Terima kasih telah mengunjungi Nature.com.Anda menggunakan versi browser dengan dukungan CSS terbatas.Untuk pengalaman terbaik, kami menyarankan Anda menggunakan browser yang diperbarui (atau menonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer).Selain itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami menampilkan situs tanpa gaya dan JavaScript.
Slider menampilkan tiga artikel per slide.Gunakan tombol kembali dan berikutnya untuk menelusuri slide, atau tombol pengontrol slide di akhir untuk menelusuri setiap slide.
Sentrifugasi medis yang andal secara historis memerlukan penggunaan peralatan komersial yang mahal, besar, dan bergantung pada listrik, yang seringkali tidak tersedia di rangkaian terbatas sumber daya.Meskipun beberapa sentrifugal portabel, murah, dan tidak bermotor telah dijelaskan, solusi ini terutama ditujukan untuk aplikasi diagnostik yang memerlukan volume sedimentasi yang relatif kecil.Selain itu, desain perangkat ini sering kali memerlukan penggunaan bahan dan peralatan khusus yang biasanya tidak tersedia di wilayah yang kurang terlayani.Di sini kami menjelaskan desain, perakitan, dan validasi eksperimental CentREUSE, mesin sentrifugal berbasis limbah portabel yang dioperasikan manusia dan berbiaya sangat rendah untuk aplikasi terapeutik.CentREUSE menunjukkan gaya sentrifugal rata-rata 10,5 gaya sentrifugal relatif (RCF) ± 1,3.Pengendapan suspensi vitreous triamcinolone 1,0 ml setelah 3 menit sentrifugasi di CentREUSE sebanding dengan pengendapan setelah 12 jam sedimentasi yang dimediasi gravitasi (0,41 ml ± 0,04 vs 0,38 ml ± 0,03, p = 0,14).Penebalan sedimen setelah sentrifugasi CentREUSE selama 5 dan 10 menit dibandingkan dengan yang diamati setelah sentrifugasi pada 10 RCF (0,31 ml ± 0,02 vs. 0,32 ml ± 0,03, p = 0,20) dan 50 RCF (0,20 ml) selama 5 menit menggunakan peralatan komersial Serupa ± 0,02 vs 0,19 ml ± 0,01, p = 0,15).Templat dan instruksi pembuatan untuk CentREUSE disertakan dalam postingan sumber terbuka ini.
Sentrifugasi merupakan langkah penting dalam banyak tes diagnostik dan intervensi terapeutik1,2,3,4.Namun, untuk mencapai sentrifugasi yang memadai secara historis memerlukan penggunaan peralatan komersial yang mahal, besar, dan bergantung pada listrik, yang seringkali tidak tersedia di rangkaian terbatas sumber daya2,4.Pada tahun 2017, kelompok Prakash memperkenalkan mesin sentrifugal manual kecil berbasis kertas (disebut “paper puffer”) yang terbuat dari bahan prefabrikasi dengan biaya $0,20 ($)2.Sejak itu, paper fugue telah digunakan di rangkaian terbatas sumber daya untuk aplikasi diagnostik bervolume rendah (misalnya pemisahan komponen darah berdasarkan kepadatan dalam tabung kapiler untuk mendeteksi parasit malaria), sehingga menunjukkan instrumen portabel bertenaga manusia yang sangat murah.sentrifugal 2 .Sejak itu, beberapa perangkat sentrifugasi non-motor yang ringkas, murah, dan tidak bermotor telah dijelaskan4,5,6,7,8,9,10.Namun, sebagian besar larutan ini, seperti asap kertas, dimaksudkan untuk tujuan diagnostik yang memerlukan volume sedimentasi yang relatif kecil dan oleh karena itu tidak dapat digunakan untuk melakukan sentrifugasi sampel yang besar.Selain itu, perakitan solusi ini seringkali memerlukan penggunaan bahan dan alat khusus yang seringkali tidak tersedia di daerah yang kurang terlayani4,5,6,7,8,9,10.
Di sini kami menjelaskan desain, perakitan, dan validasi eksperimental centrifuge (disebut CentREUSE) yang dibuat dari limbah kertas fugue konvensional untuk aplikasi terapeutik yang biasanya memerlukan volume sedimentasi tinggi.Kasus 1, 3 Sebagai bukti konsep, kami menguji perangkat dengan intervensi oftalmik nyata: pengendapan suspensi triamsinolon dalam aseton (TA) untuk injeksi selanjutnya obat bolus ke dalam badan vitreous mata.Meskipun sentrifugasi untuk konsentrasi TA merupakan intervensi berbiaya rendah yang diakui untuk pengobatan jangka panjang berbagai kondisi mata, kebutuhan akan sentrifugal yang tersedia secara komersial selama formulasi obat merupakan hambatan utama dalam penggunaan terapi ini di rangkaian terbatas sumber daya1,2, 3.dibandingkan dengan hasil yang diperoleh dengan sentrifugal komersial konvensional.Templat dan instruksi untuk membangun CentREUSE disertakan dalam postingan sumber terbuka ini di bagian “Informasi Lebih Lanjut”.
