Die neue IV-Nadel, die bei Raumtemperatur wie eine herkömmliche Nadel starr ist, wird beim Einführen weich und erreicht Körpertemperatur.
Bioingenieuren in Südkorea ist es gelungen, eine intravenöse Nadel (IV) zu entwickeln, die sich beim Eindringen in den menschlichen Körper biegen und biegen kann.
Die erweichende IV-Nadel ist bei Raumtemperatur steif, ähnlich der Steifigkeit eines herkömmlichen IV-Kunststoffkatheters ähnlicher Größe.
Sobald es in das Gewebe eingeführt wird, wird es innerhalb von 60 Sekunden weich und reagiert auf die Körpertemperatur.
Die intravenöse Injektion ist eine häufig verwendete Methode zur direkten Injektion von Medikamenten in Blutgefäße, die eine schnelle Wirkung des Medikaments und eine kontinuierliche Medikamentenverabreichung ermöglicht.
Herkömmliche IV-Nadeln bestehen jedoch aus harten Materialien wie Metall oder Kunststoff, die zu Schäden und Entzündungen des Weichgewebes rund um die Injektionsstelle führen können.
Experten zufolge versagen auch herkömmliche Infusionsnadeln häufig, bevor die Infusionen das Ende ihrer vorgesehenen Lebensdauer erreichen, was vor allem auf die Bewegung der starren Infusion in der dünnwandigen Vene zurückzuführen ist.
„Im Handel erhältliche periphere intravenöse Zugangsgeräte bestehen aus Edelstahl oder starrem Kunststoff, der nicht mit der Weichheit biologischer Gewebe mithalten kann“, sagt Karen-Christian Agno, Doktorandin an der School of Electrical Engineering des Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST), sagte Euronews Next.
„Diese Nichtübereinstimmung kann zu Problemen führen, die sowohl den Patienten betreffen, der die IV-Injektion erhält, als auch die Krankenschwester, die das IV-Medikament verabreicht. Die weichmachende IV-Nadel soll die aktuellen Einschränkungen der kommerziellen starren IV-Zugangsgeräte überwinden.“
Reduzierung des Risikos einer Gewebeschädigung
Forscher am KAIST glauben, dass die weichmachende Wirkung der Nadel möglicherweise das Risiko einer Venenschädigung eines Patienten unter intravenöser Behandlung verringern kann.
Da die Nadel eine gewebeähnliche Weichheit aufweist und frei verformbar ist, würde sie den Patienten mehr Bewegungsfreiheit und Komfort bieten.
Die Erweichungsnadel hat potenzielle Vorteile nicht nur für Patienten, sondern auch für das Gesundheitspersonal.
Beschäftigte im Gesundheitswesen sind häufig einem höheren Risiko ausgesetzt, sich mit Infektionen wie Hepatitis B und C sowie HIV zu infizieren, insbesondere nach der Verwendung von Infusionsnadeln aufgrund des direkten Kontakts mit Blut.
„Diese Bedenken können auf die Starrheit der Struktur der kommerziellen IV-Zugangsgeräte zurückgeführt werden, die durch die weichmachende IV-Nadel überwunden werden soll“, sagte Agno.
Es besteht aus dem flüssigen Metall Gallium, das eine niedrige Schmelztemperatur unterhalb der normalen Körpertemperatur und eine gute Biokompatibilität aufweist, wodurch die Nadel weich wird und sich an die Form von Gefäßen anpasst.
„Der Nadelrahmen auf Galliumbasis kann im Spritzgussverfahren oder durch die Verwendung wiederverwendbarer Formen hergestellt werden. Die derzeitige Herstellung erfordert im Vergleich zur Herstellung herkömmlicher medizinischer Nadeln keine große Ausrüstung oder Einrichtung“, sagte Agno.
„Weitverbreitetes“ Problem: Unethische Wiederverwendung von IV-Nadeln
Im Jahr 2008 schätzte die Weltgesundheitsorganisation (WHO), dass 40 Prozent der jährlich weltweit verabreichten 16 Milliarden Injektionen mit wiederverwendeten Spritzen und Nadeln ohne Sterilisation verabreicht wurden.
Dies führte jährlich zu 1,3 Millionen Todesfällen und fast 26 Millionen verlorenen Lebensjahren, hauptsächlich aufgrund der Übertragung von Hepatitis B und C oder HIV.
Die Forscher hinter der Studie hoffen, dass die weichmachende Nadel die unethische Wiederverwendung von IV-Nadeln verhindern kann.
Nach dem Gebrauch bleibt die Nadel weich und nicht wiederverwendbar.
„Das bedeutet, dass die Nadel nicht für eine weitere Injektion wiederverwendet werden kann. Dadurch können Nadelstichverletzungen und die Wiederverwendung von Nadeln verhindert werden“, sagte Agno.
Die Nadel verfügt im Inneren über einen ultradünnen Temperatursensor, der dabei hilft, die Körpertemperatur zu überwachen, da Änderungen der Körpertemperatur auftreten können und genau überwacht werden sollten, wenn ein Patient ein intravenöses Medikament erhält.
Es kann auch ein unbeabsichtigtes Austreten von infundierter Flüssigkeit in die subkutanen Schichten aufgrund einer falsch platzierten Nadel erkennen.
Die Erweichungsnadel wurde bisher an Venenphantomen (Geräten, die wissenschaftlich so gestaltet sind, dass sie menschlichem Gewebe ähneln), Ex-vivo-Schweinegewebe und Mäusen getestet. Dadurch leistet die Nadel bei der Flüssigkeitsabgabe eine ähnliche Leistung und kann im Vergleich zu kommerziellen Geräten sogar weniger Entzündungen verursachen, so die Forscher.
„Ich persönlich hoffe, dass dieses Gerät später für die klinische Anwendung umgesetzt werden kann … Zukünftige Forschungsarbeiten müssen eine weitere Verbesserung der Kapselung und Verpackung der Nadel umfassen, um das Risiko eines Galliumaustritts zu verringern“, sagte Agno.
„Darüber hinaus sind zusätzliche systematische Biokompatibilitätsstudien erforderlich, um beispielsweise den Toxizitätsgrad des Geräts zu ermitteln, um die langfristige Sicherheit der Nadel in der Vene in Bezug auf einen möglichen Galliumaustritt zu überprüfen“, fügte sie hinzu.
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