Les seringues et les aiguilles creuses sont utilisées pour administrer des médicaments depuis plus d'un siècle. Cependant, la mise en œuvre précise de ces dispositifs dépend de l'opérateur, et il peut être difficile d'administrer des médicaments dans des régions délicates telles que l'espace suprachoroïdien à l'arrière de l'œil. Des chercheurs du Brigham and Women's Hospital ont mis au point un injecteur intelligent hautement sensible pour le ciblage des tissus (i2T2) qui détecte les changements de résistance afin d'administrer correctement et en toute sécurité les médicaments lors des tests précliniques. Leurs résultats sont publiés dans Nature Génie Biomédical .

« Cibler des tissus spécifiques à l'aide d'une aiguille conventionnelle peut être difficile et nécessite souvent une personne hautement qualifiée, " a déclaré l'auteur principal correspondant Jeff Karp, Doctorat., Professeur de médecine au Brigham. "Au cours du siècle dernier, il y a eu une innovation minimale à l'aiguille elle-même, et nous avons vu cela comme une opportunité de mieux se développer, appareils plus précis. Nous avons cherché à obtenir un meilleur ciblage des tissus tout en gardant la conception aussi simple que possible pour une utilisation facile. »

Un endroit difficile à cibler avec une aiguille standard est l'espace suprachoroïdien (SCS), qui est situé entre la sclérotique et la choroïde à l'arrière de l'œil. Le SCS est devenu un emplacement important pour l'administration de médicaments et est difficile à cibler car l'aiguille doit s'arrêter après la transition à travers la sclérotique, qui fait moins de 1 millimètre d'épaisseur (environ la moitié de l'épaisseur d'un quartier américain), pour éviter d'endommager la rétine. Les cibles tissulaires communes supplémentaires incluent l'espace péridural autour de la moelle épinière (utilisé pour l'anesthésie péridurale pour soulager la douleur pendant le travail), l'espace péritonéal dans l'abdomen, et le tissu sous-cutané entre la peau et les muscles.

Le dispositif i2T2 a été fabriqué à l'aide d'une aiguille hypodermique standard et de pièces provenant de seringues disponibles dans le commerce. Les tissus corporels ont des densités différentes, et l'injecteur intelligent exploite les différences de pression pour permettre le mouvement de l'aiguille dans un tissu cible. La force motrice, les forces maximales et la force de frottement de l'injecteur ont été testées à l'aide d'une machine d'essai universelle. Le retour de l'injecteur est instantané, ce qui permet un meilleur ciblage des tissus et un dépassement minimal (injection au-delà du tissu cible) dans un emplacement non souhaité.

L'i2T2 a été testé sur les tissus de trois modèles animaux pour examiner la précision de la livraison dans le suprachoroïdien, espaces périduraux et péritonéaux ainsi que sous-cutané. En utilisant à la fois des tissus extraits et un modèle animal, les chercheurs ont découvert que l'i2T2 empêchait les blessures par dépassement et administrait avec précision les médicaments à l'endroit souhaité sans aucune formation supplémentaire ni technique spécialisée.

Dans les modèles précliniques, les chercheurs ont signalé une couverture élevée d'agent de contraste dans la partie postérieure de l'œil, indiquant que la charge utile avait été injectée au bon endroit. Les chercheurs ont également montré que l'injecteur pouvait délivrer des cellules souches à l'arrière de l'œil qui pourraient être utiles pour les thérapies régénératives.

"Les cellules souches injectées dans le SCS ont survécu, indiquant que la force d'injection et le transit à travers le SCS étaient doux pour les cellules, " dit Kisuk Yang, co-auteur et stagiaire postdoctoral au laboratoire de Karp. "Cela devrait ouvrir la porte à des thérapies régénératives pour les patients souffrant d'affections oculaires et au-delà."

"Cet injecteur intelligent est une solution simple qui pourrait être rapidement proposée aux patients pour aider à augmenter la précision des tissus cibles et à réduire les blessures par dépassement. Nous avons complètement transformé les aiguilles avec une petite modification qui permet d'obtenir un meilleur ciblage des tissus, " a déclaré le premier auteur Girish Chitnis, Doctorat., un ancien stagiaire postdoctoral dans le laboratoire de Karp. "Il s'agit d'une technologie de plate-forme, donc les utilisations pourraient être très répandues.

"L'i2T2 aidera à faciliter les injections dans les endroits difficiles à cibler du corps, " a déclaré Miguel González-Andrades, MARYLAND, Doctorat., ophtalmologiste co-auteur du manuscrit et collaborateur du laboratoire de Karp. "La prochaine étape vers l'utilisation humaine est de démontrer l'utilité et la sécurité de la technologie dans des modèles de maladies précliniques pertinents."