Nature.com을 방문해 주셔서 감사합니다.CSS 지원이 제한된 브라우저 버전을 사용하고 있습니다.최상의 경험을 위해서는 업데이트된 브라우저를 사용하거나 Internet Explorer에서 호환 모드를 비활성화하는 것이 좋습니다.또한 지속적인 지원을 보장하기 위해 스타일과 JavaScript가 없는 사이트를 표시합니다.
슬라이드당 기사 3개를 표시하는 슬라이더입니다.슬라이드 사이를 이동하려면 뒤로 및 다음 버튼을 사용하고, 각 슬라이드 사이를 이동하려면 끝에 있는 슬라이드 컨트롤러 버튼을 사용하세요.
신뢰할 수 있는 의료 원심분리는 역사적으로 값비싸고 부피가 크며 전기적으로 의존적인 상업용 장비를 사용해야 했는데, 이는 자원이 제한된 환경에서는 종종 사용할 수 없습니다.여러 가지 휴대용, 저렴한 비동력 원심분리기가 설명되었지만 이러한 솔루션은 상대적으로 적은 양의 침전이 필요한 진단 응용 분야에 주로 사용됩니다.또한 이러한 장치를 설계하려면 서비스가 부족한 지역에서는 일반적으로 사용할 수 없는 특수 재료와 도구를 사용해야 하는 경우가 많습니다.여기에서는 치료 응용 분야를 위한 초저가의 사람이 조작하는 휴대용 폐기물 기반 원심분리기인 CentREUSE의 설계, 조립 및 실험적 검증에 대해 설명합니다.CentREUSE는 10.5 상대 원심력(RCF) ± 1.3의 평균 원심력을 나타냅니다.CentREUSE에서 3분간 원심분리한 후 트리암시놀론 유리체 현탁액 1.0ml의 침전은 중력 매개 침강 12시간 후의 침전과 비슷했습니다(0.41ml ± 0.04 대 0.38ml ± 0.03, p = 0.14).상용 장비를 사용하여 10 RCF(0.31 ml ± 0.02 vs. 0.32 ml ± 0.03, p = 0.20) 및 50 RCF(0.20 ml)에서 5분간 원심분리한 후 관찰된 것과 비교하여 CentREUSE 원심분리 5분 및 10분 후 침전물 농축 유사 ± 0.02 대 0.19ml ± 0.01, p = 0.15).CentREUSE에 대한 템플릿과 구축 지침이 이 오픈 소스 게시물에 포함되어 있습니다.
원심분리는 많은 진단 테스트 및 치료 중재1,2,3,4에서 중요한 단계입니다.그러나 적절한 원심분리를 달성하려면 역사적으로 자원이 제한된 환경에서는 사용할 수 없는 값비싸고 부피가 크며 전기적으로 의존적인 상업용 장비를 사용해야 했습니다.2017년에 Prakash 그룹은 $0.20 ($)2의 비용으로 조립식 재료로 만든 소형 종이 기반 수동 원심분리기("종이 퍼퍼"라고 함)를 출시했습니다.그 이후로 종이 푸가는 소량 진단 응용 분야(예: 말라리아 기생충을 감지하기 위해 모세관에서 혈액 성분의 밀도 기반 분리)를 위해 자원이 제한된 환경에 배포되어 매우 저렴한 휴대용 인력 구동 기기를 시연했습니다.원심분리기 2 .그 이후로, 여러 가지 다른 소형, 저렴한 비동력 원심분리 장치가 설명되었습니다4,5,6,7,8,9,10.그러나 종이 연기와 같은 이러한 솔루션의 대부분은 상대적으로 작은 침전량이 필요한 진단 목적으로 사용되므로 대규모 샘플을 원심분리하는 데 사용할 수 없습니다.또한 이러한 솔루션을 조립하려면 서비스가 부족한 지역에서는 흔히 사용할 수 없는 특수 재료와 도구를 사용해야 하는 경우가 많습니다4,5,6,7,8,9,10.
