Устройство для безопасного извлечения игл из шприцев

Введение

Медицинское устройство

Удалятор игл – это устройство, предназначенное для физического извлечения иглы из шприца. В развивающихся странах по-прежнему существует потребность в повышении безопасности при работе с иглами в медицинских учреждениях, поскольку большинство процедур удаления игл выполняются вручную, сопряжено с высоким риском травмирования кожей и, как следствие, инфицирования. Эти страны не могут позволить себе шприцы с индивидуальными защитными механизмами, поэтому для удаления иглы из шприца необходимо использовать удаляторы игл. Это снижает вероятность распространения патогенов за счет предотвращения повторного использования шприцев, уменьшения количества случайных уколов и облегчения утилизации шприцев.

Предыстория

В регионах, обследованных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в начале 2000-х годов, количество зарегистрированных травм от уколов иглой в развивающихся странах варьировалось от 0,93 до 4,68 случаев на человека в год, что в пять раз превышает показатели в промышленно развитых странах. Травмы от уколов иглой усугубляются риском передачи заболеваний, таких как гепатит В, гепатит С и ВИЧ. В Гане исследование, проведенное среди 803 школьников, показало, что у 61,2% из них был обнаружен хотя бы один признак вируса гепатита В. В результате, медицинские работники, пациенты и население развивающихся стран подвергаются повышенному риску заражения передающимися через кровь патогенами из-за повторного использования и неправильной утилизации игл, а также случайных уколов. В США Закон о безопасности игл, принятый в 2000 году, и Стандарт по работе с патогенами, передающимися через кровь, 2001 года, предписали обязательное использование защитных устройств и инструментов для безопасного извлечения игл при работе с любыми острыми предметами. Это привело к значительному увеличению объема исследований, разработок и маркетинга устройств для обеспечения безопасности игл и инструментов для их извлечения. В большинстве больниц и медицинских учреждений США соблюдение правил безопасности при работе с иглами обеспечивается за счет использования индивидуальных защитных устройств и контейнеров для утилизации игл.