CentREUSE dapat dibangun hampir seluruhnya dari barang bekas.Kedua salinan templat setengah lingkaran (Gambar Tambahan S1) dicetak pada kertas surat karbon standar AS (215,9 mm × 279,4 mm).Dua templat setengah lingkaran yang terlampir mendefinisikan tiga fitur desain utama perangkat CentREUSE, termasuk (1) tepi luar cakram berputar 247 mm, (2) dirancang untuk mengakomodasi jarum suntik 1,0 ml (dengan tutup dan pendorong yang diamputasi).alur pada betis) dan (3) dua tanda yang menunjukkan di mana harus membuat lubang agar tali dapat melewati piringan.
Tempelkan (misalnya dengan perekat atau selotip serbaguna) templat ke papan bergelombang (ukuran minimum: 247 mm × 247 mm) (Gambar Tambahan S2a).Papan bergelombang standar “A” (tebal 4,8 mm) digunakan dalam penelitian ini, namun papan bergelombang dengan ketebalan serupa dapat digunakan, seperti papan bergelombang dari kotak pengiriman bekas.Dengan menggunakan alat tajam (seperti pisau atau gunting), potong karton di sepanjang tepi cakram luar yang digariskan pada templat (Gambar Tambahan S2b).Kemudian, dengan menggunakan alat yang sempit dan tajam (seperti ujung pulpen), buat dua lubang dengan ketebalan penuh dengan radius 8,5 mm sesuai dengan tanda yang dijiplak pada templat (Gambar Tambahan S2c).Dua slot untuk jarum suntik 1,0 ml kemudian dipotong dari templat dan lapisan permukaan karton di bawahnya menggunakan alat runcing seperti silet;harus berhati-hati agar tidak merusak lapisan bergelombang di bawahnya atau lapisan permukaan yang tersisa (Gambar Tambahan S2d, e).Kemudian, masukkan seutas tali (misalnya tali katun masak 3 mm atau benang apa pun dengan ketebalan dan elastisitas serupa) melalui kedua lubang dan ikat satu lingkaran di setiap sisi cakram dengan panjang sekitar 30 cm (Gambar Tambahan S2f).
Isi dua jarum suntik 1,0 ml dengan volume yang kira-kira sama (misalnya 1,0 ml suspensi TA) dan tutup.Batang pendorong jarum suntik kemudian dipotong setinggi flensa laras (Gambar Tambahan S2g, h).Flensa silinder kemudian ditutup dengan lapisan pita untuk mencegah keluarnya piston terpotong selama penggunaan peralatan.Setiap jarum suntik 1,0 ml kemudian ditempatkan di dalam lubang jarum suntik dengan tutupnya menghadap ke tengah cakram (Gambar Tambahan S2i).Setiap jarum suntik kemudian ditempelkan setidaknya pada disk dengan pita perekat (Gambar Tambahan S2j).Terakhir, selesaikan perakitan centrifuge dengan menempatkan dua pena (seperti pensil atau alat berbentuk tongkat kokoh serupa) di setiap ujung tali di dalam lingkaran (Gambar 1).
Petunjuk penggunaan CentREUSE serupa dengan petunjuk penggunaan mainan pemintalan tradisional.Rotasi dimulai dengan memegang pegangan di masing-masing tangan.Sedikit kendur pada senar menyebabkan piringan bergoyang maju atau mundur, menyebabkan piringan berputar maju atau mundur.Hal ini dilakukan beberapa kali secara perlahan dan terkendali agar senarnya menggulung.Lalu hentikan gerakannya.Saat senar mulai terlepas, pegangannya ditarik dengan kuat hingga senarnya kencang, menyebabkan piringan berputar.Segera setelah tali benar-benar terlepas dan mulai diputar mundur, pegangannya harus dikendurkan secara perlahan.Saat tali mulai terlepas lagi, lakukan rangkaian gerakan yang sama untuk menjaga perangkat tetap berputar (video S1).