여기에서는 일반적으로 높은 침강량이 필요한 치료 응용 분야를 위해 기존 종이 푸가 폐기물로 제작된 원심분리기(CentREUSE라고 함)의 설계, 조립 및 실험적 검증에 대해 설명합니다.사례 1, 3 개념 증명으로 우리는 실제 안과 개입으로 장치를 테스트했습니다. 즉, 눈의 유리체에 볼루스 약물을 후속 주입하기 위해 아세톤(TA)에 트리암시놀론 현탁액을 침전시키는 것입니다.TA 농도에 대한 원심분리는 다양한 안구 질환의 장기 치료를 위해 저렴한 비용으로 인정되는 개입이지만, 약물 제제화 중 상업적으로 이용 가능한 원심분리기의 필요성은 자원이 제한된 환경에서 이 치료법을 사용하는 데 주요 장벽입니다1,2 삼.기존 상업용 원심분리기를 사용하여 얻은 결과와 비교했습니다.CentREUSE 구축을 위한 템플릿과 지침은 "추가 정보" 섹션의 이 오픈 소스 게시물에 포함되어 있습니다.
CentREUSE는 거의 전적으로 스크랩으로 구축할 수 있습니다.반원형 템플릿(보충 그림 S1)의 두 사본은 표준 US 카본 레터 용지(215.9mm × 279.4mm)에 인쇄되었습니다.부착된 두 개의 반원형 템플릿은 (1) 247mm 회전 디스크의 외부 테두리, (2) 1.0ml 주사기(캡 및 절단 플런저 포함)를 수용하도록 설계됨을 포함하여 CentREUSE 장치의 세 가지 주요 설계 기능을 정의합니다.(3) 로프가 디스크를 통과할 수 있도록 구멍을 뚫을 위치를 나타내는 두 개의 표시.
템플릿을 골판지(최소 크기: 247mm × 247mm)에 부착합니다(예: 다목적 접착제 또는 테이프 사용)(보조 그림 S2a).본 연구에서는 표준 "A" 골판지(두께 4.8mm)를 사용했지만 버려진 배송 상자의 골판지와 같이 비슷한 두께의 골판지를 사용할 수도 있습니다.날카로운 도구(예: 칼날 또는 가위)를 사용하여 템플릿에 설명된 외부 디스크 가장자리를 따라 판지를 자릅니다(보조 그림 S2b).그런 다음 좁고 날카로운 도구(예: 볼펜 끝)를 사용하여 템플릿에 추적된 표시에 따라 반경 8.5mm의 전체 두께 천공 두 개를 만듭니다(보조 그림 S2c).그런 다음 면도날과 같은 뾰족한 도구를 사용하여 1.0 ml 주사기용 슬롯 2개를 템플릿과 판지의 기본 표면층에서 잘라냅니다.밑에 있는 주름진 층이나 나머지 표면층이 손상되지 않도록 주의해야 합니다(보조 그림 S2d, e).그런 다음 두 개의 구멍을 통해 끈 조각 (예 : 3mm 조리면 끈 또는 비슷한 두께와 탄력성을 가진 실)을 끼 우고 약 30cm 길이의 디스크 양쪽에 고리를 묶습니다 (보충 그림 S2f).
두 개의 1.0 ml 주사기에 대략 동일한 용량(예: TA 현탁액 1.0 ml)을 채우고 뚜껑을 닫습니다.그런 다음 주사기 플런저 막대를 배럴 플랜지 수준에서 절단했습니다 (보조 그림 S2g, h).그런 다음 실린더 플랜지를 테이프 층으로 덮어 장비 사용 중에 잘린 피스톤이 튀어나오는 것을 방지합니다.그런 다음 각 1.0ml 주사기를 캡이 디스크 중앙을 향하도록 주사기에 잘 넣었습니다 (보충 그림 S2i).그런 다음 각 주사기를 접착 테이프로 적어도 디스크에 부착했습니다 (보충 그림 S2j).마지막으로 루프 내부 끈의 각 끝에 두 개의 펜(예: 연필 또는 이와 유사한 튼튼한 막대기 모양 도구)을 배치하여 원심 분리기 조립을 완료합니다(그림 1).
