Введение
Медицинское инъекционное устройство
Шприц – это простой возвратно-поступательный насос, состоящий из плунжера (хотя в современных шприцах это фактически поршень), который плотно прилегает к цилиндрической трубке, называемой корпусом. Плунжер может линейно перемещаться вперед и назад внутри трубки, позволяя шприцу всасывать и выталкивать жидкость или газ через выходное отверстие на переднем (открытом) конце трубки. Открытый конец шприца может быть оснащен гиподермической иглой, наконечником или трубкой для направления потока внутрь и наружу корпуса. Шприцы часто используются в клинической медицине для введения инъекций, внутривенного вливания в кровоток, нанесения веществ, таких как клей или смазка, а также для забора/измерения жидкостей. Существуют также предварительно заполненные шприцы (одноразовые шприцы, поставляемые с жидкостью внутри). Слово "шприц" происходит от греческого σύριγξ (syrinx, что означает "сиринкс", "труба").
Медицинские шприцы
На рынке шприцев и игл представлены одноразовые и безопасные шприцы, инъекционные ручки, безъигольные инжекторы, инсулиновые помпы и специальные иглы. Гиподермические шприцы используются с гиподермическими иглами для введения жидкостей или газов в ткани организма или для их извлечения. Введение воздуха в кровеносный сосуд опасно, поскольку может вызвать воздушную эмболию; предотвращение эмболии путем удаления воздуха из шприца – одна из причин, по которой гиподермический шприц обычно держат иглой вверх, постукивают по нему и выпускают небольшое количество жидкости перед инъекцией в кровоток. Корпус шприца изготавливается из пластика или стекла, обычно имеет градуировку, указывающую объем жидкости в шприце, и почти всегда прозрачен. Стеклянные шприцы можно стерилизовать в автоклаве. Пластиковые шприцы могут иметь двух- или трехкомпонентную конструкцию. Трехкомпонентный шприц содержит пластиковый поршень/плунжер с резиновым наконечником для создания герметичного соединения между поршнем и корпусом, в то время как двухкомпонентный шприц изготавливается для обеспечения плотного прилегания пластикового поршня к корпусу, создавая герметичность без необходимости использования отдельного синтетического резинового поршня. Двухкомпонентные шприцы традиционно использовались в европейских странах для предотвращения введения дополнительных веществ, таких как силиконовое масло, необходимое для смазки поршней трехкомпонентных шприцев. Большинство современных медицинских шприцев изготавливаются из пластика, поскольку они достаточно дешевы для одноразового использования, что снижает риск распространения заболеваний, передающихся через кровь. Повторное использование игл и шприцев привело к распространению заболеваний, особенно ВИЧ и гепатита, среди людей, употребляющих инъекционные наркотики. Шприцы также часто повторно используются больными диабетом, поскольку им может потребоваться несколько шприцев в день при многократных инъекциях инсулина, что становится проблемой доступности для многих. Даже если шприц и игла используются только одним человеком, эта практика все равно небезопасна, поскольку может привести к попаданию бактерий из кожи в кровоток и вызвать серьезные, а иногда и смертельные инфекции. В медицинских учреждениях одноразовые иглы и шприцы эффективно снижают риск перекрестного заражения. Медицинские шприцы иногда используются без иглы для перорального введения жидких лекарств маленьким детям или животным, или молока маленьким животным, поскольку дозу можно точно отмерить, и легче ввести лекарство в рот, чем заставить субъекта пить из мерной ложки.
Конструкция кончиков
Шприцы имеют различные конструкции для области соединения иглы с корпусом шприца. Наиболее известной из них является Luer-lock – система, при которой обе части просто скручиваются вместе. Корпусы с простым, гладким соединением называются slip-tip и удобны для подключения шприца к устройствам, не имеющим резьбового соединения. Похожим типом является кончик катетера, который по сути является slip-tip, но более длинный и конический, что позволяет легко вводить его в отверстия, где конус обеспечивает плотное прилегание. Они также могут использоваться для промывания ран или крупных абсцессов в ветеринарии. Существует также эксцентрический наконечник, при котором выходное отверстие шприца расположено не по центру, а сбоку. Это позволяет игле располагаться почти параллельно стенкам шприца, что необходимо, когда требуется очень близкое расположение иглы к коже (например, при инъекциях в поверхностную вену или артерию).