Untuk aplikasi yang memerlukan sedimentasi suspensi dengan sentrifugasi, perangkat terus diputar hingga granulasi yang memuaskan tercapai (Gambar Tambahan S3a,b).Partikel kompleks akan terbentuk di ujung pendorong tabung semprit dan supernatan akan terkonsentrasi di ujung semprit.Supernatan kemudian dikeringkan dengan melepas selotip yang menutupi flensa laras dan memasukkan pendorong kedua untuk secara perlahan mendorong pendorong asli ke arah ujung jarum suntik, berhenti ketika mencapai sedimen majemuk (Gambar Tambahan S3c,d).
Untuk menentukan kecepatan putaran, perangkat CentREUSE yang dilengkapi dengan dua buah jarum suntik 1,0 ml berisi air, direkam dengan kamera video berkecepatan tinggi (240 frame per detik) selama 1 menit setelah mencapai kondisi osilasi yang stabil.Penanda di dekat tepi disk yang berputar dilacak secara manual menggunakan analisis rekaman frame-by-frame untuk menentukan jumlah putaran per menit (rpm) (Gambar 2a-d).Ulangi n = 10 percobaan.Gaya sentrifugal relatif (RCF) pada titik tengah tabung suntik kemudian dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
Kuantifikasi kecepatan rotasi dengan CentREUSE.(A–D) Gambar representatif berurutan yang menunjukkan waktu (menit: detik. milidetik) untuk menyelesaikan rotasi perangkat.Panah menunjukkan penanda jejak.(E) Kuantifikasi RPM menggunakan CentREUSE.Garis-garis tersebut mewakili mean (merah) ± standar deviasi (hitam).Skor tersebut mewakili uji coba individu selama 1 menit (n = 10).
Jarum suntik 1,0 ml yang mengandung suspensi TA untuk injeksi (40 mg/ml, Amneal Pharmaceuticals, Bridgewater, NJ, USA) disentrifugasi selama 3, 5 dan 10 menit menggunakan CentREUSE.Sedimentasi menggunakan teknik ini dibandingkan dengan yang dicapai setelah sentrifugasi pada 10, 20, dan 50 RCF menggunakan rotor A-4-62 selama 5 menit pada centrifuge benchtop Eppendorf 5810R (Hamburg, Jerman).Jumlah curah hujan juga dibandingkan dengan jumlah curah hujan yang diperoleh dengan menggunakan curah hujan yang bergantung pada gravitasi pada berbagai titik waktu dari 0 hingga 720 menit.Sebanyak n = 9 pengulangan independen dilakukan untuk setiap prosedur.
Semua analisis statistik dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Prism 9.0 (GraphPad, San Diego, USA).Nilai disajikan sebagai mean ± standar deviasi (SD) kecuali dinyatakan lain.Rata-rata kelompok dibandingkan dengan menggunakan uji t terkoreksi Welch dua sisi.Alfa didefinisikan sebagai 0,05.Untuk penurunan permukaan tanah yang bergantung pada gravitasi, model peluruhan eksponensial fase tunggal dipasang menggunakan regresi kuadrat terkecil, dengan memperlakukan nilai y berulang untuk nilai x tertentu sebagai satu titik.
dimana x adalah waktu dalam menit.y – volume sedimen.y0 adalah nilai y ketika x sama dengan nol.Dataran tinggi adalah nilai y untuk menit tak terhingga.K adalah konstanta laju, dinyatakan sebagai kebalikan dari menit.
Perangkat CentREUSE mendemonstrasikan osilasi non-linier yang andal dan terkontrol menggunakan dua jarum suntik standar 1,0 ml yang masing-masing diisi dengan 1,0 ml air (video S1).Dalam n = 10 percobaan (masing-masing 1 menit), CentREUSE memiliki kecepatan putaran rata-rata 359,4 rpm ± 21,63 (kisaran = 337-398), menghasilkan gaya sentrifugal rata-rata yang dihitung sebesar 10,5 RCF ± 1,3 (kisaran = 9,2–12,8 ).(Gambar 2a-e).