CentREUSE 사용 지침은 기존 회전 장난감 사용 지침과 유사합니다.회전은 양손에 손잡이를 잡고 시작됩니다.현이 약간 느슨해지면 디스크가 앞으로 또는 뒤로 흔들리게 되어 디스크가 각각 앞으로 또는 뒤로 회전하게 됩니다.이 작업은 현이 말려지도록 느리고 통제된 방식으로 여러 번 수행됩니다.그런 다음 움직임을 중지하십시오.줄이 풀리기 시작하면 줄이 팽팽해질 때까지 핸들을 세게 잡아당겨 디스크가 회전하게 됩니다.끈이 완전히 풀리고 되감기 시작하면 손잡이를 천천히 풀어야 합니다.로프가 다시 풀리기 시작하면 동일한 일련의 동작을 적용하여 장치 회전을 유지합니다(비디오 S1).
원심분리에 의한 현탁액의 침전이 필요한 응용 분야의 경우 만족스러운 과립화가 달성될 때까지 장치를 계속 회전시켰습니다(보충 그림 S3a,b).복잡한 입자가 주사기 배럴의 플런저 끝 부분에 형성되고 상청액이 주사기 끝 부분에 집중됩니다.그런 다음 배럴 플랜지를 덮고있는 테이프를 제거하고 두 번째 플런저를 도입하여 기본 플런저를 주사기 끝쪽으로 천천히 밀고 복합 침전물에 도달하면 중지하여 상등액을 배출했습니다 (보충 그림 S3c, d).
회전 속도를 결정하기 위해 물로 채워진 2개의 1.0 ml 주사기가 장착된 CentREUSE 장치를 진동의 정상 상태에 도달한 후 1분 동안 고속 비디오 카메라(초당 240 프레임)로 녹화했습니다.회전 디스크 가장자리 근처의 마커는 기록의 프레임별 분석을 사용하여 수동으로 추적하여 분당 회전 수(rpm)를 결정했습니다(그림 2a-d).n = 10번의 시도를 반복합니다.그런 다음 주사기 배럴 중간점의 상대 원심력(RCF)은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
CentREUSE를 사용한 회전 속도 정량화.(A-D) 장치 회전을 완료하는 데 걸리는 시간(분: 초, 밀리초)을 보여주는 순차적 대표 이미지입니다.화살표는 추적 마커를 나타냅니다.(E) CentREUSE를 사용한 RPM 정량화.선은 평균(빨간색) ± 표준 편차(검은색)를 나타냅니다.점수는 개별 1분 시도를 나타냅니다(n = 10).
주사용 TA 현탁액(40mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA)이 들어 있는 1.0ml 주사기를 CentREUSE를 사용하여 3분, 5분 및 10분 동안 원심분리했습니다.이 기술을 사용한 침전은 Eppendorf 5810R 벤치탑 원심분리기(Hamburg, Germany)에서 A-4-62 로터를 사용하여 5분간 10, 20 및 50 RCF에서 원심분리한 후 달성된 침전과 비교되었습니다.또한, 0분부터 720분까지 다양한 시점에서 중력의존강수를 이용하여 얻은 강수량과 강수량을 비교하였다.각 절차에 대해 총 n = 9개의 독립적인 반복이 수행되었습니다.
모든 통계 분석은 Prism 9.0 소프트웨어(GraphPad, San Diego, USA)를 사용하여 수행되었습니다.별도의 언급이 없는 한 값은 평균±표준편차(SD)로 표시됩니다.그룹 평균은 양측 Welch 보정 t-검정을 사용하여 비교되었습니다.알파는 0.05로 정의됩니다.중력 의존적 침하의 경우, 최소제곱 회귀를 사용하여 단일 위상 지수 붕괴 모델을 피팅하고, 주어진 x 값에 대해 반복되는 y 값을 단일 지점으로 처리합니다.
여기서 x는 분 단위의 시간입니다.y - 퇴적물량.y0은 x가 0일 때 y의 값입니다.고원은 무한 분 동안의 y 값입니다.K는 분의 역수로 표현되는 속도 상수입니다.
CentREUSE 장치는 각각 1.0ml의 물로 채워진 두 개의 표준 1.0ml 주사기를 사용하여 신뢰할 수 있고 제어된 비선형 진동을 보여주었습니다(비디오 S1).n = 10번의 시도(각각 1분)에서 CentREUSE의 평균 회전 속도는 359.4rpm ± 21.63(범위 = 337-398)이었으며 계산된 평균 원심력은 10.5 RCF ± 1, 3(범위 = 9.2-12.8)이었습니다. ).(그림 2a-e).