Шприцы для экстракции яда
Шприцы для извлечения яда отличаются от обычных шприцев тем, что обычно не прокалывают рану. Наиболее распространенные типы имеют пластиковый наконечник, который прикладывают к пораженному участку, а затем оттягивают поршень шприца, создавая вакуум, который, как считается, вытягивает яд. Использовать такие шприцы для лечения укусов змей категорически не рекомендуется, так как это неэффективно и может привести к дополнительным повреждениям. Иногда шприцы этого типа применяют для удаления личинок человеческой пиявки с кожи.
Пероральный
Пероральный шприц – это измерительный прибор, используемый для точного дозирования жидких лекарственных средств, выражаемого в миллилитрах (мл). Он не имеет резьбы на кончике, так как к нему не требуется прикручивать иглы или другие устройства. Содержимое просто выдавливается или втягивается из шприца непосредственно в рот человеку или животному. Пероральные шприцы доступны в различных размерах, от 1 до 10 мл и больше. Обычно пероральный шприц имеет фиолетовый цвет, чтобы отличить его от обычного шприца для инъекций с люэр-кончиком. Наиболее часто используемые размеры – 1 мл, 2,5 мл, 3 мл, 5 мл и 10 мл.
Шприцы для зубов
Стоматологический шприц – это шприц, используемый стоматологами для инъекции анестетика. Он состоит из шприца с казенным заряжанием, оснащенного герметичным картриджем, содержащим анестетический раствор. В 1928 году Bayer Dental разработала, запатентовала и начала производство герметичной системы картриджей под зарегистрированным товарным знаком Carpule®. Нынешним владельцем товарного знака является Kulzer Dental GmbH. Карпулы изначально предназначались для анестетических препаратов для стоматологического применения. По сути, это неиссякаемый резервуар. Его заменяет эластомерный поршень, который может скользить внутри картриджа. Этот поршень будет приводиться в движение плунжером шприца. Горлышко закрыто резиновой крышкой. Стоматолог помещает картридж непосредственно в шприц из нержавеющей стали с двусторонней (одноразовой) иглой. Кончик, соприкасающийся со стороной картриджа, прокалывает его, а поршень выталкивает содержимое. Таким образом, во время использования препарат не контактирует с окружающим воздухом. Вспомогательный инструмент (обычно часть стоматологической установки), используемый для подачи воды, сжатого воздуха или спрея (образуемого путем смешивания воды и сжатого воздуха) в ротовую полость для ирригации (очистки рабочей области от остатков), также называют стоматологическим шприцем или ирригационной насадкой. Трехканальный шприц/насадка имеет отдельные внутренние каналы для подачи воздуха, воды или спрея, создаваемого путем смешивания сжатого воздуха с потоком воды. Наконечник шприца можно отсоединить от корпуса и при необходимости заменить. В Великобритании и Ирландии для инъекций лидокаина в десны пациентов используются ручные шприцы.
Регулирование
В некоторых юрисдикциях продажа или хранение гиподермических шприцев может контролироваться или быть запрещенной без рецепта в связи с возможностью их использования для введения наркотических средств внутривенно.
Немедицинское применение
Шприц имеет множество применений не в медицинских целях.
Лабораторные применения
Гиподермальные шприцы медицинского назначения часто используются в исследовательских лабораториях из-за удобства и невысокой стоимости. Другое применение – использование кончика иглы для добавления жидкостей в очень ограниченные пространства, например, для промывки научного оборудования. Они часто применяются для измерения и переноса растворителей и реагентов, когда не требуется высокая точность. В качестве альтернативы можно использовать микролитровые шприцы для точного измерения и дозирования химических веществ, используя капилляр небольшого диаметра в качестве цилиндра шприца. Полиэтиленовая конструкция этих одноразовых шприцев обычно обеспечивает достаточную химическую стойкость. Однако существует риск выщелачивания пластификаторов из материала шприца в содержимое. Если это представляет проблему, предпочтительнее использовать не одноразовые стеклянные шприцы. Стеклянные шприцы также могут быть предпочтительнее, когда требуется очень высокая точность (например, при количественном химическом анализе), поскольку они имеют более низкие инженерные допуски и поршни двигаются плавнее. В таких случаях передача патогенов обычно не вызывает опасений. Используемые с длинной иглой или канюлей, шприцы также полезны для переноса жидкостей через резиновые пробки, когда необходимо исключить воздействие атмосферного кислорода или влаги. Примеры включают перенос реагентов, чувствительных к воздуху или пирофорных, таких как фенилмагнийбромид и н-бутиллитий соответственно. Стеклянные шприцы также используются для инъекции небольших образцов для газовой хроматографии (1 мкл) и масс-спектрометрии (10 мкл). Вместе со шприцем могут использоваться шприцевые насосы.