Beberapa metode pelet suspensi TA dalam jarum suntik 1,0 ml dievaluasi dan dibandingkan dengan sentrifugasi CentREUSE.Setelah 12 jam pengendapan yang bergantung pada gravitasi, volume sedimen mencapai 0,38 ml ± 0,03 (Gambar Tambahan. S4a,b).Deposisi TA yang bergantung pada gravitasi konsisten dengan model peluruhan eksponensial fase tunggal (dikoreksi dengan R2 = 0,8582), menghasilkan perkiraan dataran tinggi sebesar 0,3804 mL (interval kepercayaan 95%: 0,3578 hingga 0,4025) (Gambar Tambahan S4c).CentREUSE menghasilkan volume sedimen rata-rata 0,41 ml ± 0,04 pada 3 menit, yang serupa dengan nilai rata-rata 0,38 ml ± 0,03 yang diamati untuk sedimentasi yang bergantung pada gravitasi pada 12 jam (p = 0,14) (Gbr. 3a, d, h) .CentREUSE memberikan volume yang jauh lebih kompak yaitu 0,31 ml ± 0,02 pada 5 menit dibandingkan dengan rata-rata 0,38 ml ± 0,03 yang diamati untuk sedimentasi berbasis gravitasi pada 12 jam (p = 0,0001) (Gbr. 3b, d, h).
Perbandingan kepadatan pelet TA yang dicapai dengan sentrifugasi CentREUSE dengan pengendapan gravitasi versus sentrifugasi industri standar (A – C).Gambar representatif dari suspensi TA yang diendapkan dalam jarum suntik 1,0 ml setelah 3 menit (A), 5 menit (B), dan 10 menit (C) penggunaan CentREUSE.(D) Gambar representatif dari TA yang diendapkan setelah 12 jam pengendapan gravitasi.(EG) Gambar representatif dari TA yang diendapkan setelah sentrifugasi komersial standar pada 10 RCF (E), 20 RCF (F), dan 50 RCF (G) selama 5 menit.(H) Volume sedimen dihitung menggunakan CentREUSE (3, 5, dan 10 menit), sedimentasi yang dimediasi gravitasi (12 jam), dan sentrifugasi industri standar pada 5 menit (10, 20, dan 50 RCF).Garis-garis tersebut mewakili mean (merah) ± standar deviasi (hitam).Titik-titik tersebut mewakili pengulangan independen (n = 9 untuk setiap kondisi).
CentREUSE menghasilkan volume rata-rata 0,31 ml ± 0,02 setelah 5 menit, serupa dengan rata-rata 0,32 ml ± 0,03 yang diamati dalam centrifuge komersial standar pada 10 RCF selama 5 menit (p = 0,20), dan sedikit lebih rendah dari volume rata-rata diperoleh dengan 20 RCF diamati pada 0,28 ml ± 0,03 selama 5 menit (p = 0,03) (Gambar 3b, e, f, h).CentREUSE menghasilkan volume rata-rata 0,20 ml ± 0,02 pada 10 menit, yang sama kompaknya (p = 0,15) dibandingkan dengan volume rata-rata 0,19 ml ± 0,01 pada 5 menit yang diamati dengan centrifuge komersial pada 50 RCF (Gbr. 3c, g, jam)..
Di sini kami menjelaskan desain, perakitan, dan verifikasi eksperimental dari centrifuge berbasis kertas yang sangat murah, portabel, dioperasikan manusia, yang terbuat dari limbah terapi konvensional.Desainnya sebagian besar didasarkan pada centrifuge berbasis kertas (disebut sebagai “paper fugue”) yang diperkenalkan oleh kelompok Prakash pada tahun 2017 untuk aplikasi diagnostik.Mengingat bahwa sentrifugasi secara historis memerlukan penggunaan peralatan komersial yang mahal, besar, dan bergantung pada listrik, sentrifugasi Prakash memberikan solusi elegan terhadap masalah tidak amannya akses terhadap sentrifugasi di rangkaian terbatas sumber daya2,4.Sejak itu, paperfuge telah menunjukkan kegunaan praktis dalam beberapa aplikasi diagnostik bervolume rendah, seperti fraksinasi darah berbasis kepadatan untuk deteksi malaria.Namun, sejauh pengetahuan kami, perangkat sentrifugasi berbahan dasar kertas yang sangat murah belum digunakan untuk tujuan terapeutik, kondisi yang biasanya memerlukan sedimentasi dengan volume lebih besar.