1.0ml 주사기에서 TA 현탁액을 펠렛화하는 여러 방법을 평가하고 CentREUSE 원심분리와 비교했습니다.12시간 동안 중력에 따라 침전된 후 퇴적량은 0.38ml ± 0.03에 도달했습니다(보충 그림 S4a,b).중력 의존적 TA 증착은 단상 지수 붕괴 모델(R2 = 0.8582로 수정됨)과 일치하여 0.3804mL(95% 신뢰 구간: 0.3578 ~ 0.4025)의 추정 고원을 생성합니다(보충 그림 S4c).CentREUSE는 3분에 0.41 ml ± 0.04의 평균 퇴적량을 생성했는데, 이는 12시간에 중력 의존성 침강에서 관찰된 평균값 0.38 ml ± 0.03과 유사합니다(p = 0.14)(그림 3a, d, h) .CentREUSE는 12시간에 중력 기반 침강에서 관찰된 평균 0.38ml ± 0.03에 비해 5분에 0.31ml ± 0.02의 훨씬 더 컴팩트한 부피를 제공했습니다(p = 0.0001)(그림 3b, d, h).
중력 침강을 이용한 CentREUSE 원심분리와 표준 산업용 원심분리(A–C)로 얻은 TA 펠렛 밀도의 비교.CentREUSE 사용 3분(A), 5분(B) 및 10분(C) 후 1.0ml 주사기에 침전된 TA 현탁액의 대표적인 이미지.(D)12시간 동안 중력이 정착된 후 증착된 TA의 대표적인 이미지입니다.(EG) 10 RCF(E), 20 RCF(F) 및 50 RCF(G)에서 5분 동안 표준 상업용 원심분리 후 침전된 TA의 대표적인 이미지.(H) 침전물 부피는 CentREUSE(3, 5, 10분), 중력 매개 침전(12시간) 및 5분(10, 20 및 50 RCF)의 표준 산업 원심분리를 사용하여 정량화되었습니다.선은 평균(빨간색) ± 표준 편차(검은색)를 나타냅니다.점은 독립적인 반복을 나타냅니다(각 조건에 대해 n = 9).
CentREUSE는 5분 후 평균 부피 0.31 ml ± 0.02를 생성했는데 이는 10 RCF에서 5분간 표준 상업용 원심분리기에서 관찰된 평균 0.32 ml ± 0.03과 유사하며(p = 0.20) 평균 부피보다 약간 낮습니다. 20 RCF로 얻은 결과는 5분 동안 0.28 ml ± 0.03에서 관찰되었습니다(p = 0.03)(그림 3b, e, f, h).CentREUSE는 10분에 0.20 ml ± 0.02의 평균 부피를 생성했는데, 이는 50 RCF에서 상업용 원심분리기로 관찰된 5분에 평균 부피 0.19 ml ± 0.01과 비교하여 매우 작았습니다(p = 0.15)(그림 3c, 지, h)..
여기에서는 기존 치료 폐기물로 만든 초저가, 휴대용, 인간 조작 종이 기반 원심분리기의 설계, 조립 및 실험적 검증에 대해 설명합니다.이 디자인은 진단 응용을 위해 2017년 Prakash 그룹이 도입한 종이 기반 원심분리기("종이 푸가"라고 함)를 기반으로 합니다.원심분리는 역사적으로 값비싸고 부피가 크며 전기적으로 의존적인 상업용 장비를 사용해야 한다는 점을 고려할 때 Prakash의 원심분리기는 자원이 제한된 환경에서 원심분리에 대한 안전하지 않은 접근 문제에 대한 우아한 솔루션을 제공합니다2,4.그 이후로 paperfuge는 말라리아 탐지를 위한 밀도 기반 혈액 분획과 같은 여러 소량 진단 응용 분야에서 실용적인 유용성을 보여주었습니다.그러나 우리가 아는 한, 유사한 초저가 종이 기반 원심분리기 장치는 일반적으로 더 많은 양의 침강이 필요한 치료 목적으로 사용되지 않았습니다.
