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विश्वसनीय चिकित्सा सेंट्रीफ्यूजेशन के लिए ऐतिहासिक रूप से महंगे, भारी और विद्युत पर निर्भर वाणिज्यिक उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो अक्सर संसाधन-सीमित सेटिंग्स में उपलब्ध नहीं होता है।हालाँकि कई पोर्टेबल, सस्ते, गैर-मोटर चालित सेंट्रीफ्यूज का वर्णन किया गया है, ये समाधान मुख्य रूप से नैदानिक ​​​​अनुप्रयोगों के लिए हैं जिनके लिए अपेक्षाकृत कम मात्रा में अवसादन की आवश्यकता होती है।इसके अलावा, इन उपकरणों के डिज़ाइन के लिए अक्सर विशेष सामग्रियों और उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है जो आम तौर पर वंचित क्षेत्रों में उपलब्ध नहीं होते हैं।यहां हम चिकित्सीय अनुप्रयोगों के लिए बेहद कम लागत, मानव-संचालित, पोर्टेबल अपशिष्ट-आधारित सेंट्रीफ्यूज, सेंट्रीयूज के डिजाइन, संयोजन और प्रयोगात्मक सत्यापन का वर्णन करते हैं।CentREUSE 10.5 सापेक्ष केन्द्रापसारक बल (RCF) ± 1.3 का औसत केन्द्रापसारक बल प्रदर्शित करता है।सेंट्रीयूज में सेंट्रीफ्यूजेशन के 3 मिनट के बाद ट्राईमिसिनोलोन के 1.0 मिली विट्रीस सस्पेंशन का निपटान 12 घंटे के गुरुत्वाकर्षण-मध्यस्थता अवसादन (0.41 मिली ± 0.04 बनाम 0.38 मिली ± 0.03, पी = 0.14) के बाद के बराबर था।10 आरसीएफ (0.31 मिली ± 0.02 बनाम 0.32 मिली ± 0.03, पी = 0.20) और 50 आरसीएफ (0.20 मिली) पर वाणिज्यिक उपकरण का उपयोग करके 5 मिनट के लिए सेंट्रीफ्यूजेशन के बाद देखी गई तुलना में 5 और 10 मिनट के लिए सेंट्रीयूज सेंट्रीफ्यूजेशन के बाद तलछट का गाढ़ा होना। समान ± 0.02 बनाम 0.19 मिली ± 0.01, पी = 0.15)।CentREUSE के लिए टेम्प्लेट और बिल्डिंग निर्देश इस ओपन सोर्स पोस्ट में शामिल हैं।
सेंट्रीफ्यूजेशन कई नैदानिक ​​​​परीक्षणों और चिकित्सीय हस्तक्षेपों1,2,3,4 में एक महत्वपूर्ण कदम है।हालाँकि, पर्याप्त सेंट्रीफ्यूजेशन प्राप्त करने के लिए ऐतिहासिक रूप से महंगे, भारी और विद्युत पर निर्भर वाणिज्यिक उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो अक्सर संसाधन-सीमित सेटिंग्स2,4 में उपलब्ध नहीं होता है।2017 में, प्रकाश के समूह ने $0.20 ($)2 की लागत पर पूर्वनिर्मित सामग्री से बना एक छोटा पेपर-आधारित मैनुअल सेंट्रीफ्यूज (जिसे "पेपर पफर" कहा जाता है) पेश किया।तब से, पेपर फ्यूग्यू को कम-मात्रा वाले नैदानिक ​​​​अनुप्रयोगों (उदाहरण के लिए मलेरिया परजीवियों का पता लगाने के लिए केशिका ट्यूबों में रक्त घटकों के घनत्व-आधारित पृथक्करण) के लिए संसाधन-सीमित सेटिंग्स में तैनात किया गया है, इस प्रकार एक सुपर-सस्ते पोर्टेबल मानव-संचालित उपकरण का प्रदर्शन किया गया है।अपकेंद्रित्र 2.तब से, कई अन्य कॉम्पैक्ट, सस्ते, गैर-मोटर चालित सेंट्रीफ्यूजेशन उपकरणों का वर्णन किया गया है4,5,6,7,8,9,10।हालाँकि, इनमें से अधिकांश समाधान, कागज के धुएं की तरह, नैदानिक ​​​​उद्देश्यों के लिए हैं, जिनके लिए अपेक्षाकृत छोटी अवसादन मात्रा की आवश्यकता होती है और इसलिए बड़े नमूनों को सेंट्रीफ्यूज करने के लिए इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है।इसके अलावा, इन समाधानों के संयोजन के लिए अक्सर विशेष सामग्रियों और उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है जो अक्सर कम सेवा वाले क्षेत्रों4,5,6,7,8,9,10 में उपलब्ध नहीं होते हैं।
