Technologia infuzyjna

Technologia infuzyjna

Pomysł podawania leków bezpośrednio do krwiobiegu pojawił się już w czasach Renesansu. Pierwsze sprzęty używane w tym celu znacząco różniły się jednak od tych stosowanych obecnie. Jak na przestrzeni lat rozwinęła się technologia infuzyjna?

Spis treści

Pierwsze przyrządy do infuzji

Jeden z pierwszych udokumentowanych przyrządów do infuzji został zaprojektowany przez Sir Christophera Wrena w połowie XVII wieku. Składał się ze świńskiego pęcherza połączonego z gęsim piórem i służył mu do eksperymentów z przetaczaniem psom różnych substancji, takich jak wino lub piwo. Stosinę pióra w późniejszym czasie zastąpiono wydrążoną metalową rurką.[1],[2]

Igły i strzykawki wykonane z metalu zaczęły pojawiać się dopiero w połowie XIX wieku. W 1845 roku powstały wydrążone metalowe igły, a niedługo później, w 1853 roku, zaprezentowano pierwszą metalową strzykawkę. Używano ich do podawania płynów aż do lat pięćdziesiątych XX wieku. Igły ostrzono wówczas ręcznie i poddawano sterylizacji w celu ponownego wykorzystania. Prototypy stosowanych obecnie wenflonów z plastikową, jednorazową rurką pojawiły się w połowie lat czterdziestych XX wieku, a ich udoskonalone wersje do sprzedaży trafiły dwadzieścia lat później.[3],[4]

Pod koniec XX wieku firma Luer wprowadziła na rynek połączenia Luer, ułatwiające dopasowywanie do siebie kolejnych części instrumentów medycznych, takich jak igły i strzykawki. Połączenia tego typu stosowane są do dziś.[5]

Pierwsze prototypy pomp infuzyjnych kontrolujące szybkość przepływu, powstały na początku XX wieku, kiedy płynoterapia w szpitalach zaczęła stawać się coraz powszechniejsza. Do regularnego użytku pompy weszły jednak dopiero w latach sześćdziesiątych.[1],[2] Od tego czasu technologia infuzyjna znacząco się rozwinęła, wprowadzając coraz to nowsze możliwości indywidualizacji terapii.

Z jakich elementów składa się zestaw infuzyjny?

Niezależnie od stopnia zaawansowania, zestaw infuzyjny składa się z podstawowych elementów, do których należą:

  • pojemnik na płyn – zwykle butelka, worek lub strzykawka,
  • zestaw rurek, przez które przepływa płyn,
  • kaniula dożylna – dostosowana do podawania do żyły centralnej lub obwodowej.

Większość zestawów posiada także wbudowane porty lub rozgałęźniki, które pozwalają na podłączanie dodatkowych leków lub płynów infuzyjnych. Tego rodzaju złącza wyposażone są w zawory zwrotne uniemożliwiające przepływ wsteczny. Podczas prowadzenia płynoterapii, często stosowaną praktyką jest podawanie obojętnego krystaloidu głównym przewodem, a następnie podłączanie leków jako wlewów wtórnych.[6]

Infuzje metodą grawitacyjną

Każdy zestaw infuzyjny musi posiadać mechanizm pozwalający na przepływ płynu. Najprostszym, ale jednocześnie najmniej precyzyjnym czynnikiem jest grawitacja. Zestawy wykorzystujące grawitację są wyposażone w specjalny zaciskacz umożliwiający kontrolę lub zatrzymanie podawania płynu. Posiadają także komorę kroplową, do której przez niewielki otwór spływa kroplami roztwór z głównego zbiornika. W zależności od rodzaju komory, krople mogą mieć różną objętość, na podstawie której można łatwo wyliczyć szybkość przepływu. Przykładowo, jeżeli krople mają objętość 1/60 ml, to ilość kropli na minutę będzie odpowiadać ilości mililitrów płynu podawanego na godzinę.[6]

Zalety zestawów grawitacyjnych

Niewątpliwą zaletą zestawów grawitacyjnych jest prostota ich użytkowania, niewielki koszt oraz niezależność od dostępu do elektryczności. Po otwarciu zaworu regulującego przepływ można w szybki sposób, bez opóźnień rozpocząć infuzję, gdy zachodzi taka konieczność. Przy tego rodzaju zestawach istnieje też mniejsze ryzyko uszkodzenia tkanek, bo ciśnienie płynu regulowane jest wyłącznie przez wysokość zbiornika, a nie generowane sztucznie przez pompę.[6]

Wady zestawów grawitacyjnych

Grawitacyjne podawanie płynów ma też jednak swoje wady. Czynniki takie jak temperatura, rozmiar kaniuli, wysokość umiejscowienia zbiornika z płynem czy gęstość roztworu mogą wpływać na proces infuzji, przez co wymaga on regularnej obserwacji. Szybkość podawania leków tym sposobem zależy także od ciśnienia wewnątrznaczyniowego pacjenta i może ulegać zmianom w czasie.[6],[7]

Pompy infuzyjne

Nowocześniejszą metodą, pozwalającą na uzyskanie większej kontroli nad prowadzoną płynoterapią jest stosowanie pomp infuzyjnych. Dzielimy je na:

  • objętościowe – działające poprzez liniowy perystaltyczny mechanizm pompujący oparty o sprzężanie i rozprzężanie węża lub przez specjalną kasetę. Umożliwiają podawanie dużych ilości płynu (nawet do 1000 ml),
  • strzykawkowe – o mechanizmie opartym na wtłaczaniu tłoka jednorazowej strzykawki z określoną szybkością, w których objętość podawanego płynu może wynosić do 100 ml.[8]

