 4,0 mg (dws inspuitvolume van 0,1 ml vanaf 'n 40 mg/ml oplossing), wat gewoonlik 'n behandelingsduur van ongeveer 3 maande gee. Effekte 1 , 12, 13, 14, 15.
Om die werking van intravitreale steroïede in chroniese, ernstige of herhalende oogsiektes te verleng, is verskeie langwerkende inplantbare of inspuitbare steroïede toestelle bekendgestel, insluitend deksametasoon 0.7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Ierland), Relax fluoried acetonide 0.59 mg (Retisert , Bausch en Lomb, Laval, Kanada) en fluocinolonasetonied 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, VSA)3,12.Hierdie toestelle het egter verskeie potensiële nadele.In die Verenigde State word elke toestel slegs vir 'n paar aanduidings goedgekeur, wat versekeringsdekking beperk.Daarbenewens benodig sommige toestelle chirurgiese inplanting en kan dit unieke komplikasies veroorsaak soos toestelmigrasie in die anterior kamer3,12.Boonop is hierdie toestelle geneig om minder geredelik beskikbaar en baie duurder te wees as TA3,12;teen huidige Amerikaanse pryse kos Kenalog-40 ongeveer $20 per 1,0 ml suspensie, terwyl Ozurdex, Retisert en Iluvien eksplantate.Die toegangsfooi is sowat $1400., $20,000 en $9,200 onderskeidelik.Saam beperk hierdie faktore toegang tot hierdie toestelle vir mense in hulpbronbeperkte instellings.
Pogings is aangewend om die effek van intravitreal TA1,3,16,17 te verleng as gevolg van die laer koste daarvan, ruimer vergoeding en groter beskikbaarheid.Gegewe sy lae wateroplosbaarheid, bly TA in die oog as 'n depot, wat geleidelike en relatief konstante geneesmiddeldiffusie moontlik maak, dus word verwag dat die effek langer sal hou met groter depots1,3.Vir hierdie doel is verskeie metodes ontwikkel om die TA-suspensie te konsentreer voor inspuiting in die glasagtige liggaam.Alhoewel metodes gebaseer op passiewe (dws swaartekragafhanklike) besinking of mikrofiltrasie beskryf is, is hierdie metodes relatief tydrowend en gee dit veranderlike resultate15,16,17.Inteendeel, vorige studies het getoon dat TA vinnig en betroubaar gekonsentreer kan word (en dus langdurige werking) deur sentrifugering-ondersteunde neerslag1,3.Ten slotte, die gerief, lae koste, duur en doeltreffendheid van sentrifugale gekonsentreerde TA maak hierdie intervensie 'n aantreklike opsie vir pasiënte in hulpbronbeperkte omgewings.Gebrek aan toegang tot betroubare sentrifugering kan egter 'n groot struikelblok wees vir die implementering van hierdie ingryping;Deur hierdie probleem aan te spreek, kan CentREUSE help om die beskikbaarheid van langtermyn steroïedterapie vir pasiënte in hulpbronbeperkte instellings te verhoog.
Daar is 'n paar beperkings in ons studie, insluitend dié wat verband hou met funksionaliteit wat inheems aan die CentREUSE-toestel is.Die toestel is 'n nie-lineêre, nie-konserwatiewe ossillator wat staatmaak op menslike insette en dus nie 'n akkurate en konstante rotasietempo tydens gebruik kan verskaf nie;rotasiespoed hang af van verskeie veranderlikes, soos gebruikersinvloed op die vlak van toesteleienaarskap, spesifieke materiale wat gebruik word in die samestelling van toerusting, en die kwaliteit van die verbindings wat gespin word.Dit is anders as kommersiële toerusting waar rotasiespoed konsekwent en akkuraat toegepas kan word.Boonop kan die spoed wat deur CentREUSE behaal word, as relatief beskeie beskou word in vergelyking met die spoed wat deur ander sentrifugetoestelle bereik word2.Gelukkig was die spoed (en gepaardgaande sentrifugale krag) wat deur ons toestel gegenereer word, voldoende om die konsep wat in ons studie uiteengesit is (dws TA-afsetting) te toets.Die rotasiespoed kan verhoog word deur die massa van die sentrale skyf 2 te verlig;dit kan bereik word deur 'n ligter materiaal (soos dunner karton) te gebruik as dit sterk genoeg is om twee spuite vol vloeistof te hou.In ons geval was die besluit om standaard “A” gleufkarton (4,8 mm dik) te gebruik doelbewus, aangesien hierdie materiaal dikwels in versendingbokse gevind word en dus maklik as herwinbare materiaal gevind kan word.Die rotasiespoed kan ook verhoog word deur die radius van die sentrale skyf 2 te verminder.Die radius van ons platform is egter doelbewus relatief groot gemaak om 'n 1.0 ml spuit te akkommodeer.As die gebruiker daarin belangstel om korter vaartuie te sentrifugering, kan die radius verminder word - 'n verandering wat voorspelbaar hoër rotasiespoed (en moontlik hoër sentrifugale kragte) tot gevolg het.