यहां हम चिकित्सीय अनुप्रयोगों के लिए पारंपरिक पेपर फ्यूग्यू कचरे से निर्मित एक सेंट्रीफ्यूज (जिसे सेंट्रीयूज कहा जाता है) के डिजाइन, संयोजन और प्रयोगात्मक सत्यापन का वर्णन करते हैं, जिसके लिए आमतौर पर उच्च अवसादन मात्रा की आवश्यकता होती है।केस 1, 3 अवधारणा के प्रमाण के रूप में, हमने वास्तविक नेत्र संबंधी हस्तक्षेप के साथ डिवाइस का परीक्षण किया: आंख के कांच के शरीर में एक बोलस दवा के बाद के इंजेक्शन के लिए एसीटोन (टीए) में ट्राइमिसिनोलोन के निलंबन की वर्षा।यद्यपि टीए एकाग्रता के लिए सेंट्रीफ्यूजेशन विभिन्न आंखों की स्थितियों के दीर्घकालिक उपचार के लिए एक मान्यता प्राप्त कम लागत वाला हस्तक्षेप है, दवा निर्माण के दौरान व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सेंट्रीफ्यूज की आवश्यकता संसाधन-सीमित सेटिंग्स1,2 में इस थेरेपी के उपयोग में एक बड़ी बाधा है। 3.पारंपरिक वाणिज्यिक सेंट्रीफ्यूज से प्राप्त परिणामों की तुलना में।CentREUSE के निर्माण के लिए टेम्पलेट और निर्देश इस ओपन सोर्स पोस्टिंग में "अधिक जानकारी" अनुभाग में शामिल हैं।
CentREUSE लगभग पूरी तरह से स्क्रैप से बनाया जा सकता है।अर्ध-गोलाकार टेम्पलेट (पूरक चित्र S1) की दोनों प्रतियां मानक यूएस कार्बन लेटर पेपर (215.9 मिमी × 279.4 मिमी) पर मुद्रित की गईं।संलग्न दो अर्ध-वृत्ताकार टेम्प्लेट सेंट्रीयूज़ डिवाइस की तीन प्रमुख डिज़ाइन विशेषताओं को परिभाषित करते हैं, जिसमें (1) 247 मिमी कताई डिस्क का बाहरी रिम, (2) 1.0 मिलीलीटर सिरिंज (टोपी और कटे हुए प्लंजर के साथ) को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।टांग में खांचे) और (3) दो निशान जो दर्शाते हैं कि कहां छेद करना है ताकि रस्सी डिस्क से गुजर सके।
टेम्पलेट को नालीदार बोर्ड (न्यूनतम आकार: 247 मिमी × 247 मिमी) (पूरक चित्र S2a) से चिपकाएं (उदाहरण के लिए सभी उद्देश्य वाले चिपकने वाले या टेप के साथ)।इस अध्ययन में मानक "ए" नालीदार बोर्ड (4.8 मिमी मोटा) का उपयोग किया गया था, लेकिन समान मोटाई के नालीदार बोर्ड का उपयोग किया जा सकता था, जैसे कि छोड़े गए शिपिंग बक्से से नालीदार बोर्ड।एक तेज उपकरण (जैसे ब्लेड या कैंची) का उपयोग करके, टेम्पलेट पर उल्लिखित बाहरी डिस्क के किनारे पर कार्डबोर्ड को काटें (पूरक चित्र S2b)।फिर, एक संकीर्ण, तेज उपकरण (जैसे कि बॉलपॉइंट पेन की नोक) का उपयोग करके, टेम्पलेट पर अंकित निशानों के अनुसार 8.5 मिमी की त्रिज्या के साथ दो पूर्ण-मोटाई वाले छिद्र बनाएं (पूरक चित्र S2c)।1.0 मिलीलीटर सिरिंज के लिए दो स्लॉट फिर रेजर ब्लेड जैसे एक नुकीले उपकरण का उपयोग करके टेम्पलेट और कार्डबोर्ड की अंतर्निहित सतह परत से काट दिए जाते हैं;इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि अंतर्निहित नालीदार परत या शेष सतह परत को नुकसान न पहुंचे (पूरक चित्र S2d, e)।फिर, दोनों छेदों के माध्यम से स्ट्रिंग का एक टुकड़ा (उदाहरण के लिए 3 मिमी कुकिंग कॉटन कॉर्ड या समान मोटाई और लोच का कोई भी धागा) पिरोएं और लगभग 30 सेमी लंबी डिस्क के प्रत्येक तरफ एक लूप बांधें (पूरक चित्र। S2f)।
लगभग समान मात्रा (जैसे टीए सस्पेंशन का 1.0 मिली) और ढक्कन वाली दो 1.0 मिली सीरिंज भरें।फिर सिरिंज प्लंजर रॉड को बैरल फ्लैंज के स्तर पर काट दिया गया (पूरक चित्र S2g, h)।उपकरण के उपयोग के दौरान कटे हुए पिस्टन को बाहर निकलने से रोकने के लिए सिलेंडर फ्लैंज को टेप की एक परत से ढक दिया जाता है।फिर प्रत्येक 1.0 मिलीलीटर सिरिंज को डिस्क के केंद्र की ओर टोपी के साथ सिरिंज कुएं में रखा गया (पूरक चित्र S2i)।फिर प्रत्येक सिरिंज को चिपकने वाली टेप के साथ कम से कम डिस्क से जोड़ा गया (पूरक चित्र S2j)।अंत में, लूप के अंदर स्ट्रिंग के प्रत्येक छोर पर दो पेन (जैसे पेंसिल या समान मजबूत छड़ी के आकार के उपकरण) रखकर सेंट्रीफ्यूज की असेंबली को पूरा करें (चित्र 1)।
