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Siringa a pistola

dispositivo medico

La siringa a pistola è un dispositivo medico utilizzato per l'iniezione di farmaci o vaccini tramite un flusso stretto e ad alta pressione (circa 85 MPa), che penetra senza ago lo strato più esterno della pelle (strato corneo) per depositare il liquido iniettato nei tessuti sottostanti dell'epidermide o del derma (iniezione "cutanea", nota anche come iniezione "intradermica" classica), grasso (iniezione "sottocutanea") o muscolo (iniezione "intramuscolare").

Una siringa a pistola utilizzata nelle vaccinazioni di massa durante l'epidemia di influenza suina del 1976 negli Stati Uniti.

Il flusso del getto è generato di solito dalla pressione di un pistone in una camera chiusa piena di liquido. Il pistone viene solitamente spinto dal rilascio di una molla di metallo compresso, sebbene i dispositivi di ricerca possano utilizzare effetti piezoelettrici e altre nuove tecnologie per pressurizzare il liquido nella camera. Le molle dei dispositivi attualmente commercializzati e storici possono essere compresse dalla potenza muscolare dell'operatore, dal fluido idraulico, dai motori a batteria incorporati, dall'aria o dal gas compressi o da altri mezzi. I dispositivi alimentati a gas o idraulicamente possono includere tubi che trasportano gas compresso o fluido idraulico da bombole separate di gas, pompe pneumatiche elettriche, pompe a pedale o altri componenti per ridurre le dimensioni e il peso della parte manuale del sistema e per consentire metodi più veloci e meno stancanti per eseguire vaccinazioni consecutive.

Le siringhe a pistola sono state spesso usate per la vaccinazione di massa e in alternativa alle siringhe ad ago per i diabetici per iniettare insulina. Oltre agli usi per la salute, dispositivi simili vengono utilizzati in altri settori per iniettare grasso o altri fluidi. Nella medicina umana, la pistola per le vaccinazioni non viene quasi più usata, soprattutto per motivi di sterilità; nella medicina veterinaria invece la siringa-pistola è tuttora utilizzata nelle vaccinazioni massive del bestiame.

Il termine "hypospray ", spesso utilizzato nella fantascienza, deriva da un vero iniettore a getto noto con tale nome e citato in numerosi articoli scientifici.[1][2][3]

Storia

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  • XIX secolo: gli operai in Francia avevano iniezioni accidentali di jet con pistole per ingrassaggio ad alta potenza[4]
  • 18 dicembre 1866: Jules-Auguste Béclard presenta l'invenzione del Dr. Jean Sales-Girons, Appareil pour l'aquapuncture all'Académie Impériale de Médecine di Parigi. Questo è il primo iniettore a getto documentato per somministrare acqua o medicine a una pressione sufficiente a penetrare nella pelle senza l'uso di un ago.[5]
  • Anni 1920: i motori diesel iniziarono a essere prodotti in grandi quantità: così iniziò il serio rischio di iniezione accidentale del jet da parte dei loro iniettori di carburante in incidenti d'officina.
  • 1935: Arnold K. Sutermeister, un ingegnere meccanico, vede un lavoratore ferirsi la mano a causa di un flusso a getto ad alta pressione e teorizza di usare il concetto per somministrare un farmaco. Sutermeister collabora con il Dr. John Roberts nella creazione di un prototipo di iniettore a getto.[6]
  • 1937: prima pubblicazione di un getto d'iniezione accidentale da parte di un iniettore di carburante di un motore diesel .[7]
  • 1936: Marshall Lockhart, un ingegnere, ha depositato un brevetto per la sua idea di un iniettore a getto dopo aver appreso dell'invenzione di Sutermeister.[8]
  • 1947: l'iniettore a getto di Lockhart, noto come Hypospray, fu introdotto per la valutazione clinica dal Dr. Robert Hingson e dal Dr. James Hughes.[9]
  • 1951: la Commissione per l'immunizzazione del consiglio epidemiologico delle forze armate chiese alla Scuola di specializzazione del Servizio medico dell'esercito di sviluppare "apparecchiature di iniezione a getto specificamente progettate per un rapido funzionamento semiautomatico in programmi di immunizzazione su larga scala".[10] Questo dispositivo è diventato noto come iniettore a getto di ugello multiuso (MUNJI).
  • 1954-1967: il Dr. Robert Hingson partecipò a numerose spedizioni sanitarie con la sua carità, Brother's Brother Foundation. Hingson ha dichiarato di aver vaccinato oltre 2 milioni di persone in tutto il mondo utilizzando vari iniettori a getto di ugelli multiuso.[11]
  • 1955: Warren e colleghi (1955) riportarono sull'introduzione di un prototipo di iniettore multidose a getto, noto come Press-O-Jet, che era stato sottoposto con successo a test clinici su 1.685 soldati dell'esercito americano.
 
