Công nghệ in phun sẽ thay thế kim tiêm dưới da?

Đứa trẻ nào không sợ hãi và lo lắng trước viễn cảnh được tiêm phòng tại phòng khám của bác sĩ? Ngay cả đối với nhiều người lớn, trải nghiệm tiêm chích không hề dễ chịu. Sẽ thật tuyệt nếu cô y tá có thể từ bỏ cái ống tiêm đầy kim tiêm đó phải không?

Hoặc, hãy nghĩ rằng sẽ tiện lợi như thế nào cho những người phải quản lý lịch trình liều lượng phức tạp của thuốc thay thế nếu đeo một miếng dán thuốc chuyên dụng, có thể tự động kiểm soát việc phân phối các loại thuốc khác nhau trong ngày.

Những tình huống như thế này có thể sớm trở thành hiện thực, nhờ một thiết bị mới do Hewlett-Packard (HP) phát triển. Thiết bị này có thể được coi như một miếng dán ma túy được điều khiển bằng máy tính - tương tự như giao diện của miếng dán nicotine (mặc dù miếng dán này nặng hơn một chút). Miếng dán có thể tiêm một lượng thuốc chính xác vào cơ thể một cách dễ dàng. Bản vá một phần dựa trên công nghệ máy in phun hiện có của HP và một phần dựa trên công nghệ mới nổi liên quan đến microneedles . Hệ thống máy in phun kiểm soát dòng chảy của thuốc qua miếng dán và các ống microneedles, được làm từ các vật liệu như silicon, kim loại và polyme phân hủy sinh học, giúp truyền thuốc qua da [nguồn: Toon ].

Để hiểu về bản vá, trước tiên chúng ta hãy xem cách hoạt động của công nghệ microneedle. Các thiết bị microneedle thường bao gồm hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn kim siêu nhỏ, cách đều nhau thành một dãy hàng và cột có trật tự. (Hãy tưởng tượng một lớp móng tay , chỉ ở quy mô nhỏ hơn nhiều và ít đáng sợ hơn nhiều.) Mỗi ​​microneedle mỏng hơn đường kính của sợi tóc người và chiều dài chưa đến 0,1 mm - chỉ đủ dài để xuyên thủng lớp ngoài của bạn. làn da. Chỉ một microneedle chỉ có thể cung cấp một lượng nhỏ thuốc, nhưng toàn bộ dãy microneedle có thể phân phối một lượng đáng kể.

Vậy làm thế nào để mảng microneedle có thể tiêm thuốc mà không gây đau? Câu trả lời nằm ở độ dài của mỗi microneedle. Bởi vì mỗi microneedle rất ngắn, nó thâm nhập qua lớp ngoài cùng của da, được gọi là lớp sừng , nhưng không đến được các thụ thể đau của da (nằm sâu hơn một chút). Ngay cả khi các microneedles tiếp cận các cơ quan tiếp nhận cảm giác đau, khoảng cách và kích thước của các kim sẽ ngăn chúng kích hoạt tín hiệu đau. Kích thước của chúng cũng ít gây tổn thương mô hơn so với kim tiêm dưới da tiêu chuẩn.

Microneedles là một cách tuyệt vời để đưa thuốc vào cơ thể, nhưng điều này có liên quan gì đến công nghệ in phun? Hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu xem liệu máy in có thực hiện tiêm phòng cúm tiếp theo cho bạn hay không .

Phần in phun của miếng dán phân phối thuốc kiểm soát chính xác dòng chảy của thuốc qua các microneedles - theo cách tương tự như cách đầu máy in phun kiểm soát dòng chảy của mực qua các đầu phun của nó. Trong một máy in phun nhiệt, mỗi đầu phun có một bình chứa mực riêng và cũng chứa một bộ phận làm nóng điện trở. Khi một bộ vi xử lý gửi điện đến từng bộ phận làm nóng, mực xung quanh bộ phận này nhanh chóng nóng lên và nở ra, đẩy lượng mực đã định ra khỏi đầu phun. Trong miếng dán thuốc in phun, một quy trình tương tự được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của thuốc chính xác qua đầu của mỗi microneedle và đi vào cơ thể.

Và cũng giống như máy in màu có thể kiểm soát dòng chảy của nhiều màu mực, hệ thống phân phối thuốc bằng máy in phun có thể được chế tạo để lưu trữ và phân phối nhiều loại thuốc khác nhau cùng một lúc.

Có nhiều lợi thế khi sử dụng công nghệ in phun kiểm soát liều lượng. Ví dụ, điều quan trọng là phải phân phối thuốc với số lượng chính xác. Hệ thống máy in phun được điều khiển bằng bộ vi xử lý không chỉ có thể cung cấp liều lượng chính xác; nó có thể tự động kiểm soát một lịch trình liều lượng phức tạp của nhiều loại thuốc. Khả năng này có thể đặc biệt có giá trị đối với trẻ em hoặc bệnh nhân cao tuổi, những người có thể gặp khó khăn trong việc theo dõi nhiều loại thuốc theo lịch trình của họ. Có một loạt các tác vụ hữu ích khác mà thiết bị cũng có thể thực hiện. Ví dụ: bộ vi xử lý có thể được lập trình để phân phối thuốc theo các dấu hiệu quan trọng của bệnh nhân, như huyết áp hoặc nhiệt độ cơ thể [nguồn: Kanellos ].

Mặc dù hệ thống phân phối thuốc bằng máy in phun là một công nghệ đột phá và đã cho kết quả thử nghiệm đầy hứa hẹn, nhưng nó vẫn còn một chặng đường dài trước khi có thể được sử dụng thương mại. Cũng giống như tất cả các thiết bị y tế, nó phải được chứng minh là an toàn và hiệu quả bằng một loạt các thử nghiệm do Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm giám sát. Một yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến việc sử dụng thiết bị là giá thành của nó. Các thành phần điện tử và kích thước siêu nhỏ của hệ thống máy in phun có thể sẽ đắt tiền để sản xuất, mặc dù chi phí sẽ giảm dần theo thời gian.

Vậy liệu công nghệ phun xăm có thay thế được kim tiêm dưới da không? Tương lai vẫn chưa rõ ràng, nhưng có vẻ như câu trả lời có thể là có đối với một số ứng dụng. Ví dụ, trong các tình huống mà liều lượng tự động hoặc chính xác là quan trọng, như insulin cho bệnh nhân tiểu đường, giá bổ sung của công nghệ in phun có thể chấp nhận được. Trong các tình huống khác, hệ thống mảng microneedle không có bộ điều khiển máy in phun có thể là một giải pháp thay thế ít tốn kém hơn cho các ống tiêm thông thường.

Dù bằng cách nào, có vẻ như triều đại khủng bố của kim tiêm dưới da sắp bị thách thức một cách lớn bởi sự cạnh tranh ở quy mô siêu nhỏ.

Tiến sĩ Mark Prausnitz, giáo sư tại Viện Công nghệ Georgia và là chuyên gia về microneedle làm việc tại Phòng thí nghiệm phân phối thuốc của Georgia Tech, đã phát triển microneedle dùng một lần được làm từ một loại polymer có thể hòa tan. Sau khi được ép vào da, các microneedles rắn phân phối thuốc được nhúng khi chúng hòa tan vào cơ thể một cách vô hại. Thiết kế này giúp cho việc tái sử dụng kim không thể xảy ra và loại bỏ một số chất thải y tế nguy hại.

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn

Nguồn