CentREUSE का उपयोग करने के निर्देश पारंपरिक कताई खिलौनों के समान हैं।प्रत्येक हाथ में एक हैंडल पकड़कर घुमाव शुरू किया जाता है।तारों में थोड़ी सी ढील के कारण डिस्क आगे या पीछे हिलती है, जिससे डिस्क क्रमशः आगे या पीछे घूमती है।यह कई बार धीमे, नियंत्रित तरीके से किया जाता है ताकि तार मुड़ जाएं।फिर आंदोलन बंद करो.जैसे ही तार खुलने लगते हैं, हैंडल को तब तक जोर से खींचा जाता है जब तक कि तार खिंच न जाएं, जिससे डिस्क घूमने लगती है।जैसे ही डोरी पूरी तरह से खुल जाए और घूमना शुरू हो जाए, हैंडल को धीरे-धीरे ढीला कर देना चाहिए।जैसे ही रस्सी फिर से खुलने लगती है, डिवाइस को घुमाते रहने के लिए गति की समान श्रृंखला लागू करें (वीडियो S1)।
सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा निलंबन के अवसादन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, संतोषजनक कणीकरण प्राप्त होने तक डिवाइस को लगातार घुमाया गया था (पूरक चित्रा एस 3 ए, बी)।जटिल कण सिरिंज बैरल के प्लंजर सिरे पर बनेंगे और सतह पर तैरनेवाला सिरिंज की नोक की ओर केंद्रित होगा।फिर बैरल फ्लैंज को कवर करने वाले टेप को हटाकर सतह पर तैरनेवाला को सूखा दिया गया और देशी प्लंजर को धीरे-धीरे सिरिंज टिप की ओर धकेलने के लिए एक दूसरा प्लंजर लगाया गया, जब यह यौगिक तलछट (पूरक चित्रा एस 3 सी, डी) तक पहुंच गया तो रुक गया।
रोटेशन की गति निर्धारित करने के लिए, पानी से भरी दो 1.0 मिलीलीटर सीरिंज से लैस सेंट्रीयूज डिवाइस को दोलन की स्थिर स्थिति तक पहुंचने के बाद 1 मिनट के लिए एक हाई-स्पीड वीडियो कैमरा (240 फ्रेम प्रति सेकंड) के साथ रिकॉर्ड किया गया था।प्रति मिनट क्रांतियों की संख्या (आरपीएम) निर्धारित करने के लिए रिकॉर्डिंग के फ्रेम-दर-फ्रेम विश्लेषण का उपयोग करके कताई डिस्क के किनारे के पास मार्करों को मैन्युअल रूप से ट्रैक किया गया था (आंकड़े 2 ए-डी)।n = 10 प्रयास दोहराएँ।सिरिंज बैरल के मध्य बिंदु पर सापेक्ष केन्द्रापसारक बल (आरसीएफ) की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
CentREUSE के साथ घूर्णी गति परिमाणीकरण।(ए-डी) डिवाइस रोटेशन को पूरा करने के लिए समय (मिनट: सेकंड। मिलीसेकंड) दिखाने वाली अनुक्रमिक प्रतिनिधि छवियां।तीर ट्रेस मार्करों को दर्शाते हैं।(ई) CentREUSE का उपयोग करके RPM परिमाणीकरण।रेखाएँ माध्य (लाल) ± मानक विचलन (काला) दर्शाती हैं।स्कोर व्यक्तिगत 1-मिनट के परीक्षणों (n = 10) का प्रतिनिधित्व करते हैं।
इंजेक्शन के लिए टीए सस्पेंशन (40 मिलीग्राम/एमएल, एमनील फार्मास्यूटिकल्स, ब्रिजवाटर, एनजे, यूएसए) युक्त 1.0 मिलीलीटर सिरिंज को CentREUSE का उपयोग करके 3, 5 और 10 मिनट के लिए सेंट्रीफ्यूज किया गया था।इस तकनीक का उपयोग करके अवसादन की तुलना एपेंडॉर्फ 5810आर बेंचटॉप सेंट्रीफ्यूज (हैम्बर्ग, जर्मनी) पर 5 मिनट के लिए ए-4-62 रोटर का उपयोग करके 10, 20 और 50 आरसीएफ पर सेंट्रीफ्यूजेशन के बाद प्राप्त की गई थी।वर्षा की मात्रा की तुलना 0 से 720 मिनट तक विभिन्न समय बिंदुओं पर गुरुत्वाकर्षण-निर्भर वर्षा का उपयोग करके प्राप्त वर्षा की मात्रा से भी की गई।प्रत्येक प्रक्रिया के लिए कुल n = 9 स्वतंत्र दोहराव किए गए।
सभी सांख्यिकीय विश्लेषण प्रिज्म 9.0 सॉफ्टवेयर (ग्राफपैड, सैन डिएगो, यूएसए) का उपयोग करके किए गए थे।जब तक अन्यथा उल्लेख न किया गया हो, मानों को माध्य ± मानक विचलन (एसडी) के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।समूह साधनों की तुलना दो-पूंछ वाले वेल्च-सही टी-टेस्ट का उपयोग करके की गई थी।अल्फा को 0.05 के रूप में परिभाषित किया गया है।गुरुत्वाकर्षण-निर्भर घटाव के लिए, एकल-चरण घातीय क्षय मॉडल को न्यूनतम-वर्ग प्रतिगमन का उपयोग करके फिट किया गया था, जो किसी दिए गए x मान के लिए दोहराए गए y मानों को एकल बिंदु के रूप में मानता था।