이를 염두에 두고 CentREUSE의 목표는 치료 중재에서 종이 원심분리의 사용을 확대하는 것입니다.이는 Prakash 노출의 디자인을 여러 번 수정하여 달성되었습니다.특히, 두 개의 표준 1.0 ml 주사기 길이를 늘리기 위해 CentREUSE에는 테스트한 가장 큰 Prakash 종이 압착기(반경 = 85mm)보다 더 큰 디스크(반경 = 123.5mm)가 포함되어 있습니다.또한 액체로 채워진 1.0ml 주사기의 추가 무게를 지탱하기 위해 CentREUSE는 판지 대신 골판지를 사용합니다.이러한 수정을 통해 Prakash 종이 세척제(예: 모세관이 있는 1.0ml 주사기 2개)에서 테스트한 것보다 더 큰 용량의 원심분리가 가능하면서도 여전히 유사한 구성 요소인 필라멘트 및 종이 기반 재료에 의존합니다.특히, 몇 가지 다른 저렴한 인력 원심 분리기가 진단 목적으로 설명되었습니다4,5,6,7,8,9,10.여기에는 스피너, 샐러드 비터, 계란 비터 및 회전 장치용 핸드 토치가 포함됩니다5, 6, 7, 8, 9. 그러나 이러한 장치의 대부분은 최대 1.0ml의 용량을 처리하도록 설계되지 않았으며 종종 더 비싼 재료로 구성됩니다. 종이 원심분리기2,4,5,6,7,8,9,10에 사용되는 것보다 접근하기 어렵습니다..실제로 버려진 종이 재료는 어디에서나 흔히 발견됩니다.예를 들어, 미국에서는 종이와 판지가 도시 고형 폐기물의 20% 이상을 차지하여 종이 원심 분리기를 만드는 데 풍부하고 저렴하며 심지어 무료 자원을 제공합니다.예: CentREUSE11.또한 공개된 다른 여러 저가형 솔루션에 비해 CentREUSE는 생성하는 데 특수 하드웨어(예: 3D 프린팅 하드웨어 및 소프트웨어, 레이저 절단 하드웨어 및 소프트웨어 등)가 필요하지 않으므로 하드웨어를 더욱 리소스 집약적으로 만듭니다..이 사람들은 환경 4, 8, 9, 10에 있습니다.
치료 목적을 위한 종이 원심분리기의 실질적인 유용성에 대한 증거로서, 우리는 유리체 볼루스 주입을 위한 아세톤(TA)에 트리암시놀론 현탁액이 신속하고 안정적으로 침전되는 것을 보여줍니다. 이는 다양한 안구 질환의 장기 치료를 위한 확립된 저비용 중재입니다1 ,삼.CentREUSE를 사용한 3분 후의 침전 결과는 중력 매개 침전의 12시간 후 결과와 비슷했습니다.또한 5분 및 10분 원심분리 후 CentREUSE 결과는 중력에 의해 얻은 결과를 초과했으며 각각 10 및 50 RCF에서 5분 동안 산업용 원심분리 후 관찰된 결과와 유사했습니다.특히, 우리의 경험에 따르면 CentREUSE는 테스트된 다른 방법보다 더 선명하고 부드러운 침전물-상등액 인터페이스를 생성합니다.이는 투여된 약물의 용량을 보다 정확하게 평가할 수 있고 입자 부피의 손실을 최소화하면서 상청액을 제거하는 것이 더 쉽기 때문에 바람직합니다.
개념 증명으로 이 응용 프로그램을 선택한 것은 자원이 제한된 환경에서 지속성 유리체강내 스테로이드에 대한 접근성을 향상시켜야 하는 지속적인 요구에 의해 이루어졌습니다.유리체강내 스테로이드는 당뇨병성 황반부종, 연령 관련 황반변성, 망막 혈관 폐색, 포도막염, 방사선 망막병증, 낭포성 황반부종을 비롯한 다양한 눈 질환을 치료하는 데 널리 사용됩니다3,12.유리체내 투여에 사용할 수 있는 스테로이드 중에서 TA는 전 세계적으로 가장 일반적으로 사용되는 약물입니다.TA 방부제(PF-TA)가 없는 제제(예: Triesence [40 mg/mL, Alcon, Fort Worth, USA])가 가능하지만 벤질 알코올 방부제(예: Kenalog-40[40 mg/mL, Bristol-40)가 포함된 제제 Myers Squibb, 미국 뉴욕])이 여전히 가장 인기가 높습니다3,12.후자의 약물 그룹은 미국 식품의약국(FDA)에서 근육내 및 관절내 사용으로만 승인되었으므로 안구내 투여는 등록되지 않은 것으로 간주됩니다3, 12.유리체강내 TA의 주사 용량은 적응증과 기법에 따라 다르지만, 가장 일반적으로 보고되는 용량은 4.0 mg(즉, 40 mg/ml 용액에서 0.1 ml의 주사량)이며, 일반적으로 약 3개월의 치료 기간을 제공합니다. 효과 1 , 12, 13, 14, 15.