Приготовление пищи
Некоторые кулинарные применения шприцев включают введение жидкостей (например, подливы) внутрь других продуктов или использование при изготовлении некоторых конфет. Шприцы также могут применяться при приготовлении мяса для улучшения вкуса и текстуры путем инъекции сока внутрь, а в кондитерском деле – для наполнения выпечки начинкой. Обычно такие шприцы изготавливаются из компонентов из нержавеющей стали, включая цилиндр, что облегчает их разборку и очистку.
Другие
Шприцы используются для заправки чернилами картриджей в перьевых ручках. Распространенные применения в мастерских включают впрыскивание клея в труднодоступные места для ремонта соединений, где разборка непрактична или невозможна, а также впрыскивание смазочных материалов на рабочие поверхности без проливания. Иногда для искусственного вскармливания очень маленьких детенышей млекопитающих используют большой шприц без иглы. Исторически, большие насосы, использующие возвратно-поступательное движение для перекачки воды, назывались шприцами. Насосы этого типа использовались в качестве первых средств пожаротушения. Существуют фонтанные шприцы, в которых жидкость находится в мешке или баллоне и поступает к соплу по трубке. Ранее для этих целей использовались клизменные шприцы. Рыхлый снус часто наносят с помощью модифицированных шприцев. Сопло удаляется, чтобы отверстие соответствовало ширине камеры. Снус можно плотно утрамбовать в камеру и поместить под верхнюю губу. Для этой цели также производятся специальные шприцы-дозаторы.
Историческая хронология
В древности использовались поршневые шприцы. В I веке нашей эры Аул Корнелий Цельс упомянул об их использовании для лечения медицинских осложнений в своем труде De Medicina. В IX веке иракский/египетский хирург Аммар ибн Али аль-Мавсили описал шприц, использующий полую стеклянную трубку и вакуум для удаления катаракты из глаз пациентов, практика, которая сохранялась как минимум до XIII века. Коренные народы доколумбовой Америки создали первые гиподермические иглы и шприцы, используя «полые птичьи кости и мочевые пузыри мелких животных». В 1650 году Блез Паскаль изобрел шприц (не обязательно гиподермальный) как применение закона Паскаля. В 1844 году ирландский врач Фрэнсис Ринд изобрел полые иглы и использовал их для первых задокументированных подкожных инъекций, в частности, седативного средства для лечения невралгии. В 1853 году Шарль Праваз и Александр Вуд независимо разработали медицинские шприцы с иглой, достаточно тонкой, чтобы проколоть кожу. Шприц Праваза был изготовлен из серебра и использовал винтовой механизм для дозирования жидкости. Шприц Вуда был сделан из стекла, что позволяло видеть и измерять его содержимое, и использовал поршень для введения. По сути, это шприц, который используется и сегодня. В 1865 году Чарльз Хантер ввел термин «гиподермический» и разработал усовершенствование шприца, которое фиксировало иглу на месте, предотвращая ее выпадение из конца шприца при нажатии на поршень, и опубликовал исследование, показывающее, что инъекции обезболивающих можно делать в любом месте тела, а не только в области боли, сохраняя при этом эффективность. В 1867 году Медицинское и хирургическое общество Лондона исследовало, оказывают ли инъекционные наркотики общее воздействие (как утверждал Хантер) или действуют только местно (как утверждал Вуд). Проведя испытания на животных и собрав мнения медицинского сообщества, они однозначно поддержали точку зрения Хантера. В 1946 году компания Chance Brothers в Сметвике, Вест-Мидлендс, Англия, произвела первый полностью стеклянный шприц со взаимозаменяемым цилиндром и поршнем, что позволило массово стерилизовать компоненты без необходимости их подбора. В 1949 году австралийский изобретатель Чарльз Ротхаузер создал первый в мире пластиковый одноразовый гиподермический шприц на своей фабрике в Аделаиде. В 1951 году Ротхаузер выпустил первые шприцы, изготовленные методом литья под давлением из полипропилена, пластика, который можно стерилизовать нагреванием. Миллионы шприцев были произведены для австралийского и экспортного рынков. В 1956 году новозеландский фармацевт и изобретатель Колин Мердок получил патенты в Новой Зеландии и Австралии на одноразовый пластиковый шприц.