जहाँ x मिनटों में समय है।y - तलछट की मात्रा।जब x शून्य हो तो y0, y का मान होता है।अनंत मिनटों के लिए पठार y मान है।K दर स्थिरांक है, जिसे मिनटों के व्युत्क्रम के रूप में व्यक्त किया जाता है।
CentREUSE डिवाइस ने 1.0 मिली पानी से भरी दो मानक 1.0 मिली सीरिंज का उपयोग करके विश्वसनीय, नियंत्रित गैर-रेखीय दोलनों का प्रदर्शन किया (वीडियो S1)।n = 10 परीक्षणों (प्रत्येक 1 मिनट) में, CentREUSE की औसत घूर्णी गति 359.4 आरपीएम ± 21.63 (रेंज = 337-398) थी, जिसके परिणामस्वरूप गणना की गई औसत केन्द्रापसारक बल 10.5 आरसीएफ ± 1, 3 (रेंज = 9.2-12.8) था ).(चित्र 2ए-ई)।
1.0 मिली सीरिंज में टीए सस्पेंशन को पेलेट करने के कई तरीकों का मूल्यांकन किया गया और सेंट्रीयूज सेंट्रीफ्यूजेशन के साथ तुलना की गई।गुरुत्वाकर्षण-निर्भर निपटान के 12 घंटे के बाद, तलछट की मात्रा 0.38 मिली ± 0.03 (पूरक छवि एस4ए,बी) तक पहुंच गई।गुरुत्वाकर्षण-निर्भर टीए जमाव एकल-चरण घातीय क्षय मॉडल (आर 2 = 0.8582 द्वारा सही) के अनुरूप है, जिसके परिणामस्वरूप 0.3804 एमएल (95% आत्मविश्वास अंतराल: 0.3578 से 0.4025) (पूरक चित्रा एस 4 सी) का अनुमानित पठार होता है।CentREUSE ने 3 मिनट में 0.41 मिली ± 0.04 की औसत तलछट मात्रा का उत्पादन किया, जो 12 घंटों में गुरुत्वाकर्षण-निर्भर अवसादन के लिए देखे गए 0.38 मिली ± 0.03 के औसत मूल्य के समान था (पी = 0.14) (चित्र 3 ए, डी, एच) .CentREUSE ने 12 घंटों में गुरुत्वाकर्षण-आधारित अवसादन के लिए देखे गए 0.38 मिली ± 0.03 के माध्य की तुलना में 5 मिनट में 0.31 मिली ± 0.02 की काफी अधिक सघन मात्रा दी (पी = 0.0001) (चित्र 3बी, डी, एच)।
गुरुत्वाकर्षण निपटान बनाम मानक औद्योगिक सेंट्रीफ्यूजेशन (ए-सी) के साथ सेंट्रीयूज सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा प्राप्त टीए गोली घनत्व की तुलना।3 मिनट (ए), 5 मिनट (बी), और 10 मिनट (सी) सेंट्रीयूज उपयोग के बाद 1.0 मिलीलीटर सीरिंज में अवक्षेपित टीए निलंबन की प्रतिनिधि छवियां।(डी) गुरुत्वाकर्षण व्यवस्थित होने के 12 घंटे के बाद जमा टीए की प्रतिनिधि छवियां।(ईजी) 5 मिनट के लिए 10 आरसीएफ (ई), 20 आरसीएफ (एफ), और 50 आरसीएफ (जी) पर मानक वाणिज्यिक सेंट्रीफ्यूजेशन के बाद अवक्षेपित टीए की प्रतिनिधि छवियां।(एच) तलछट की मात्रा सेंट्रीयूज (3, 5, और 10 मिनट), गुरुत्वाकर्षण-मध्यस्थता अवसादन (12 घंटे), और 5 मिनट (10, 20, और 50 आरसीएफ) पर मानक औद्योगिक सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग करके निर्धारित की गई थी।रेखाएँ माध्य (लाल) ± मानक विचलन (काला) दर्शाती हैं।बिंदु स्वतंत्र दोहराव का प्रतिनिधित्व करते हैं (प्रत्येक स्थिति के लिए n = 9)।
CentREUSE ने 5 मिनट के बाद 0.31 मिली ± 0.02 की औसत मात्रा का उत्पादन किया, जो 5 मिनट (पी = 0.20) के लिए 10 आरसीएफ पर एक मानक वाणिज्यिक सेंट्रीफ्यूज में देखे गए 0.32 मिली ± 0.03 के माध्य के समान है, और औसत मात्रा से थोड़ा कम है। 20 आरसीएफ के साथ प्राप्त 5 मिनट के लिए 0.28 मिली ± 0.03 पर देखा गया (पी = 0.03) (चित्र 3बी, ई, एफ, एच)।CentREUSE ने 10 मिनट में 0.20 मिली ± 0.02 की औसत मात्रा का उत्पादन किया, जो कि 50 आरसीएफ पर एक वाणिज्यिक सेंट्रीफ्यूज के साथ देखी गई 5 मिनट में 0.19 मिली ± 0.01 की औसत मात्रा की तुलना में कॉम्पैक्ट (पी = 0.15) थी (चित्र 3सी, जी, एच)..