Daarbenewens het ons nie die impak van operateurmoegheid op toerustingfunksionaliteit noukeurig geëvalueer nie.Interessant genoeg kon verskeie lede van ons groep die toestel vir 15 minute gebruik sonder merkbare moegheid.'n Potensiële oplossing vir operateursmoegheid wanneer langer sentrifuges benodig word, is om twee of meer gebruikers te roteer (indien moontlik).Daarbenewens het ons nie die duursaamheid van die toestel krities geëvalueer nie, deels omdat die komponente van die toestel (soos karton en koord) maklik vervang kon word teen min of geen koste in die geval van slytasie of skade.Interessant genoeg het ons tydens ons loodstoets een toestel vir 'n totaal van meer as 200 minute gebruik.Na hierdie tydperk is die enigste merkbare maar geringe teken van slytasie gate langs die drade.
Nog 'n beperking van ons studie is dat ons nie spesifiek die massa of digtheid van gedeponeerde TA, bereikbaar met die CentREUSE-toestel en ander metodes, gemeet het nie;in plaas daarvan was ons eksperimentele verifikasie van hierdie toestel gebaseer op die meting van sedimentdigtheid (in ml).indirekte maatstaf van digtheid.Daarbenewens het ons nie CentREUSE Concentrated TA op pasiënte getoets nie, maar aangesien ons toestel TA-korrels vervaardig het soortgelyk aan dié wat met 'n kommersiële sentrifuge vervaardig is, het ons aanvaar dat CentREUSE Concentrated TA net so effektief en veilig sou wees as wat voorheen gebruik is.in die letterkunde.gerapporteer vir konvensionele sentrifuge-toestelle1,3.Bykomende studies wat die werklike hoeveelheid TA wat na CentREUSE-versterking toegedien word, kwantifiseer, kan help om die werklike bruikbaarheid van ons toestel in hierdie toepassing verder te evalueer.
Na ons wete is CentREUSE, 'n toestel wat maklik uit geredelik beskikbare afval vervaardig kan word, die eerste mensaangedrewe, draagbare, ultra-laekoste papiersentrifuge wat in 'n terapeutiese omgewing gebruik word.Benewens die feit dat CentREUSE relatief groot volumes kan sentrifugeer, benodig CentREUSE nie die gebruik van gespesialiseerde materiale en konstruksiegereedskap in vergelyking met ander laekoste-sentrifuges wat gepubliseer is nie.Die gedemonstreerde doeltreffendheid van CentREUSE in vinnige en betroubare TA-presipitasie kan help om die langtermyn-intravitreale steroïedbeskikbaarheid by mense in hulpbronbeperkte omgewings te verbeter, wat kan help om 'n verskeidenheid okulêre toestande te behandel.Daarbenewens strek die voordele van ons draagbare mensaangedrewe sentrifuges voorspelbaar na hulpbronryke liggings soos groot tersiêre en kwaternêre gesondheidsentrums in ontwikkelde lande.Onder hierdie toestande kan die beskikbaarheid van sentrifugeertoestelle steeds beperk word tot kliniese en navorsingslaboratoriums, met die risiko om spuite met menslike liggaamsvloeistowwe, diereprodukte en ander gevaarlike stowwe te besoedel.Boonop is hierdie laboratoriums dikwels ver van die versorgingspunt van pasiënte geleë.Dit kan op sy beurt 'n logistieke struikelblok wees vir gesondheidsorgverskaffers wat vinnige toegang tot sentrifugering benodig;die ontplooiing van CentREUSE kan as 'n praktiese manier dien om terapeutiese intervensies op kort termyn voor te berei sonder om pasiëntsorg ernstig te ontwrig.
