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").
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.
Storia XIX secolo: gli operai in Francia avevano iniezioni accidentali di jet con pistole per ingrassaggio ad alta potenza 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. 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. 1937: prima pubblicazione di un getto d'iniezione accidentale da parte di un iniettore di carburante di un motore diesel . 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. 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. 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". 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. 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.
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. 1961: il Dipartimento dell'Esercito fa degli iniettori a getto di ugelli multiuso lo standard per la somministrazione di immunizzazioni. 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. 1964: Aaron Ismach inventò un ugello intradermico per l'iniettore Ped-O-Jet, che consentì la consegna delle vaccinazioni di vaiolo poco profonde. 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. 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. 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.
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. 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. 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. 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 13 febbraio 2013: l'iniettore senza ago PharmaJet Stratis ha ricevuto la certificazione PQS dell'OMS . 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 . 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. Ottobre 2017: David Fernandez Rivas ha sviluppato un nuovo tipo di iniettore a getto laser
Tipi
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. Un test di sicurezza (Kelly e colleghi, 2008) 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).
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".
Criticità 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 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.
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. Hoffman e colleghi (2001) hanno anche osservato che l'ugello e il percorso del fluido interno dell'iniettore a getto erano contaminati.
Risucchio di fluido 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.
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.
Flusso retrogrado 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.
Questo problema è stato segnalato da numerosi ricercatori.
L'epatite B può essere trasmessa da meno di un milionesimo di millilitro 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.