यहां हम पारंपरिक चिकित्सीय कचरे से बने बेहद कम लागत वाले, पोर्टेबल, मानव-संचालित, कागज-आधारित सेंट्रीफ्यूज के डिजाइन, संयोजन और प्रयोगात्मक सत्यापन का वर्णन करते हैं।यह डिज़ाइन काफी हद तक प्रकाश के समूह द्वारा 2017 में नैदानिक ​​​​अनुप्रयोगों के लिए पेश किए गए पेपर-आधारित सेंट्रीफ्यूज (जिसे "पेपर फ्यूग्यू" कहा जाता है) पर आधारित है।यह देखते हुए कि सेंट्रीफ्यूजेशन के लिए ऐतिहासिक रूप से महंगे, भारी और विद्युत पर निर्भर वाणिज्यिक उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है, प्रकाश का सेंट्रीफ्यूज संसाधन-सीमित सेटिंग्स2,4 में सेंट्रीफ्यूजेशन तक असुरक्षित पहुंच की समस्या का एक सुंदर समाधान प्रदान करता है।तब से, पेपरफ़्यूज़ ने कई कम मात्रा वाले नैदानिक ​​अनुप्रयोगों में व्यावहारिक उपयोगिता दिखाई है, जैसे मलेरिया का पता लगाने के लिए घनत्व-आधारित रक्त विभाजन।हालाँकि, हमारी सर्वोत्तम जानकारी के अनुसार, समान अल्ट्रा-सस्ते कागज-आधारित सेंट्रीफ्यूज उपकरणों का उपयोग चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए नहीं किया गया है, ऐसी स्थितियों के लिए आमतौर पर बड़ी मात्रा में अवसादन की आवश्यकता होती है।
इसे ध्यान में रखते हुए, CentREUSE का लक्ष्य चिकित्सीय हस्तक्षेपों में पेपर सेंट्रीफ्यूजेशन के उपयोग का विस्तार करना है।प्रकाश रिवील के डिज़ाइन में कई संशोधन करके इसे हासिल किया गया।विशेष रूप से, दो मानक 1.0 मिलीलीटर सिरिंजों की लंबाई बढ़ाने के लिए, CentREUSE में परीक्षण किए गए सबसे बड़े प्रकाश पेपर रिंगर (त्रिज्या = 85 मिमी) की तुलना में एक बड़ी डिस्क (त्रिज्या = 123.5 मिमी) शामिल है।इसके अलावा, तरल से भरी 1.0 मिलीलीटर सिरिंज के अतिरिक्त वजन का समर्थन करने के लिए, CentREUSE कार्डबोर्ड के बजाय नालीदार कार्डबोर्ड का उपयोग करता है।साथ में, ये संशोधन प्रकाश पेपर क्लीनर (यानी केशिकाओं के साथ दो 1.0 मिलीलीटर सीरिंज) में परीक्षण की तुलना में बड़ी मात्रा में सेंट्रीफ्यूजेशन की अनुमति देते हैं, जबकि अभी भी समान घटकों पर निर्भर हैं: फिलामेंट और पेपर-आधारित सामग्री।विशेष रूप से, नैदानिक ​​उद्देश्यों4,5,6,7,8,9,10 के लिए कई अन्य सस्ते मानव-संचालित सेंट्रीफ्यूज का वर्णन किया गया है।इनमें घूमने वाले उपकरणों के लिए स्पिनर, सलाद बीटर, अंडा बीटर और हैंड टॉर्च शामिल हैं5, 6, 7, 8, 9. हालांकि, इनमें से अधिकतर डिवाइस 1.0 मिलीलीटर तक की मात्रा को संभालने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं और इनमें ऐसी सामग्रियां शामिल हैं जो अक्सर अधिक महंगी होती हैं और पेपर सेंट्रीफ्यूज2,4,5,6,7,8,9,10 में उपयोग किए जाने वाले सेंट्रीफ्यूज की तुलना में दुर्गम है।.वास्तव में, फेंकी गई कागजी सामग्री अक्सर हर जगह पाई जाती है;उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, नगर निगम के ठोस कचरे में कागज और पेपरबोर्ड का हिस्सा 20% से अधिक है, जो पेपर सेंट्रीफ्यूज के निर्माण के लिए प्रचुर, सस्ता या यहां तक ​​कि मुफ्त स्रोत प्रदान करता है।उदाहरण के लिए CentREUSE11.इसके अलावा, प्रकाशित कई अन्य कम लागत वाले समाधानों की तुलना में, CentREUSE को बनाने के लिए विशेष हार्डवेयर (जैसे 3 डी प्रिंटिंग हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर, लेजर कटिंग हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर इत्यादि) की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे हार्डवेयर अधिक संसाधन गहन हो जाता है।.ये लोग परिवेश 4, 8, 9, 10 में हैं।
चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए हमारे पेपर सेंट्रीफ्यूज की व्यावहारिक उपयोगिता के प्रमाण के रूप में, हम विट्रीस बोलस इंजेक्शन के लिए एसीटोन (टीए) में ट्राईमिसिनोलोन सस्पेंशन के तेजी से और विश्वसनीय निपटान का प्रदर्शन करते हैं - विभिन्न नेत्र रोगों के दीर्घकालिक उपचार के लिए एक स्थापित कम लागत वाला हस्तक्षेप1 ,3.CentREUSE के साथ 3 मिनट के बाद निपटान के परिणाम गुरुत्वाकर्षण-मध्यस्थता के 12 घंटे के निपटान के बाद के परिणामों के बराबर थे।इसके अलावा, 5 और 10 मिनट के लिए सेंट्रीफ्यूजेशन के बाद सेंट्रीयूज के परिणाम गुरुत्वाकर्षण द्वारा प्राप्त परिणामों से अधिक थे और क्रमशः 5 मिनट के लिए 10 और 50 आरसीएफ पर औद्योगिक सेंट्रीफ्यूजेशन के बाद देखे गए परिणामों के समान थे।विशेष रूप से, हमारे अनुभव में, CentREUSE परीक्षण किए गए अन्य तरीकों की तुलना में एक तेज और चिकनी तलछट-सतह पर तैरनेवाला इंटरफ़ेस उत्पन्न करता है;यह वांछनीय है क्योंकि यह प्रशासित दवा की खुराक का अधिक सटीक मूल्यांकन करने की अनुमति देता है, और कण मात्रा के न्यूनतम नुकसान के साथ सतह पर तैरनेवाला को निकालना आसान होता है।
अवधारणा के प्रमाण के रूप में इस एप्लिकेशन का चुनाव संसाधन-सीमित सेटिंग्स में लंबे समय तक काम करने वाले इंट्राविट्रियल स्टेरॉयड तक पहुंच में सुधार की चल रही आवश्यकता से प्रेरित था।इंट्राविट्रियल स्टेरॉयड का व्यापक रूप से विभिन्न प्रकार की आंखों की स्थितियों के इलाज के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें डायबिटिक मैक्यूलर एडिमा, उम्र से संबंधित मैक्यूलर डीजनरेशन, रेटिनल वैस्कुलर रोड़ा, यूवाइटिस, रेडिएशन रेटिनोपैथी और सिस्टिक मैक्यूलर एडिमा3,12 शामिल हैं।इंट्राविट्रियल प्रशासन के लिए उपलब्ध स्टेरॉयड में से, टीए दुनिया भर में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाता है12।यद्यपि टीए परिरक्षकों (पीएफ-टीए) के बिना तैयारी उपलब्ध हैं (उदाहरण के लिए, ट्राइसेंस [40 मिलीग्राम/एमएल, एल्कॉन, फोर्ट वर्थ, यूएसए]), बेंजाइल अल्कोहल परिरक्षकों के साथ तैयारी (उदाहरण के लिए, केनलॉग-40 [40 मिलीग्राम/एमएल, ब्रिस्टल-) मायर्स स्क्विब, न्यूयॉर्क, यूएसए]) सबसे लोकप्रिय3,12 बना हुआ है।यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दवाओं के बाद वाले समूह को केवल इंट्रामस्क्युलर और इंट्राआर्टिकुलर उपयोग के लिए अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) द्वारा अनुमोदित किया गया है, इसलिए इंट्राओकुलर प्रशासन को अपंजीकृत 3, 12 माना जाता है।यद्यपि इंट्राविट्रियल टीए की इंजेक्शन योग्य खुराक संकेत और तकनीक के अनुसार भिन्न होती है, सबसे आम तौर पर बताई गई खुराक 4.0 मिलीग्राम है (यानी 40 मिलीग्राम/एमएल समाधान से 0.1 मिलीलीटर की इंजेक्शन मात्रा), जो आमतौर पर लगभग 3 महीने की उपचार अवधि देती है प्रभाव 1 , 12, 13, 14, 15.
पुरानी, ​​गंभीर या आवर्ती नेत्र रोगों में इंट्राविट्रियल स्टेरॉयड की कार्रवाई को लम्बा करने के लिए, कई लंबे समय तक काम करने वाले इम्प्लांटेबल या इंजेक्टेबल स्टेरॉयड उपकरण पेश किए गए हैं, जिनमें डेक्सामेथासोन 0.7 मिलीग्राम (ओजुरडेक्स, एलर्जेन, डबलिन, आयरलैंड), रिलैक्स फ्लोराइड एसीटोनाइड 0.59 मिलीग्राम (रिटिसर्ट) शामिल हैं। , बॉश और लोम्ब, लावल, कनाडा) और फ्लुओसिनोलोन एसीटोनाइड 0.19 मिलीग्राम (इलुवियन, अलीमेरा साइंसेज, अल्फारेटा, जॉर्जिया, यूएसए)3,12।हालाँकि, इन उपकरणों में कई संभावित कमियाँ हैं।संयुक्त राज्य अमेरिका में, प्रत्येक उपकरण को केवल कुछ संकेतों के लिए अनुमोदित किया जाता है, जिससे बीमा कवरेज सीमित हो जाता है।इसके अलावा, कुछ उपकरणों को सर्जिकल प्रत्यारोपण की आवश्यकता होती है और यह अद्वितीय जटिलताओं का कारण बन सकता है जैसे डिवाइस का पूर्वकाल कक्ष में स्थानांतरण3,12।इसके अलावा, ये उपकरण TA3,12 की तुलना में कम आसानी से उपलब्ध होते हैं और बहुत अधिक महंगे होते हैं;मौजूदा अमेरिकी कीमतों पर, केनलॉग-40 की कीमत लगभग 20 डॉलर प्रति 1.0 मिली सस्पेंशन है, जबकि ओजुरडेक्स, रेटिसर्ट और इलुवियन एक्सप्लांट करते हैं।प्रवेश शुल्क लगभग $1400 है।, क्रमशः $20,000 और $9,200।साथ में, ये कारक संसाधन-बाधित सेटिंग्स में लोगों के लिए इन उपकरणों तक पहुंच को सीमित करते हैं।