Dengan mengingat hal ini, tujuan CentREUSE adalah untuk memperluas penggunaan sentrifugasi kertas dalam intervensi terapeutik.Hal ini dicapai dengan melakukan beberapa modifikasi pada desain pengungkapan Prakash.Khususnya, untuk menambah panjang dua jarum suntik standar 1,0 ml, CentREUSE berisi disk yang lebih besar (radius = 123,5 mm) dibandingkan pemeras kertas Prakash terbesar yang diuji (radius = 85 mm).Selain itu, untuk menopang berat ekstra jarum suntik 1,0 ml berisi cairan, CentREUSE menggunakan karton bergelombang sebagai pengganti karton.Bersama-sama, modifikasi ini memungkinkan sentrifugasi volume yang lebih besar dibandingkan yang diuji pada pembersih kertas Prakash (yaitu dua jarum suntik 1,0 ml dengan kapiler) sambil tetap mengandalkan komponen serupa: bahan berbasis filamen dan kertas.Khususnya, beberapa sentrifugal bertenaga manusia yang murah telah dijelaskan untuk tujuan diagnostik4,5,6,7,8,9,10.Ini termasuk pemintal, pengocok salad, pengocok telur, dan obor tangan untuk memutar perangkat5, 6, 7, 8, 9. Namun, sebagian besar perangkat ini tidak dirancang untuk menangani volume hingga 1,0 ml dan terdiri dari bahan yang seringkali lebih mahal. dan tidak dapat diakses dibandingkan yang digunakan dalam sentrifugal kertas2,4,5,6,7,8,9,10..Faktanya, bahan kertas bekas banyak ditemukan dimana-mana;misalnya, di Amerika Serikat, kertas dan kertas karton menyumbang lebih dari 20% limbah padat perkotaan, sehingga menyediakan sumber yang berlimpah, murah, atau bahkan gratis untuk membuat sentrifugal kertas.misalnya CentREUSE11.Selain itu, dibandingkan dengan beberapa solusi berbiaya rendah lainnya yang diterbitkan, CentREUSE tidak memerlukan perangkat keras khusus (seperti perangkat keras dan perangkat lunak pencetakan 3D, perangkat keras dan perangkat lunak pemotongan laser, dll.) untuk membuatnya, sehingga menjadikan perangkat keras lebih intensif sumber dayanya..Orang-orang ini berada di lingkungan 4, 8, 9, 10.
Sebagai bukti kegunaan praktis centrifuge kertas kami untuk tujuan terapeutik, kami mendemonstrasikan pengendapan suspensi triamcinolone dalam aseton (TA) yang cepat dan andal untuk injeksi vitreous bolus—sebuah intervensi berbiaya rendah untuk pengobatan jangka panjang berbagai penyakit mata1 ,3.Hasil pengendapan setelah 3 menit dengan CentREUSE sebanding dengan hasil setelah 12 jam pengendapan yang dimediasi gravitasi.Selain itu, hasil CentREUSE setelah sentrifugasi selama 5 dan 10 menit melebihi hasil yang diperoleh secara gravitasi dan serupa dengan hasil yang diamati setelah sentrifugasi industri pada 10 dan 50 RCF selama 5 menit.Khususnya, berdasarkan pengalaman kami, CentREUSE menghasilkan antarmuka sedimen-supernatan yang lebih tajam dan halus dibandingkan metode lain yang diuji;hal ini diinginkan karena memungkinkan penilaian yang lebih akurat terhadap dosis obat yang diberikan, dan lebih mudah untuk menghilangkan supernatan dengan kehilangan volume partikel yang minimal.
Pilihan aplikasi ini sebagai bukti konsep didorong oleh kebutuhan berkelanjutan untuk meningkatkan akses terhadap steroid intravitreal jangka panjang di rangkaian terbatas sumber daya.Steroid intravitreal banyak digunakan untuk mengobati berbagai kondisi mata, termasuk edema makula diabetik, degenerasi makula terkait usia, oklusi pembuluh darah retina, uveitis, retinopati radiasi, dan edema makula kistik3,12.Dari steroid yang tersedia untuk pemberian intravitreal, TA tetap menjadi yang paling umum digunakan di seluruh dunia12.Meskipun tersedia sediaan tanpa bahan pengawet TA (PF-TA) (misalnya, Triesence [40 mg/mL, Alcon, Fort Worth, USA]), sediaan dengan bahan pengawet benzil alkohol (misalnya, Kenalog-40 [40 mg/mL, Bristol- Myers Squibb, New York, AS]) tetap menjadi yang paling populer3,12.Perlu dicatat bahwa kelompok obat yang terakhir disetujui oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA) hanya untuk penggunaan intramuskular dan intraartikular, sehingga pemberian intraokular dianggap tidak terdaftar 3, 12 .Meskipun dosis injeksi TA intravitreal bervariasi menurut indikasi dan teknik, dosis yang paling sering dilaporkan adalah 4,0 mg (yaitu volume injeksi 0,1 ml dari larutan 40 mg/ml), yang biasanya memberikan durasi pengobatan sekitar 3 bulan. Efek 1 , 12, 13, 14, 15.