만성, 중증 또는 재발성 안 질환에서 유리체강내 스테로이드의 작용을 연장하기 위해 덱사메타손 0.7mg(Ozurdex, Allergan, Dublin, Ireland), Relax 플루오라이드 아세토나이드 0.59mg(Retisert)을 포함하여 여러 가지 지속성 이식형 또는 주사형 스테로이드 장치가 도입되었습니다. , Bausch and Lomb, Laval, 캐나다) 및 플루오시놀론 아세토나이드 0.19mg(Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.그러나 이러한 장치에는 몇 가지 잠재적인 단점이 있습니다.미국에서는 각 장치가 몇 가지 적응증에 대해서만 승인되어 보험 적용 범위가 제한됩니다.또한 일부 장치는 외과적 이식이 필요하며 장치가 전방으로 이동하는 등 독특한 합병증을 유발할 수 있습니다3,12.또한 이러한 장치는 TA3,12보다 쉽게 ​​사용할 수 없고 훨씬 더 비싼 경향이 있습니다.현재 미국 가격으로 Kenalog-40의 가격은 현탁액 1.0ml당 약 $20인 반면, Ozurdex, Retisert 및 Iluvien은 체외 이식합니다.입장료는 약 1400달러., $20,000 및 $9,200 각각.이러한 요인들로 인해 리소스가 제한된 환경에 있는 사람들의 이러한 장치에 대한 액세스가 제한됩니다.
저렴한 비용, 더 관대한 보상 및 더 큰 가용성으로 인해 유리체강내 TA1,3,16,17의 효과를 연장하려는 시도가 있었습니다.수용성이 낮기 때문에 TA는 저장소로 눈에 남아 점진적이고 비교적 일정한 약물 확산을 허용하므로 저장소가 클수록 효과가 더 오래 지속될 것으로 예상됩니다1,3.이를 위해 유리체에 주입하기 전에 TA 현탁액을 농축하는 여러 가지 방법이 개발되었습니다.수동적(즉, 중력 의존적) 침전 또는 정밀 여과를 기반으로 한 방법이 설명되었지만 이러한 방법은 상대적으로 시간이 많이 걸리고 다양한 결과를 제공합니다15,16,17.반대로, 이전 연구에서는 TA가 원심분리를 이용한 침전에 의해 신속하고 안정적으로 농축(따라서 장기간 작용)될 수 있음을 보여주었습니다.결론적으로, 원심 농축 TA의 편의성, 저렴한 비용, 기간 및 효능으로 인해 이 개입은 자원이 제한된 환경에서 환자에게 매력적인 옵션이 됩니다.그러나 신뢰할 수 있는 원심분리에 대한 접근 부족은 이러한 개입을 구현하는 데 주요 장벽이 될 수 있습니다.이 문제를 해결함으로써 CentREUSE는 자원이 제한된 환경에서 환자의 장기 스테로이드 치료 가용성을 높이는 데 도움을 줄 수 있습니다.