इसकी कम लागत, अधिक उदार प्रतिपूर्ति और अधिक उपलब्धता के कारण इंट्राविट्रियल टीए1,3,16,17 के प्रभाव को लम्बा करने का प्रयास किया गया है।इसकी कम पानी में घुलनशीलता को देखते हुए, टीए एक डिपो के रूप में आंखों में रहता है, जिससे धीरे-धीरे और अपेक्षाकृत निरंतर दवा का प्रसार होता है, इसलिए बड़े डिपो1,3 के साथ प्रभाव लंबे समय तक रहने की उम्मीद है।इस प्रयोजन के लिए, विट्रीस में इंजेक्शन से पहले टीए सस्पेंशन को केंद्रित करने के लिए कई तरीके विकसित किए गए हैं।यद्यपि निष्क्रिय (यानी गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर) निपटान या माइक्रोफिल्ट्रेशन पर आधारित विधियों का वर्णन किया गया है, ये विधियां अपेक्षाकृत समय लेने वाली हैं और परिवर्तनशील परिणाम देती हैं15,16,17।इसके विपरीत, पिछले अध्ययनों से पता चला है कि सेंट्रीफ्यूजेशन-सहायता वर्षा द्वारा टीए को तेजी से और विश्वसनीय रूप से केंद्रित किया जा सकता है (और इस प्रकार लंबे समय तक कार्रवाई)।निष्कर्ष में, केन्द्रापसारक रूप से केंद्रित टीए की सुविधा, कम लागत, अवधि और प्रभावकारिता इस हस्तक्षेप को संसाधन-सीमित सेटिंग्स में रोगियों के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाती है।हालाँकि, विश्वसनीय सेंट्रीफ्यूजेशन तक पहुंच की कमी इस हस्तक्षेप को लागू करने में एक बड़ी बाधा हो सकती है;इस मुद्दे को संबोधित करके, CentREUSE संसाधन-सीमित सेटिंग में रोगियों के लिए दीर्घकालिक स्टेरॉयड थेरेपी की उपलब्धता बढ़ाने में मदद कर सकता है।
हमारे अध्ययन में कुछ सीमाएँ हैं, जिनमें CentREUSE उपकरण की मूल कार्यक्षमता से संबंधित सीमाएँ भी शामिल हैं।डिवाइस एक गैर-रेखीय, गैर-रूढ़िवादी थरथरानवाला है जो मानव इनपुट पर निर्भर करता है और इसलिए उपयोग के दौरान सटीक और स्थिर रोटेशन दर प्रदान नहीं कर सकता है;रोटेशन की गति कई चर पर निर्भर करती है, जैसे डिवाइस के स्वामित्व के स्तर पर उपयोगकर्ता का प्रभाव, उपकरण के संयोजन में उपयोग की जाने वाली विशिष्ट सामग्री और काते जा रहे कनेक्शन की गुणवत्ता।यह वाणिज्यिक उपकरणों से भिन्न है जहां घूर्णी गति को लगातार और सटीक रूप से लागू किया जा सकता है।इसके अलावा, CentREUSE द्वारा प्राप्त गति को अन्य सेंट्रीफ्यूज डिवाइस2 द्वारा प्राप्त गति की तुलना में अपेक्षाकृत मामूली माना जा सकता है।सौभाग्य से, हमारे उपकरण द्वारा उत्पन्न गति (और संबंधित केन्द्रापसारक बल) हमारे अध्ययन में विस्तृत अवधारणा (यानी, टीए जमाव) का परीक्षण करने के लिए पर्याप्त थी।केंद्रीय डिस्क 2 के द्रव्यमान को हल्का करके घूर्णन गति को बढ़ाया जा सकता है;इसे हल्के पदार्थ (जैसे पतले कार्डबोर्ड) का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है यदि यह तरल से भरी दो सिरिंजों को पकड़ने के लिए पर्याप्त मजबूत हो।हमारे मामले में, मानक "ए" स्लॉटेड कार्डबोर्ड (4.8 मिमी मोटा) का उपयोग करने का निर्णय जानबूझकर किया गया था, क्योंकि यह सामग्री अक्सर शिपिंग बक्से में पाई जाती है और इसलिए आसानी से पुनर्चक्रण योग्य सामग्री के रूप में पाई जाती है।केंद्रीय डिस्क 2 की त्रिज्या को कम करके घूर्णन गति को भी बढ़ाया जा सकता है।हालाँकि, 1.0 मिली सिरिंज को समायोजित करने के लिए हमारे प्लेटफ़ॉर्म का दायरा जानबूझकर अपेक्षाकृत बड़ा बनाया गया था।यदि उपयोगकर्ता छोटे जहाजों को सेंट्रीफ्यूज करने में रुचि रखता है, तो त्रिज्या को कम किया जा सकता है - एक ऐसा परिवर्तन जिसके परिणामस्वरूप अनुमानित रूप से उच्च घूर्णी गति (और संभवतः उच्च केन्द्रापसारक बल) होते हैं।