Untuk memperpanjang kerja steroid intravitreal pada penyakit mata kronis, parah atau berulang, beberapa perangkat steroid implan atau suntik jangka panjang telah diperkenalkan, termasuk deksametason 0,7 mg (Ozurdex, Allergan, Dublin, Irlandia), Relax fluoride acetonide 0,59 mg (Retisert , Bausch and Lomb, Laval, Kanada) dan fluocinolone acetonide 0,19 mg (Iluvien, Alimera Sciences, Alpharetta, Georgia, USA)3,12.Namun, perangkat ini memiliki beberapa potensi kelemahan.Di Amerika Serikat, setiap perangkat hanya disetujui untuk beberapa indikasi, sehingga membatasi cakupan asuransi.Selain itu, beberapa perangkat memerlukan implantasi bedah dan dapat menyebabkan komplikasi unik seperti migrasi perangkat ke bilik mata depan3,12.Selain itu, perangkat ini cenderung kurang tersedia dan jauh lebih mahal dibandingkan TA3,12;dengan harga AS saat ini, Kenalog-40 berharga sekitar $20 per 1,0 ml suspensi, sedangkan eksplan Ozurdex, Retisert, dan Iluvien.Biaya masuknya sekitar $1400., $20.000 dan $9.200 masing-masing.Secara keseluruhan, faktor-faktor ini membatasi akses terhadap perangkat-perangkat tersebut bagi orang-orang yang berada di rangkaian terbatas sumber daya.
Upaya telah dilakukan untuk memperpanjang efek TA1,3,16,17 intravitreal karena biayanya yang lebih rendah, penggantian biaya yang lebih besar, dan ketersediaan yang lebih besar.Mengingat kelarutannya yang rendah dalam air, TA tetap terlihat sebagai depot, memungkinkan difusi obat secara bertahap dan relatif konstan, sehingga efeknya diharapkan bertahan lebih lama dengan depot yang lebih besar1,3.Untuk tujuan ini, beberapa metode telah dikembangkan untuk mengkonsentrasikan suspensi TA sebelum disuntikkan ke dalam vitreous.Meskipun metode berdasarkan pengendapan pasif (yang bergantung pada gravitasi) atau mikrofiltrasi telah dijelaskan, metode ini relatif memakan waktu dan memberikan hasil yang bervariasi15,16,17.Sebaliknya, penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa TA dapat dikonsentrasikan dengan cepat dan andal (dan dengan demikian tindakannya berkepanjangan) dengan presipitasi yang dibantu sentrifugasi1,3.Kesimpulannya, kenyamanan, biaya rendah, durasi, dan kemanjuran TA yang terkonsentrasi secara sentrifugal menjadikan intervensi ini pilihan yang menarik bagi pasien di rangkaian terbatas sumber daya.Namun, kurangnya akses terhadap sentrifugasi yang dapat diandalkan dapat menjadi hambatan utama dalam melaksanakan intervensi ini;Dengan mengatasi masalah ini, CentREUSE dapat membantu meningkatkan ketersediaan terapi steroid jangka panjang untuk pasien di rangkaian terbatas sumber daya.
Ada beberapa keterbatasan dalam penelitian kami, termasuk yang terkait dengan fungsionalitas asli peralatan CentREUSE.Perangkat ini merupakan osilator non-linier dan non-konservatif yang bergantung pada masukan manusia dan oleh karena itu tidak dapat memberikan laju rotasi yang akurat dan konstan selama penggunaan;kecepatan putaran bergantung pada beberapa variabel, seperti pengaruh pengguna terhadap tingkat kepemilikan perangkat, bahan spesifik yang digunakan dalam perakitan peralatan, dan kualitas sambungan yang dipintal.Berbeda dengan peralatan komersial yang kecepatan putarannya dapat diterapkan secara konsisten dan akurat.Selain itu, kecepatan yang dicapai oleh CentREUSE dapat dianggap relatif sederhana dibandingkan dengan kecepatan yang dicapai oleh perangkat centrifuge lainnya2.Untungnya, kecepatan (dan gaya sentrifugal terkait) yang dihasilkan oleh perangkat kami cukup untuk menguji konsep yang dirinci dalam penelitian kami (yaitu deposisi TA).Kecepatan putaran dapat ditingkatkan dengan meringankan massa disk pusat 2;hal ini dapat dicapai dengan menggunakan bahan yang lebih ringan (seperti karton yang lebih tipis) jika bahan tersebut cukup kuat untuk menampung dua alat suntik berisi cairan.Dalam kasus kami, keputusan untuk menggunakan karton berlubang “A” standar (tebal 4,8 mm) merupakan keputusan yang disengaja, karena bahan ini sering ditemukan dalam kotak pengiriman dan oleh karena itu mudah ditemukan sebagai bahan yang dapat didaur ulang.Kecepatan putaran juga dapat ditingkatkan dengan mengurangi radius disk pusat 2 .Namun radius platform kami sengaja dibuat relatif besar untuk menampung jarum suntik 1,0 ml.Jika pengguna tertarik untuk melakukan sentrifugasi pada wadah yang lebih pendek, radiusnya dapat dikurangi—sebuah perubahan yang diperkirakan akan menghasilkan kecepatan rotasi yang lebih tinggi (dan kemungkinan gaya sentrifugal yang lebih tinggi).