Om dit dus vir almal makliker te maak om voor te berei vir terapeutiese intervensies wat sentrifugering vereis, is 'n sjabloon en instruksies vir die skep van CentREUSE ingesluit in hierdie oopbronpublikasie onder die Addisionele Inligting-afdeling.Ons moedig lesers aan om CentREUSE te herontwerp soos nodig.
Data wat die resultate van hierdie studie ondersteun, is op redelike versoek by die onderskeie SM-outeur beskikbaar.
Ober, MD en Valizhan, S. Duur van werking van triamcinolone asetoon in die glasagtige by sentrifugering konsentrasie.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS en ander.Handmatige ultra-goedkoop sentrifugeer vir papier.Nasionale Biomediese Wetenskap.projek.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM en Wasserman JA Sentrifugale konsentrasie van 'n intravitreale suspensie van triamcinolonasetonied: 'n goedkoop, eenvoudige en haalbare alternatief vir langtermyn steroïed-toediening.J. Vitrain.diss.5. 15–31 (2021).
Huck, ek sal wag.Goedkoop oopbron sentrifuge-adapter vir die skeiding van groot kliniese bloedmonsters.PLOS Een.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS en Whitesides GM Die klitser is soos 'n sentrifuge: skei menslike plasma van volbloed in hulpbronbeperkte instellings.laboratorium.chip.8, 2032–2037 (2008).
Brown, J. et al.Handmatige, draagbare, laekoste-sentrifuge vir bloedarmoede-diagnose in hulpbronbeperkte instellings.Ja.J. Trope.medisyne.vog.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.wag.Plasma is met 'n draaier geskei.anus.Chemies.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. et al.Spinner vir onmiddellike diagnose van urienweginfeksies.Nasionale Biomediese Wetenskap.projek.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A., en Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Goedkoop elektrolietvrye sentrifugering vir isotermiese opsporing van SARS-CoV-2 in speeksel.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH, en Choi, J. Mag-spinner: Die volgende generasie gerieflike, bekostigbare, eenvoudige en draagbare (VINNIGE) magnetiese skeidingstelsels.Nano Advances 4, 792–800 (2022).
Amerikaanse Omgewingsbeskermingsagentskap.Advancing Sustainable Materials Management: 'n 2018-feiteblad wat tendense in materiaalproduksie en -bestuur in die Verenigde State beoordeel.(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. en Lanzetta, P. Steroïede vir die intravitreale behandeling van retinale siektes.die wetenskap.Tydskrif Mir 2014, 1–14 (2014).
Bier, middagtee, ens. Intraokulêre konsentrasies en farmakokinetika van triamcinolonasetonied na 'n enkele intravitreale inspuiting.Oftalmology 110, 681–686 (2003).
Audren, F. et al.Farmakokineties-farmakodinamiese model van die effek van triamcinolon-acetonied op sentrale makulêre dikte by pasiënte met diabetiese makulêre edeem.belê.oftalmologie.sigbaar.die wetenskap.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD et al.Die werklike dosis triamcinolon asetoon is gemeet deur die gewone metode van intravitreale inspuiting.Ja.J. Oftalmol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS en Oh, JH Gekonsentreerde triamcinolone asetonied metode vir intravitreale inspuiting.Retina 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Kwantitatiewe analise van gedeponeerde triamcinolon vir inspuiting.Retina 27, 1255–1259 (2007).
SM word gedeeltelik ondersteun deur 'n geskenk aan die Mukai-stigting, Massachusetts Oog- en Oorhospitaal, Boston, Massachusetts, VSA.
Departement Oftalmologie, Harvard Mediese Skool, Massachusetts Oog en Oor, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, VSA