Stosowanie pomp infuzyjnych wymaga ich zaprogramowania oraz połączenia ze sobą wielu elementów. W związku z tym konieczne jest odpowiednie przeszkolenie korzystającego z nich personelu.[6,7] Pompy zapewniają stały przepływ płynów oraz większą precyzję co do szybkości i objętości podawanego roztworu. W przeciwieństwie do zestawów wykorzystujących grawitację, ciśnienie podawanego płynu nie zmienia się wraz z fizjologicznymi zmianami ciśnienia wewnątrznaczyniowego, umiejscowieniem pompy czy zmianą pozycji pacjenta.[6]

Zalety pomp infuzyjnych

Istotną zaletą pomp infuzyjnych są czujniki i alarmy zmniejszające ryzyko błędu. Mogą informować o dostaniu się pęcherzyków powietrza do układu, zwiększeniu ciśnienia związanym np. z zagięciem lub zapchaniem rurki przez wytrącenie się leku.[7] Dostępne współcześnie modele mogą posiadać też takie funkcje jak:

  • łączenie się przez Wi-Fi,
  • wbudowana biblioteka leków wraz z limitami ich stężeń,
  • programowany bolus,
  • kalkulacja dawki w jednostkach masy,
  • ustalenie dawki inicjującej.[9]

Tak jak wszystkie urządzenia wykorzystujące dostęp do Internetu, nowoczesne pompy łączące się przez Wi-Fi mogą być narażone na cyberataki. Dlatego szczególnie istotne jest używanie w nich aktualnego oprogramowania, zgodnego z najnowszymi standardami bezpieczeństwa cybernetycznego.[9],[10]

Zaawansowane systemy do kontrolowanej infuzji dożylnej (ang. Target controlled infusion – TCI) umożliwiają zaprogramowanie np. wlewów anestetyków w oparciu o populacyjne modele farmakokinetyczne. Pozwala to na automatyczne kierowanie dostarczaniem leku w celu osiągnięcia konkretnego stężenia leku w miejscu docelowym.[6]

Wady pomp infuzyjnych

Pomimo zastosowania zaawansowanych technologii, elektromechaniczne pompy infuzyjne mają też swoje wady. Należą do nich wysoki koszt zakupu i utrzymania, konieczność stosowania specjalnych jednorazowych systemów rurek czy często nieintuicyjne w obsłudze oprogramowanie. Pomimo obecności wgranych bibliotek leków, wciąż mogą zdarzać się błędy w użytkowaniu pomp przez pracowników, związane z niewłaściwym ustawieniem programu czy ignorowaniem ostrzeżeń ze strony urządzenia. Niektóre alarmy mogą działać z opóźnieniem wynikającym między innymi z małej prędkości przepływu. Ponadto, w pompach strzykawkowych rozpoczęcie infuzji może być opóźnione nawet o godzinę ze względu na konieczność dopasowania strzykawki do urządzenia.[6]

Podsumowanie

Systemy infuzyjne na przestrzeni lat uległy ogromnym zmianom. Wychodząc od gęsiego pióra i świńskiego pęcherza, doszliśmy do zaawansowanych pomp wykorzystujących skomplikowane modele farmakokinetyczne. Wraz z postępem technologii pojawiają się coraz to nowsze rozwiązania w celu udoskonalenia i usprawnienia procesu infuzji.

Wykaz źródeł

[1] Med One Blog: A Brief History Of IV Infusion Therapy, From The Middle Ages To Today, 17.01.2018. https://www.medonegroup.com/aboutus/blog/a-brief-history-of-iv-infusion-therapy [dostęp: 21.11.2023]

[2] Anna Lester: The History of Infusion Therapy, 31.12.2022, Eitan Medical. https://eitanmedical.com/resource-hub/the-history-of-infusion-therapy/ [dostęp: 21.11.2023]

[3] IV Watch: The History of IV Therapy, 10.11.2022. https://www.ivwatch.com/2020/11/10/the-history-of-iv-therapy/ [dostęp: 21.11.2023]

[4] Rivera AM et al: The history of peripheral intravenous catheters : How little plastic tubes revolutionized medicine, 2005, Acta Anaesthesiologica Belgica, 56 (3): 271–82.

[5] Specialty Infusion: The History of Infusions, 04.06.2021. https://specialtyinfusion.com/2021/06/04/the-history-of-infusions/ [dostęp: 21.11.2023]

[6] Kim, U. R et al: Drug Infusion Systems, 2017, Anesthesia & Analgesia, 124(5), 1493–1505.

[7] Lee, P T: Infusion pumps: gravity, technology and the health professional, 2012, British Journal of Nursing, 21(Sup21), S26–S26.

[8] EBME & Clinical Engineering Articles: Vascular Infusion Systems. https://www.ebme.co.uk/articles/clinical-engineering/vascular-infusion-systems [dostęp: 21.11.2023]

[9] Fresenius Kabi: Agilia VP MC Wifi. https://www.fresenius-kabi.com/pl/produkty/agilia-vp-mc-wifi [dostęp: 21.11.2023]

[10] Blog OSOZ.pl: Przed hakerami można się bronić. Podpowiadamy, w jaki sposób. https://blog.osoz.pl/przed-hakerami-mozna-sie-bronic-podpowiadamy-jak/ [dostęp: 21.11.2023]

Ostatnie wpisy

Najnowszy wpis