Существующие решения

Одной из наиболее распространенных причин травм от укола иглой, которые Закон о травмах от уколов и Стандарт по кровипереносимым патогенам стремились снизить, был перехват иглы двумя руками. В результате, в инсулиновые и туберкулиновые шприцы был добавлен механизм закрытия иглы одной рукой. Колпачок крепится к шприцу посредством шарнира, позволяющего одним движением надеть колпачок на иглу. Недостатком шарнирной системы является то, что колпачок может зацепиться за украшения и одежду, может быть случайно задет при использовании, а фиксированное положение может мешать при инъекциях под небольшим углом. Поэтому компания Becton Dickinson (BD) недавно представила усовершенствованную систему безопасности: вместо шарнира устройство надевается на иглу и полностью закрывает ее кончик, предотвращая случайные уколы. Однако аналогичные правила, касающиеся игл и шприцев, не существуют в большинстве стран мира. Например, ВОЗ может регулировать вакцинацию в развивающихся странах только путем обеспечения того, чтобы все шприцы для вакцинации, отправляемые в эти страны, имели функцию автоматической блокировки, поскольку основная проблема заключается в повторном использовании загрязненных игл и шприцев. Эта функция позволяет использовать шприцы только один раз, исключая возможность повторного использования. Эти механизмы могут представлять собой зубцы, блокирующие поршень, или мешок с предварительно заполненной вакциной, предотвращающий повторное использование. Например, SoloShot оснащен металлическим зажимом, который блокирует поршень после однократного использования. BD Uniject – это предварительно заполненный шприц для вакцинации, в котором вместо поршня используется пластиковая груша и имеется дисковый клапан для предотвращения повторного использования. Тем не менее, более 90% шприцев в мире не имеют функции автоматической блокировки. Основная забота – безопасность оператора устройства; ни один инженер не должен создавать устройство, которое может нанести вред пользователю. Другая проблема заключается в том, что дети могут получить доступ к устройству и случайно пораниться. Если конструкция устройства потенциально может привести к любой из этих проблем, команда обязана этически пересмотреть эту конструкцию, либо усовершенствовать ее, либо отказаться от нее. Когда устройство функционирует эффективно и безопасно, оно способствует защите здоровья населения. В развивающихся странах риск передачи заболеваний повышен из-за высокого процента травм от уколов иглой, что является следствием недостаточного количества устройств для сбора использованных игл. В результате большему числу медицинских работников требуется тестирование и лечение после контакта с биологическими жидкостями, что обходится больницам и странам в значительные средства. Кроме того, существуют затраты на персонал, связанные с потерей квалифицированных медицинских работников из-за инфекций, полученных на рабочем месте. В странах Африки к югу от Сахары на 100 000 человек приходится менее 10 врачей, поэтому любая потеря медицинского персонала создает нагрузку на ресурсы больниц. Кроме того, развивающиеся страны вложили значительные средства в обучение своих медицинских работников, которые теряются, когда травмы от уколов иглой приводят к тому, что медицинские работники покидают медицинскую сферу. Существуют и другие патенты, использующие электричество между электродами или между вращающимися шестернями для замыкания иглы и ее отсоединения от шприца. Более сложная конструкция включает в себя дробильную мельницу и измельчитель для разрушения и измельчения пластиковых и металлических частей шприцев, после чего фрагменты нагреваются и охлаждаются. В результате получаются частицы металла, заключенные в кусок пластика. Однако электричество в развивающихся странах является ненадежным источником, поэтому предпочтительнее использовать ручные резаки для игл. Некоторые конструкции используют силу сжатия руки для приведения в движение одного или двух лезвий, которые перекрываются и разрезают иглу между ними. Другие конструкции используют вращательное движение для контакта режущего лезвия с иглой и ее разрезания. Еще одна конструкция имеет стационарную внешнюю поверхность, к которой прилегает корпус шприца, и цилиндрический внутренний режущий корпус с отверстием для прохождения иглы. Рычаг вращает внутренний корпус, который отрезает иглу от шприца и сбрасывает ее в контейнер. Кривошипная система может использоваться для привода аналогичной конструкции, которая также использует цилиндрический внутренний корпус. Однако вместо разрезания иглы устройство полностью вытягивает иглу из шприца, деформируя ее, и сбрасывает в контейнер. Более сложная конструкция фактически вытягивает иглу и муфту из корпуса шприца без вращательного движения: движение вниз при введении шприца в устройство приводит в действие две руки, которые отсоединяют иглу от шприца. Интересной особенностью этого устройства является то, что оно, по-видимому, предназначено для использования одной рукой. Другое устройство для использования одной рукой использует движение вниз для вращения шестерен, которые откручивают иглу и муфту от шприца. Эта конструкция сложна в реализации, поэтому ее усовершенствование заключается в использовании штифтов, которые захватывают и вращают муфту иглы вместо шестерен. Поступательное усилие передается на перемещение штифтов в спиральных пазах, что приводит к вращению муфты и отсоединению иглы от шприца. В 2006 году Yellowone разработал недорогое и простое решение с использованием старых банок из-под колы или пива для утилизации игл и специально разработанной крышки для их безопасной герметизации, которое получило название Antivirus. Крышка защелкивается на верхней части банки, надежно герметизируя ее без использования клея или инструментов. «Воротник» крышки защищает пользователя во время отсоединения иглы. Входное отверстие предназначено для разделения иглы и шприца в месте использования. Сквозь отверстие нельзя просунуть палец. Каждая банка надежно вмещает 150-200 использованных игл (Yellowone).