Hypospray Jet Injector utilizzato nella vaccinazione contro il tifo in una base militare americana, 1959.
  • 1959: Abram Benenson, tenente colonnello per la divisione di immunologia del Walter Reed Army Institute of Research, riporta lo sviluppo di quello che divenne ampiamente noto come Ped-O-Jet. L'invenzione è stata la collaborazione del Dr. Benenson e Aaron Ismach. Ismach era uno scienziato civile che lavorava per il laboratorio di sviluppo di apparecchiature e ricerca medica dell'esercito americano.[12]
  • 1961: il Dipartimento dell'Esercito fa degli iniettori a getto di ugelli multiuso lo standard per la somministrazione di immunizzazioni.[13]
  • 1961: il CDC implementa programmi di vaccinazione di massa negli Stati Uniti chiamati Babies and Breadwinners per combattere la poliomielite. Questi eventi di vaccinazione hanno utilizzato iniettori a getto di ugelli multiuso.[14]
  • 1964: Aaron Ismach inventò un ugello intradermico per l'iniettore Ped-O-Jet, che consentì la consegna delle vaccinazioni di vaiolo poco profonde.[15]
  • 1964: Aaron Ismach riceve l'eccezionale premio per il servizio civile durante l'ottava cerimonia annuale dei premi del segretario dell'esercito per la sua invenzione dell'ugello intradermico.[16]
  • 1966: Oscar Banker, un ingegnere, brevetta la sua invenzione di un iniettore a getto di ugello multiuso portatile che utilizza CO2 come fonte di energia. Questo sarebbe diventato noto come Med-E-Jet.[17]
  • Settembre 1966: la serie Star Trek iniziò a utilizzare il proprio dispositivo iniettore a getto sotto il nome di " hypospray ".
  • 1967: i nicaraguensi sottoposti a vaccinazioni contro il vaiolo soprannominati gli iniettori a getto di pistola (Ped-O-Jet e Med-E-Jet) come "la pistola de la paz", che significa "la pistola della pace". Il nome "Peace Guns" è rimasto bloccato.[18]
 
Un iniettore a getto utilizzato nel 1973, a Campada, Guinea-Bissau
  • 1976: l'agenzia degli Stati Uniti per lo sviluppo internazionale (USAID) pubblica un libro intitolato War on Hunger che descrive in dettaglio la guerra contro il vaiolo che la pistola a getto d'iniezione di Ismach è stata utilizzata per sradicare la malattia in Africa e in Asia. Il governo degli Stati Uniti ha speso $ 150 milioni all'anno per prevenire la sua ricorrenza in Nord America.
  • 1986: si verifica un focolaio di epatite B tra 57 pazienti in una clinica di Los Angeles a causa di un iniettore Med-E-Jet.[19]
  • 1997: Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, il più grande utente dell'iniettore a getto, annuncia che smetterà di usarlo per le vaccinazioni di massa a causa delle preoccupazioni sulle infezioni.[20][21]
  • 2003: Il Dipartimento degli affari dei veterani degli Stati Uniti riconosce per la prima volta che un veterano acquisisce l'epatite C dalle sue iniezioni di jet militari e premia il servizio di connessione per la sua disabilità.[22]
  • Aprile 2010: Tae-hee Han e Jack J. Yoh hanno creato un iniettore di microjet riutilizzabile a base laser per la consegna di farmaci transdermici[23]
  • 13 febbraio 2013: l'iniettore senza ago PharmaJet Stratis ha ricevuto la certificazione PQS dell'OMS .[24]
  • 2013: la revisione e la storia più completa dell'iniezione a getto fino ad oggi è pubblicata nella sesta edizione del libro di testo Vaccini .[25]
  • 14 agosto 2014: la US Food and Drug Administration (FDA) ha approvato l'uso del PharmaJet Stratis 0,5 ml Jet Injector senza ago per la consegna di un particolare vaccino contro l'influenza (AFLURIA® di bioCSL Inc.) nelle persone dai 18 ai 64 anni età.[26]
  • Ottobre 2017: David Fernandez Rivas ha sviluppato un nuovo tipo di iniettore a getto laser[27][28]