Selain itu, kami belum mengevaluasi secara cermat dampak kelelahan operator terhadap fungsionalitas peralatan.Menariknya, beberapa anggota kelompok kami dapat menggunakan perangkat tersebut selama 15 menit tanpa rasa lelah yang nyata.Solusi potensial terhadap kelelahan operator ketika diperlukan sentrifugal yang lebih lama adalah dengan merotasi dua pengguna atau lebih (jika memungkinkan).Selain itu, kami tidak mengevaluasi ketahanan perangkat secara kritis, sebagian karena komponen perangkat (seperti karton dan kabel) dapat dengan mudah diganti dengan sedikit atau tanpa biaya jika terjadi keausan atau kerusakan.Menariknya, selama uji coba kami, kami menggunakan satu perangkat selama lebih dari 200 menit.Setelah periode ini, satu-satunya tanda keausan yang terlihat namun kecil adalah lubang di sepanjang benang.
Keterbatasan lain dari penelitian kami adalah kami tidak secara spesifik mengukur massa atau kepadatan TA yang diendapkan, yang dapat dicapai dengan perangkat CentREUSE dan metode lainnya;sebaliknya, verifikasi eksperimental kami terhadap perangkat ini didasarkan pada pengukuran kepadatan sedimen (dalam ml).ukuran kepadatan tidak langsung.Selain itu, kami belum menguji CentREUSE Concentrated TA pada pasien, namun, karena perangkat kami menghasilkan pelet TA yang serupa dengan yang diproduksi menggunakan centrifuge komersial, kami berasumsi bahwa CentREUSE Concentrated TA akan sama efektif dan amannya dengan yang digunakan sebelumnya.dalam sastra.dilaporkan untuk perangkat centrifuge konvensional1,3.Studi tambahan yang mengukur jumlah sebenarnya TA yang diberikan setelah fortifikasi CentREUSE dapat membantu mengevaluasi lebih lanjut kegunaan sebenarnya perangkat kami dalam aplikasi ini.
Sepengetahuan kami, CentREUSE, sebuah perangkat yang dapat dengan mudah dibuat dari limbah yang tersedia, adalah mesin sentrifugal kertas pertama yang bertenaga manusia, portabel, dan berbiaya sangat rendah yang digunakan dalam lingkungan terapeutik.Selain mampu melakukan sentrifugasi dalam volume yang relatif besar, CentREUSE tidak memerlukan penggunaan bahan khusus dan alat konstruksi dibandingkan dengan sentrifugal berbiaya rendah lainnya yang dipublikasikan.Kemanjuran CentREUSE yang ditunjukkan dalam presipitasi TA yang cepat dan andal dapat membantu meningkatkan ketersediaan steroid intravitreal jangka panjang pada orang-orang di rangkaian terbatas sumber daya, yang dapat membantu mengobati berbagai kondisi mata.Selain itu, manfaat dari mesin sentrifugal portabel bertenaga manusia diperkirakan akan meluas ke lokasi-lokasi yang kaya sumber daya seperti pusat kesehatan tersier dan kuaterner besar di negara-negara maju.Dalam kondisi ini, ketersediaan alat sentrifugasi mungkin akan terus terbatas pada laboratorium klinis dan penelitian, dengan risiko kontaminasi alat suntik dengan cairan tubuh manusia, produk hewani, dan zat berbahaya lainnya.Selain itu, laboratorium-laboratorium tersebut seringkali berlokasi jauh dari titik perawatan pasien.Hal ini, pada gilirannya, dapat menjadi kendala logistik bagi penyedia layanan kesehatan yang membutuhkan akses cepat terhadap sentrifugasi;penerapan CentREUSE dapat berfungsi sebagai cara praktis untuk mempersiapkan intervensi terapeutik dalam jangka pendek tanpa mengganggu perawatan pasien secara serius.