One of the most common causes of needle stick injuries, which the Needlestick Act and Bloodborne Pathogens Standard were attempting to decrease, was two handed recapping. As a result, a one handed capping mechanism was added to insulin and tuberculin syringes. The cap is attached to the syringe via a hinge, which allows the cap to be snapped onto the needle using one hand. The disadvantage to the hinge system is that the cap can get caught by jewelry and clothing, can get bumped when used, and the fixed position can be a hindrance during low angle injection. So Becton Dickinson (BD) has recently come out with a variation on this safety: instead of a hinge, the device slides over the needle and fully covers the tip of the needle, so accidental needle sticks do not occur. However, the rest of the world does not have similar needle and syringe regulations. For instance, the WHO is only able to regulate vaccinations in developing countries by ensuring that all vaccination syringes sent to these countries have autodisable features, since the major concern is the reuse of contaminated needles and syringes. These autodisable features allow the syringes to only be used once, so they cannot be reused. These mechanisms could be teeth that interlock to prevent the plunger from being pulled back for another use or a bag prefilled with the vaccine to stop reuse. For example, the SoloShot has a metal clip that locks the plunger down after one use. The BD Uniject is a prefilled vaccine syringe that uses a plastic bulb instead of a plunger and has a disc valve to prevent reuse. Still, over 90% of syringes worldwide do not have autodisable features. The main concern is for the operator of the device; no engineer should create a device that could injure the operator. Another concern is that children may gain access to the device and accidentally hurt themselves. If a device design could potentially cause either of these problems, the team would be ethically obligated to reexamine that design, and it would either have to be improved or abandoned. When the device functions effectively and safely, it will serve to protect the welfare of the community. In developing countries, the risk of disease transmission is elevated due to the high percentage of needle stick injuries, which is a result of inadequate needle collection devices. As a result, more health care workers have to undergo post exposure testing and treatment, both of which cost money for the hospitals and the countries. There is also the manpower cost associated with losing trained health care workers to infections acquired on the job. With fewer than 10 doctors for every 100,000 individuals in sub Saharan nations, any loss of hospital staff puts a strain of hospital resources. In addition, developing countries have made significant investments in training their health care workers, which is lost when occupational needle sticks cause health care workers to leave the medical field. There are other patents that use electricity between electrodes or between rotating gears to short circuit the needle and melt it off the syringe. A more complex design involves a hammer mill and grinder to break up and grind up the plastic and metal parts of the syringes, after which, the pieces are heated and cooled. The end result is metal particles encapsulated in a piece of plastic. However, electricity in developing countries is not a dependable source, so hand powered needle cutters would be preferred. Some designs use the squeezing force from a hand to force one or two blades to shear across each other and hence cut the needle between the blades. There are other designs in which a twisting motion brings a shearing blade in contact with the needle and thus cuts it. Another design has a stationary outer surface that the syringe body rests against and a cylindrical inner cutting body with a bore for the needle to pass through. A lever rotates the inner body, which shears the needle from the syringe and dumps the needle into a container. A crank system can be used to power a similar design, which also uses a cylindrical inner body. However instead of cutting the needle, the device pulls the needle completely out of the syringe, which deforms the needle, and dumps it into a container. A more complicated design actually pulls the needle and collar from the barrel of the syringe without a rotational motion: the downward motion of putting the syringe into the device powers two arms to pull the needle off the syringe. The interesting aspect of this device is that it appears to be one handed. Another one handed device uses a downward motion to cause rotating gears to unscrew the needle and collar from the syringe. This design is very complex to implement, so an improvement of this design involves pegs that grip and rotate the needle collar instead of gears. The downward force is transferred into moving the pegs in helical slots, which causes the collar to rotate and the needle to be removed from the syringe. In 2006 a cheap and simple solution utilizing old cola or beer cans to dispose needles and specially developed lid to safely seal them was designed by Yellowone and given the name Antivirus. The lid snaps onto the top of the can permanently sealing it without using any glue or tools. The ’collar’ of the cap is protecting the user during the needle separation process. The insertion hole is designed to separate needle and syringe at the point of use. No finger can pass through the opening. Each can securely contains 150 200 used needles (Yellowone).

Коммерческие модели

Сейчас на рынке представлено несколько устройств для электрического удаления игл. Устройство для уничтожения игл, предлагаемое компанией American Scientific Resources (ASFX), использует технологию плазменной дуги для уничтожения иглы, уничтожения патогенов и затупления шприца. Разработанное для использования одной рукой, это устройство полностью устраняет острые части. Одна из моделей от Techno Fab использует обычное электрическое короткое замыкание для расплавления иглы, а другое устройство для удаления игл, представленное на CarePathways.com, использует плазменную дугу для расплавления иглы. Уникальная конструкция устройства для удаления игл – это Устройство для удаления игл, разработанное Программой по внедрению соответствующих технологий в здравоохранении (PATH). Оно использует две рукоятки, которые сжимаются вместе, чтобы сдвинуть два круглых лезвия относительно друг друга, отрезая наконечник от шприца. Оно также многоразовое, а его целевая стоимость составляет около 15 долларов. Стоимость Clip&Stor составляет около семи долларов. Также существует BD Hub Cutter, который использует сжимающее движение руки для разрезания шприца. Края сжимаемых частей оснащены лезвиями, которые и выполняют резку. Однако, в отличие от обычного устройства для удаления игл, BD Hub Cutter разрезает шприц у наконечника, полностью отделяя иглу от шприца. В результате риск загрязнения при случайном уколе полностью исключен, поскольку на шприце не остается осколков иглы. Тем не менее, Hub Cutter не предназначен для повторного использования, и весь блок подлежит утилизации. Стоимость Hub Cutter составляет около четырех долларов. Если эти устройства необходимо перевозить за границу, их цена может значительно превысить доступные ресурсы многих больниц в развивающихся странах, что является причиной их отказа от приобретения устройств для удаления игл.