Tipi

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Una pistola per vaccinazione Med-E-Jet del 1980

Un iniettore a getto, noto anche come pistola iniettatrice a getto, pistola ad aria o iniettore pneumatico, è uno strumento medico che utilizza un getto ad alta pressione di farmaci liquidi per penetrare nella pelle e somministrare farmaci sotto la pelle senza ago. Gli iniettori a getto possono essere iniettori a getto monodose o multidose.

Nel corso degli anni gli iniettori a getto sono stati riprogettati per superare il rischio di contaminazione di soggetti successivi. Per cercare di fermare il rischio, i ricercatori hanno posizionato un cappuccio protettivo monouso sull'ugello riutilizzabile. Il cappuccio protettivo doveva fungere da scudo tra l'ugello riutilizzabile e la pelle del paziente. Dopo ogni iniezione il cappuccio verrebbe scartato e sostituito con uno sterile. Questi dispositivi erano noti come iniettori senza ago con cappuccio di protezione o PCNFI.[29] Un test di sicurezza (Kelly e colleghi, 2008)[30] ha però rilevato che un dispositivo PCNFI non è riuscito a prevenire la contaminazione. Dopo aver somministrato le iniezioni ai pazienti con epatite B, i ricercatori hanno scoperto che l'epatite B era penetrata nel cappuccio protettivo e aveva contaminato i componenti interni dell'iniettore a getto, dimostrando che il percorso interno del fluido e le parti a contatto del paziente non potevano essere riutilizzati in modo sicuro.

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo design di iniezione a getto combinando il serbatoio del farmaco, lo stantuffo e l'ugello in una cartuccia monouso. La cartuccia viene posizionata sulla punta dell'iniettore a getto e quando attivata un'asta spinge lo stantuffo in avanti. Questo dispositivo è noto come iniettori di getto a cartuccia usa e getta (DCJI).[29]

L'International Standards Organization ha raccomandato di abbandonare l'uso del nome "jet injector", che è associato a un rischio di contaminazione incrociata e si riferisce piuttosto ai dispositivi più recenti come "iniettori senza ago".[31]

Criticità

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Poiché l'iniettore a getto rompe la barriera della pelle, esiste il rischio che sangue e materiale biologico vengano trasferiti da un utente all'altro. La ricerca sui rischi di contaminazione incrociata è nata immediatamente dopo l'invenzione della tecnologia di iniezione a getto.

Esistono tre problemi intrinseci con gli iniettori a getto:

Splash-back

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Splash-back si riferisce al flusso del getto che penetra nella pelle esterna ad alta velocità causando il rimbalzo del flusso del getto all'indietro e contaminando l'ugello.[32]

Esempi di splash-back sono stati pubblicati da numerosi ricercatori. Samir Mitragrotri ha catturato visivamente lo splash-back dopo aver scaricato un iniettore a getto di ugello multiuso usando la microcinematografia ad alta velocità.[33] Hoffman e colleghi (2001) hanno anche osservato che l'ugello e il percorso del fluido interno dell'iniettore a getto erano contaminati.[34]

Risucchio di fluido

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Il risucchio di fluido si verifica quando il sangue lasciato sull'ugello dell'iniettore a getto viene risucchiato nell'orifizio dell'iniettore, contaminando la dose successiva da sparare.[32]