इसके अलावा, हमने उपकरण की कार्यक्षमता पर ऑपरेटर की थकान के प्रभाव का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन नहीं किया है।दिलचस्प बात यह है कि हमारे समूह के कई सदस्य बिना किसी थकान के 15 मिनट तक डिवाइस का उपयोग करने में सक्षम थे।जब लंबे समय तक सेंट्रीफ्यूज की आवश्यकता होती है तो ऑपरेटर की थकान का एक संभावित समाधान दो या अधिक उपयोगकर्ताओं को घुमाना है (यदि संभव हो)।इसके अलावा, हमने डिवाइस के स्थायित्व का गंभीर रूप से मूल्यांकन नहीं किया, क्योंकि डिवाइस के घटकों (जैसे कार्डबोर्ड और कॉर्ड) को पहनने या क्षति की स्थिति में कम या बिना किसी लागत के आसानी से बदला जा सकता था।दिलचस्प बात यह है कि हमारे पायलट परीक्षण के दौरान, हमने कुल मिलाकर 200 मिनट से अधिक समय तक एक डिवाइस का उपयोग किया।इस अवधि के बाद, घिसाव का एकमात्र ध्यान देने योग्य लेकिन मामूली संकेत धागों में छिद्र है।
हमारे अध्ययन की एक और सीमा यह है कि हमने जमा किए गए टीए के द्रव्यमान या घनत्व को विशेष रूप से नहीं मापा, जिसे सेंट्रीयूज डिवाइस और अन्य तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है;इसके बजाय, इस उपकरण का हमारा प्रायोगिक सत्यापन तलछट घनत्व (एमएल में) की माप पर आधारित था।घनत्व का अप्रत्यक्ष माप.इसके अलावा, हमने मरीजों पर सेंट्रीयूज कंसंट्रेटेड टीए का परीक्षण नहीं किया है, हालांकि, चूंकि हमारे डिवाइस ने वाणिज्यिक सेंट्रीफ्यूज का उपयोग करके उत्पादित टीए छर्रों के समान टीए छर्रों का उत्पादन किया है, इसलिए हमने मान लिया कि सेंट्रीयूज कंसंट्रेटेड टीए उतना ही प्रभावी और सुरक्षित होगा जितना पहले इस्तेमाल किया गया था।साहित्य में।पारंपरिक अपकेंद्रित्र उपकरणों1,3 के लिए रिपोर्ट की गई।CentREUSE फोर्टिफिकेशन के बाद प्रशासित टीए की वास्तविक मात्रा निर्धारित करने वाले अतिरिक्त अध्ययन इस एप्लिकेशन में हमारे डिवाइस की वास्तविक उपयोगिता का और अधिक मूल्यांकन करने में मदद कर सकते हैं।
हमारी जानकारी के अनुसार, CentREUSE, एक उपकरण जिसे आसानी से उपलब्ध कचरे से बनाया जा सकता है, चिकित्सीय सेटिंग में उपयोग किया जाने वाला पहला मानव-संचालित, पोर्टेबल, अल्ट्रा-कम लागत वाला पेपर सेंट्रीफ्यूज है।अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में सेंट्रीफ्यूज करने में सक्षम होने के अलावा, CentREUSE को प्रकाशित अन्य कम लागत वाले सेंट्रीफ्यूज की तुलना में विशेष सामग्रियों और निर्माण उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है।तीव्र और विश्वसनीय टीए वर्षा में सेंट्रीयूज की प्रदर्शित प्रभावकारिता संसाधन-सीमित सेटिंग्स में लोगों में दीर्घकालिक इंट्राविट्रियल स्टेरॉयड उपलब्धता में सुधार करने में मदद कर सकती है, जो विभिन्न प्रकार की नेत्र संबंधी स्थितियों के इलाज में मदद कर सकती है।इसके अलावा, हमारे पोर्टेबल मानव-संचालित सेंट्रीफ्यूज का लाभ अनुमानित रूप से विकसित देशों में बड़े तृतीयक और चतुर्धातुक स्वास्थ्य केंद्रों जैसे संसाधन-समृद्ध स्थानों तक फैलता है।इन शर्तों के तहत, सेंट्रीफ्यूजिंग उपकरणों की उपलब्धता नैदानिक ​​​​और अनुसंधान प्रयोगशालाओं तक ही सीमित रह सकती है, जिससे मानव शरीर के तरल पदार्थ, पशु उत्पादों और अन्य खतरनाक पदार्थों के साथ सीरिंज के दूषित होने का खतरा हो सकता है।इसके अलावा, ये प्रयोगशालाएँ अक्सर मरीजों की देखभाल के स्थान से दूर स्थित होती हैं।यह, बदले में, उन स्वास्थ्य सेवा प्रदाताओं के लिए एक तार्किक बाधा हो सकता है जिन्हें सेंट्रीफ्यूजेशन तक त्वरित पहुंच की आवश्यकता होती है;CentREUSE की तैनाती रोगी की देखभाल को गंभीर रूप से बाधित किए बिना अल्पावधि में चिकित्सीय हस्तक्षेप तैयार करने के व्यावहारिक तरीके के रूप में काम कर सकती है।
इसलिए, हर किसी के लिए उन चिकित्सीय हस्तक्षेपों के लिए तैयारी करना आसान बनाने के लिए जिनके लिए सेंट्रीफ्यूजेशन की आवश्यकता होती है, अतिरिक्त सूचना अनुभाग के तहत इस ओपन सोर्स प्रकाशन में सेंट्रीयूज बनाने के लिए एक टेम्पलेट और निर्देश शामिल किए गए हैं।हम पाठकों को आवश्यकतानुसार CentREUSE को फिर से डिज़ाइन करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं।
इस अध्ययन के परिणामों का समर्थन करने वाला डेटा उचित अनुरोध पर संबंधित एसएम लेखक से उपलब्ध है।
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