CentREUSE 어플라이언스의 기본 기능과 관련된 제한 사항을 포함하여 우리 연구에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.이 장치는 사람의 입력에 의존하는 비선형, 비보수적 발진기이므로 사용 중에 정확하고 일정한 회전 속도를 제공할 수 없습니다.회전 속도는 장치 소유권 수준에 대한 사용자 영향, 장비 조립에 사용되는 특정 재료, 연결 품질 등 여러 변수에 따라 달라집니다.이는 회전속도를 일관되고 정확하게 적용할 수 있는 상용장비와는 다르다.또한 CentREUSE가 달성한 속도는 다른 원심분리기 장치2가 달성한 속도에 비해 상대적으로 보통 수준이라고 간주할 수 있습니다.다행스럽게도 우리 장치에 의해 생성된 속도(및 관련 원심력)는 우리 연구에서 자세히 설명된 개념(즉, TA 증착)을 테스트하기에 충분했습니다.중앙 디스크(2)의 질량을 줄임으로써 회전 속도를 높일 수 있습니다.액체로 채워진 두 개의 주사기를 지탱할 수 있을 만큼 강한 경우 더 가벼운 재료(예: 얇은 판지)를 사용하여 이를 달성할 수 있습니다.우리의 경우 표준 "A" 슬롯 카드보드(두께 4.8mm)를 사용하기로 한 결정은 의도적인 것이었습니다. 왜냐하면 이 재료는 배송 상자에서 흔히 발견되므로 재활용 재료로 쉽게 찾을 수 있기 때문입니다.회전 속도는 중앙 디스크(2)의 반경을 줄임으로써 증가될 수도 있습니다.그러나 우리 플랫폼의 반경은 1.0ml 주사기를 수용할 수 있도록 의도적으로 상대적으로 크게 만들어졌습니다.사용자가 더 짧은 용기를 원심분리하는 데 관심이 있는 경우 반경을 줄일 수 있습니다. 이로 인해 회전 속도가 더 빨라지고 원심력도 더 높아질 수 있습니다.
또한 작업자의 피로가 장비 기능에 미치는 영향을 주의 깊게 평가하지 않았습니다.흥미롭게도 우리 그룹의 몇몇 구성원은 눈에 띄는 피로 없이 15분 동안 장치를 사용할 수 있었습니다.더 긴 원심 분리기가 필요할 때 작업자의 피로를 해결하는 잠재적인 해결책은 두 명 이상의 사용자를 회전시키는 것입니다(가능한 경우).또한 장치의 구성 요소(예: 판지 및 코드)는 마모 또는 손상 시 거의 또는 무료로 쉽게 교체할 수 있었기 때문에 장치의 내구성을 비판적으로 평가하지 않았습니다.흥미롭게도 파일럿 테스트 동안 우리는 하나의 장치를 총 200분 이상 사용했습니다.이 기간이 지나면 눈에 띄지만 사소한 마모 징후는 실을 따라 천공되는 것뿐입니다.
우리 연구의 또 다른 한계는 CentREUSE 장치 및 기타 방법으로 달성 가능한 증착된 TA의 질량이나 밀도를 구체적으로 측정하지 않았다는 것입니다.대신, 이 장치에 대한 실험적 검증은 퇴적물 밀도(ml 단위) 측정을 기반으로 했습니다.밀도의 간접적인 측정.또한 CentREUSE Concentrated TA를 환자에게 테스트한 적은 없지만, 우리 장치는 상업용 원심 분리기를 사용하여 생산된 것과 유사한 TA 펠릿을 생성했기 때문에 CentREUSE Concentrated TA가 이전에 사용된 것만큼 효과적이고 안전할 것이라고 가정했습니다.문학에서.기존 원심분리기 장치1,3에 대해 보고되었습니다.CentREUSE 강화 이후에 투여된 TA의 실제 양을 정량화하는 추가 연구는 이 애플리케이션에서 우리 장치의 실제 유용성을 추가로 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.
우리가 아는 바로는 쉽게 구할 수 있는 폐기물로 쉽게 제작할 수 있는 장치인 CentREUSE는 치료 환경에서 사용할 수 있는 최초의 인력, 휴대용, 초저가 종이 원심분리기입니다.비교적 많은 양을 원심분리할 수 있다는 점 외에도 CentREUSE는 출시된 다른 저비용 원심분리기에 비해 특수 재료 및 구성 도구를 사용할 필요가 없습니다.빠르고 신뢰할 수 있는 TA 침전에서 CentREUSE의 입증된 효능은 자원이 제한된 환경에 있는 사람들의 장기적인 유리체강내 스테로이드 가용성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 다양한 안구 질환을 치료하는 데 도움이 될 수 있습니다.또한 당사의 휴대용 인력 원심분리기의 이점은 선진국의 대규모 3차 및 4차 의료 센터와 같이 자원이 풍부한 위치로 확장될 것으로 예상됩니다.이러한 조건에서 원심분리 장치의 가용성은 인체 체액, 동물 제품 및 기타 위험 물질로 주사기를 오염시킬 위험이 있는 임상 및 연구 실험실로 계속 제한될 수 있습니다.또한, 이러한 실험실은 환자를 진료하는 지점에서 멀리 떨어진 곳에 위치해 있는 경우가 많습니다.결과적으로 이는 원심분리에 대한 빠른 접근이 필요한 의료 서비스 제공자에게 물류상의 장애물이 될 수 있습니다.CentREUSE를 배포하면 환자 치료를 심각하게 방해하지 않고 단기간에 치료 개입을 준비할 수 있는 실용적인 방법이 될 수 있습니다.
