https://litfl.com/intraosseous-aðgangur/

Inndælingarkerfið undir húð er í meginatriðum örvökvabúnaður sem fylgir einstökum flutningslögum. Í lagskiptu flæðisástandi með Reynoldstölu Re < 100 er flæði lyfjalausnarinnar einkennist af seigfljótandi kraftum. Samkvæmt breyttu Hagen-Poiseuille jöfnunni er rúmmálsflæðishraði Q í gegnum nálarrörið gefið með Q=πΔP(D⁴ - d⁴) / (128μL), þar sem D er innra þvermál og d er þvermál nálarkjarna (ef einhver er), og kraftmikil seigja er. Fyrir almennt notaða 27G nál (innra þvermál 0,21 mm) undir venjulegu þrýstingi er flæðihraði vatnslausnarinnar um það bil 0,15 ml/s á meðan flæðihraði sviflausnar með 50 cP seigju fellur niður í 0,03 ml/s. Á þessum tímapunkti þarf að nota 22G nál (innra þvermál 0,41 mm) til að viðhalda hæfilegum inndælingartíma.

Ekki er hægt að hunsa yfirborðsspennuáhrifin í ör-kvarðaflæði. Boginn vökvayfirborð sem myndast inni í sprautu myndar viðbótarþrýsting ΔP=2 cosθ/r, þar sem er yfirborðsspennustuðullinn (72 mN/m fyrir vatns-loftskil), θ er snertihornið og r er innri radíus rörsins. Þegar r=0.1 mm getur þessi þrýstingur náð 1,4 kPa, sem jafngildir 10 cm af vatnssúlu. Vatnssækin húðun (með snertihorni 30-40 gráður) getur dregið úr þessari mótstöðu um 20%, en getur aukið próteinaðsog. Nýlega þróað lífhermifræðilega ofur-slétta yfirborðið, með því að læsa smurvökvalagið í gegnum örnano-byggingar, getur náð næstum núningslausu flæði með snertihorni sem nálgast 0 gráður.

Rannsóknir á gangverki nálaroddsflæðis gefa til kynna að eftir að vökvalyfið fer úr nálaroddinum, myndar það þrjú dæmigerð flæðisástand: samfelldan strók (Við > 100), dropaflæði (4 < Við < 100) og atomized flæði (Við < 4). Weber talan We=ρv²d/ táknar hlutfall tregðukrafts og yfirborðsspennu. Ákjósanlegasta ástandið fyrir insúlíninndælingu er dropaflæðið með We=20 - 40, þar sem þvermál dropa er um það bil 0.5 - 0.8 mm, sem myndar kjörið útfellingarsvæði í vefnum. Vökvavirknilíking reiknuð sýnir að dreifingarhorn vökvaflæðisins sem myndast af nálaroddinum með fimm-halla er 8 - 12 gráður, en hefðbundinn hallandi nálaroddurinn er 15 - 20 gráður, sem gefur til kynna að nýja hönnunin geti minnkað dreifingarsvið fljótandi lyfsins um 40%.

Ó-eiginleikar blóðs við söfnun krefjast sérstakrar meðhöndlunar. Blóð sýnir skurðþynningu við lágan skurðhraða, þar sem sýnileg seigja lækkar úr 4-5 cP í hvíld í 3-3,5 cP við 100 s⁻¹ skurðhraða. Hönnun tómarúmsblóðsöfnunarkerfa þarf að vera nákvæmlega samsvörun: fyrir blóð með 45% blóðþrýsting, við 21G nál og -40 kPa undirþrýsting, er skurðhraðinn um það bil 3000 s⁻¹. Á þessum tímapunkti er blóðið um það bil Newtons vökvi (með seigju 3,2 cP) og flæðishraðinn getur náð 40 ml/mín. Ef 25G fínn nál er notuð eykst klipphraðinn í 12000 s⁻¹ við sama undirþrýsting, sem getur komið af stað virkjun blóðflagna af völdum skurðar.

Lyfja-þröng milliverkun skiptir sköpum fyrir stöðugleika. Prótein-lyf festast við málmflöt í kjölfar Langmuir jafnhitans. Hámarks aðsogsgeta 316L ryðfríu stáli fyrir insúlín er um það bil 0,8 ug/cm². Kísilhúð getur dregið úr aðsoginu í 0,2 ug/cm², en það getur losað kísilolíudropa (með þvermál 0.5 - 5 μm), sem kallar á ónæmissvörun. Nýlega þróað samgilt tengt pólýetýlen glýkól (PEG) húðun myndar 2-3 nm sameindabursta með brennisteins-gulltengi á innri vegg nálarrörsins, sem leiðir til próteinaðsogsgetu sem er minna en 0,05 ug/cm² og engin útskolunarefni.

Óróastjórnun skiptir sköpum fyrir ákveðin lyf. Stór sameindalyf eins og einstofna mótefni geta gengist undir formbreytingar þegar skurðhraði er meiri en 10.000 s⁻¹. Nýja lagskiptu nálin er með spíralstýriplötum í holrýminu, sem umbreytir flæðiorkunni í snúningshreyfiorku og heldur þannig skurðhraðanum undir 5.000 s⁻¹. Dýratilraunir hafa sýnt að eftir að trastuzumab var sprautað í gegnum hefðbundna nál minnkaði mótefnavakabindingarvirknin um 8% en hún minnkaði aðeins um 2% þegar hún var sprautuð í gegnum laminar nálina. Þessi hönnun dregur einnig úr kavitation fyrirbæri og dregur úr myndun örbólu úr hefðbundnum 0,3 ml/mín í 0,05 ml/mín.