Il CDC ha riconosciuto che l'iniettore a getto più usato al mondo, il Ped-O-Jet, ha risucchiato il fluido nella pistola. "Dopo le iniezioni, [CDC] hanno osservato che il liquido rimasto sull'ugello Ped-O-Jet viene risucchiato nel dispositivo al momento del suo armamento e riempito per l'iniezione successiva (oltre la portata del tamponamento con alcool o di acetone)", ha affermato il Dr. Bruce Weniger.[35]

Flusso retrogrado

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Il flusso retrogrado si verifica dopo che il flusso del getto penetra nella pelle e crea un buco, se la pressione del flusso del getto fa sì che lo spruzzo, dopo la miscelazione con fluidi tissutali e sangue, rimbalzi fuori dal foro, contro il flusso del getto in entrata e l'orifizio dell'ugello.[32]

Questo problema è stato segnalato da numerosi ricercatori.[34][36][37][38][39]

L'epatite B può essere trasmessa da meno di un milionesimo di millilitro[40] pertanto i produttori di iniettori devono garantire l'assenza di contaminazione crociata tra le applicazioni. L'Organizzazione mondiale della sanità non raccomanda più vaccini a getto per vaccinazione a causa dei rischi di trasmissione della malattia.[41]

Numerosi studi hanno trovato infezioni correlate a malattie da iniezioni a getto. Un esperimento condotto su topi, pubblicato nel 1985, ha dimostrato che gli iniettori a getto trasmettono frequentemente il virus di elevazione virale del lattato deidrogenasi (LDV) da un topo all'altro.[42] Un altro studio ha utilizzato il dispositivo su un polpaccio, quindi ha testato il sangue rimanente nell'iniettore per il sangue. Ogni iniettore testato aveva sangue rilevabile in quantità sufficiente a trasmettere un virus come l'epatite B.[40]

Dal 1984 al 1985, una clinica per la perdita di peso a Los Angeles ha somministrato gonadotropina corionica umana (hCG) con un iniettore Med-E-Jet. L'indagine del CDC ha rilevato che 57 persone su 239 che avevano ricevuto l'iniezione a getto sono risultate positive per l'epatite B.[19]

È stato anche scoperto che gli iniettori a getto di inoculo di batteri dall'ambiente agli utenti. Nel 1988 una clinica di podologia usò un iniettore a getto per somministrare anestetico locale alle dita dei pazienti. Otto di questi pazienti hanno sviluppato infezioni causate da Mycobacterium chelonae. L'iniettore è stato conservato in un contenitore di acqua e disinfettante tra l'uso, ma l'organismo è cresciuto nel contenitore.[43] Questa specie di batteri si trova talvolta nell'acqua del rubinetto ed era stata precedentemente associata a infezioni da iniettori a getto.[44]