따라서 모든 사람이 원심분리가 필요한 치료 개입을 더 쉽게 준비할 수 있도록 CentREUSE 생성을 위한 템플릿과 지침이 이 오픈 소스 간행물의 추가 정보 섹션에 포함되어 있습니다.우리는 독자들이 필요에 따라 CentREUSE를 재설계하도록 권장합니다.
이 연구 결과를 뒷받침하는 데이터는 합당한 요청이 있을 경우 해당 SM 작성자에게 제공됩니다.
Ober, MD 및 Valizhan, S. 원심분리 농도에서 유리체 내 트리암시놀론 아세톤의 작용 기간.레티나 33, 867-872(2013).
Bhamla, MS 및 기타.종이용 수동 초저가 원심분리기.국립생의과학.프로젝트.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM 및 Wasserman JA 트리암시놀론 아세토니드 유리체강내 현탁액의 원심분리 농축: 장기 스테로이드 투여에 대한 저렴하고 간단하며 실행 가능한 대안입니다.J. 비트레인.디스.5. 15~31(2021).
헉, 기다릴게요.대규모 임상 혈액 샘플을 분리하기 위한 저렴한 오픈 소스 원심분리기 어댑터입니다.플로스 원.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS 및 Whitesides GM 거품기는 원심분리기와 같습니다. 자원이 제한된 환경에서 인간 혈장을 전혈에서 분리합니다.실혐실.칩.8, 2032~2037(2008).
브라운, J. 외.자원이 제한된 환경에서 빈혈 진단을 위한 수동, 휴대용, 저비용 원심분리기입니다.예.J.트로프.약.수분.85, 327–332 (2011).
리우, K.-H.기다리다.스피너를 이용하여 플라즈마를 분리하였다.항문.화학적인.91, 1247~1253(2019).
Michael, I. et al.요로 감염의 즉각적인 진단을 위한 스피너.국립생의과학.프로젝트.4, 591-600(2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A. 및 Prakash, M. Handyfuge-LAMP: 타액 내 SARS-CoV-2의 등온 검출을 위한 저렴한 전해질 없는 원심분리.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH, and Choi, J. Mag-spinner: 차세대 편리하고 저렴하며 간편하고 휴대 가능한(FAST) 자기 분리 시스템입니다.Nano Advances 4, 792–800(2022).
미국 환경 보호국.지속 가능한 재료 관리 발전: 미국의 재료 생산 및 관리 추세를 평가하는 2018년 팩트 시트.(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. 및 Lanzetta, P. 망막 ​​질환의 유리체강내 치료를 위한 스테로이드.과학.저널 미르 2014, 1–14 (2014).
맥주, 애프터눈 티 등 단일 유리체강내 주사 후 트리암시놀론 아세토나이드의 안구 내 농도 및 약동학.안과학 110, 681-686(2003).
Audren, F.et al.당뇨병성 황반부종 환자의 중심 황반 두께에 대한 트리암시놀론 아세토나이드 효과의 약동학적-약력학적 모델.투자하다.안과학.보이는.과학.45, 3435-3441(2004).
Ober, MDet al.트리암시놀론 아세톤의 실제 복용량은 유리체 강내 주사의 일반적인 방법으로 측정되었습니다.예.J. Ophalmol.142, 597-600(2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS 및 Oh, JH 유리체강내 주사를 위한 농축 트리암시놀론 아세토나이드 방법.레티나 25, 1107-1108(2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE 주사를 위해 침전된 트리암시놀론의 정량 분석.레티나 27, 1255-1259(2007).
SM은 미국 매사추세츠주 보스턴에 위치한 매사추세츠 안과병원 무카이 재단에 기부금 일부를 지원받고 있습니다.
매사추세츠주 하버드 의과대학 안과학과, 눈과 귀, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, USA