Oleh karena itu, untuk memudahkan setiap orang dalam mempersiapkan intervensi terapeutik yang memerlukan sentrifugasi, templat dan instruksi untuk membuat CentREUSE disertakan dalam publikasi sumber terbuka ini di bagian Informasi Tambahan.Kami mendorong pembaca untuk mendesain ulang CentREUSE sesuai kebutuhan.
Data yang mendukung hasil penelitian ini tersedia dari masing-masing penulis SM berdasarkan permintaan yang masuk akal.
Ober, MD dan Valizhan, S. Durasi kerja triamsinolon aseton dalam cairan vitreus pada konsentrasi sentrifugasi.Retina 33, 867–872 (2013).
Bhamla, MS dan lainnya.Centrifuge manual ultra-murah untuk kertas.Ilmu Biomedis Nasional.proyek.1, 0009. https://doi.org/10.1038/s41551-016-0009 (2017).
Malinovsky SM dan Wasserman JA Konsentrasi sentrifugal dari suspensi intravitreal triamcinolone acetonide: alternatif yang murah, sederhana dan layak untuk pemberian steroid jangka panjang.J.Vitrain.dis.5.15–31 (2021).
Huck, aku akan menunggu.Adaptor sentrifugal sumber terbuka yang murah untuk memisahkan sampel darah klinis berukuran besar.PLOS Satu.17.e0266769.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769 (2022).
Wong AP, Gupta M., Shevkoplyas SS dan Whitesides GM Kocokannya seperti mesin pemisah: memisahkan plasma manusia dari darah utuh di rangkaian terbatas sumber daya.laboratorium.keping.8 Agustus 2032–2037 (2008).
Coklat, J. dkk.Mesin sentrifugal manual, portabel, dan berbiaya rendah untuk diagnosis anemia di rangkaian terbatas sumber daya.Ya.J. Trope.obat-obatan.kelembaban.85, 327–332 (2011).
Liu, K.-H.Tunggu.Plasma dipisahkan menggunakan spinner.dubur.Bahan kimia.91, 1247–1253 (2019).
Michael, I. dkk.Spinner untuk diagnosis instan infeksi saluran kemih.Ilmu Biomedis Nasional.proyek.4, 591–600 (2020).
Lee, E., Larson, A., Kotari, A., dan Prakash, M. Handyfuge-LAMP: Sentrifugasi bebas elektrolit yang murah untuk deteksi isotermal SARS-CoV-2 dalam air liur.https://doi.org/10.1101/2020.06.30.20143255 (2020).
Lee, S., Jeong, M., Lee, S., Lee, SH, dan Choi, J. Mag-spinner: Generasi berikutnya dari sistem pemisahan magnetik yang nyaman, terjangkau, sederhana dan portabel (FAST).Nano Maju 4, 792–800 (2022).
Badan Perlindungan Lingkungan AS.Memajukan Pengelolaan Material Berkelanjutan: Lembar fakta tahun 2018 yang menilai tren produksi dan pengelolaan material di Amerika Serikat.(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. dan Lanzetta, P. Steroid untuk pengobatan penyakit retina intravitreal.ilmu.Jurnal Mir 2014, 1–14 (2014).
Bir, teh sore, dll. Konsentrasi intraokular dan farmakokinetik triamcinolone acetonide setelah injeksi intravitreal tunggal.Oftalmologi 110, 681–686 (2003).
Audren, F.dkk.Model farmakokinetik-farmakodinamik pengaruh triamcinolone acetonide terhadap ketebalan sentral makula pada pasien edema makula diabetik.menginvestasikan.oftalmologi.bisa dilihat.ilmu.45, 3435–3441 (2004).
Ober, MD dkk.Dosis sebenarnya triamcinolone aseton diukur dengan metode injeksi intravitreal yang biasa.Ya.J. Matamol.142, 597–600 (2006).
Chin, HS, Kim, TH, Moon, YS dan Oh, JH Metode triamcinolone acetonide pekat untuk injeksi intravitreal.Retina 25, 1107–1108 (2005).
Tsong, JW, Persaud, TO & Mansour, SE Analisis kuantitatif triamcinolone yang disimpan untuk injeksi.Retina 27, 1255–1259 (2007).
SM didukung sebagian oleh hadiah kepada Mukai Foundation, Rumah Sakit Mata dan Telinga Massachusetts, Boston, Massachusetts, AS.
Departemen Oftalmologi, Harvard Medical School, Massachusetts Eye and Ear, 243 Charles St, Boston, Massachusetts, 02114, AS