Note

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  1. ^ Comparison of two steroid preparations used to treat tennis elbow, using the hypospray, in Rheumatol Rehabil, vol. 14, n. 1, febbraio 1975, pp. 47-9, DOI:10.1093/rheumatology/14.1.47, PMID 1091959.
  2. ^ Hughes GR, The use of the hypospray in the treatment of minor orthopaedic conditions, in Proc. R. Soc. Med., vol. 62, n. 6, giugno 1969, p. 577, PMID 5802730.
  3. ^ Use of the hypospray jet injector for intra-articular injection, in Ann. Rheum. Dis., vol. 26, n. 2, marzo 1967, pp. 143-5, DOI:10.1136/ard.26.2.143, PMID 6023696.
  4. ^ healthfreelancing.com, https://web.archive.org/web/20100910122757/http://healthfreelancing.com/samples/nopainIV.php. URL consultato il 5 aprile 2011 (archiviato dall'url originale il 10 settembre 2010).
  5. ^ F Béclard, Présentation de l'injecteur de Galante, Séance du 18 décembre 1866, Présidence de M. Bouchardat [Presentation of Jet Injector of Galante, H., meeting of 18 December 1866, Monsieur Bouchardat presiding]., in Bulletin de l'Académie Impériale de Médecine, vol. 32, 1866, pp. 321-327.
  6. ^ JF Roberts, Local infiltration of tissues from a machine designed to deliver high pressure, high velocity jets of fluid [Doctoral Thesis]., in Columbia University. College of Physicians and Surgeons, 1935.
  7. ^ Rees CE, Penetration of tissue by fuel oil under high pressure from diesel engine, in JAMA, vol. 109, n. 11, 11 settembre 1937, pp. 866-7, DOI:10.1001/jama.1937.92780370004012c.
  8. ^ Marshall Lockhart, Hypodermic Injector. Patent Number US 2322244, 22 giugno 1943.
  9. ^ RA Hingson e JG Hughes, Clinical studies with jet injection. A new method of drug administration, in Current Researches in Anesthesia and Analgesia, vol. 26, n. 6, 1947, pp. 221-230, PMID 18917536.
  10. ^ J Warren, FA Ziherl e AW Kish, Large-scale administration of vaccines by means of an automatic jet injection syringe., in JAMA, vol. 157, n. 8, 1955, pp. 633-637, DOI:10.1001/jama.1955.02950250007003, PMID 13232991.
  11. ^ Henry Rosenberg e Jean Axelrod, Robert Andrew Hingson: His Unique Contributions to World Health as Well as to Anesthesiology, in Bulletin of Anesthesia History, vol. 16, n. 3, luglio 1998, pp. 10-12, DOI:10.1016/s1522-8649(98)50046-7.
  12. ^ AS Benenson, Mass immunization by jet injection. In: Proceedings of the International Symposium of Immunology, Opatija, Yugoslavia, 28 September – 1 October 1959, 1959, pp. 393-399.
  13. ^ Department of the Army, Copia archiviata, su U.S. Army. URL consultato il 31 luglio 2017 (archiviato dall'url originale il 22 dicembre 2016).
  14. ^ Jet Infectors, Jet Infectors, 4 aprile 2017, https://jetinfectors.com/2017/04/04/babies-and-breadwinners-1961-mass-polio-vaccination-campaign/. URL consultato il 31 luglio 2017.
  15. ^ A Ismach, Intradermal nozzle for jet injection devices. Patent Number US 3140713, 14 luglio 1964.
  16. ^ Army Research and Development, 1968 R&D Achievement Awards Won By 18 Individuals, 5 Teams, in Army Research and Development Magazine, vol. 9, n. 6, giugno 1968, p. 3.
  17. ^ Oscar Banker, Jet Type Portable Inoculator. Patent Number US 3292621A, 20 dicembre 1966. URL consultato il 31 luglio 2017.
  18. ^ A Lord, Smithsonian, 25 agosto 2015, http://americanhistory.si.edu/blog/peace-gun. URL consultato il 31 luglio 2017.
  19. ^ a b Jeffrey Canter, Katherine Mackey e Loraine S. Good, An Outbreak of Hepatitis B Associated With Jet Injections in a Weight Reduction Clinic, in Arch Intern Med, vol. 150, n. 9, 1º settembre 1990, pp. 1923-1927, DOI:10.1001/archinte.1990.00390200105020, PMID 2393323.
  20. ^ usamma.detrick.army.mil, https://archive.is/20121212204654/http://usamma.detrick.army.mil/ftp/mmqc_messages/Q971169.txt. URL consultato il 28 novembre 2007 (archiviato dall'url originale il 12 dicembre 2012).
  21. ^ hcvets.com, https://web.archive.org/web/20071205185110/http://www.hcvets.com/data/transmission_methods/jet_injection.htm. URL consultato il 28 novembre 2007 (archiviato dall'url originale il 5 dicembre 2007).
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  26. ^ cdc.gov, 12 ottobre 2017, https://www.cdc.gov/flu/protect/vaccine/jet-injector.htm.
  27. ^ Toward jet injection by continuous-wave laser cavitation
  28. ^ Needle free injector
  29. ^ a b Jet Infectors, jetinfectors.com, 23 ottobre 2016, https://jetinfectors.com/2016/10/23/what-are-jet-injectors/. URL consultato il 23 ottobre 2016.
  30. ^ K Kelly, Preventing contamination between injections with multiple-use nozzle needle-free injectors: a safety trial., in Vaccine, vol. 26, n. 10, 4 marzo 2008, pp. 1344-1352, DOI:10.1016/j.vaccine.2007.12.041, PMID 18272265.
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