ジェットインジェクター
針なし医療用注射器
1976年の豚インフルエンザ流行時の集団予防接種で使用されているジェットインジェクター（米国）

ジェットインジェクターは、ジェットインジェクションと呼ばれる薬剤投与法に使用される医療用注射器の 一種です。高圧の細い液体の流れを皮膚の最外層（角質層）に浸透させ、表皮または真皮（皮膚注射、いわゆる皮内注射）、脂肪（皮下注射）、または筋肉（筋肉内注射）の標的組織に薬剤を送達します。

ジェット気流は通常、密閉された液体充填チャンバー内のピストンの圧力によって生成されます。ピストンは通常、圧縮された金属バネの解放によって押されますが、研究中のデバイスでは、チャンバー内の液体を加圧するために圧電効果やその他の新しい技術が使用される可能性があります。現在市販されているデバイスや従来のデバイスのバネは、操作者の筋力、作動油、内蔵の電池駆動モーター、圧縮空気またはガス、その他の手段によって圧縮されます。ガス駆動および油圧駆動のデバイスには、システムの手持ち部分のサイズと重量を軽減し、多数の連続ワクチン接種をより迅速かつ疲労の少ない方法で実行できるようにするために、別のガスシリンダーから圧縮ガスまたは作動油を運ぶホース、電動エアポンプ、フットペダルポンプ、またはその他のコンポーネントが含まれる場合があります。

ジェットインジェクターは集団予防接種や、糖尿病患者のインスリン注射における注射針の代替として使用されてきました。しかし、世界保健機関（WHO）は、病気の感染リスクを理由に、ワクチン接種におけるジェットインジェクターの使用を推奨していません。[1]同様の装置は、他の産業においてもグリースなどの液体を注入するために使用されています。

「ハイポスプレー」という用語は、1960年代のテレビ番組「スタートレック」での使用でよく知られていますが、医学文献では1956年にすでに確認されています。[2]

種類

1980年のMed-E-Jetワクチン銃

ジェットインジェクターは、ジェットガンインジェクター、エアガン、またはニューマチックインジェクターとも呼ばれ、高圧の液体薬剤を噴射して皮膚を貫通し、針を使わずに皮下に薬剤を注入する医療機器です。ジェットインジェクターには、単回投与用と複数回投与用の2種類があります。

ジェットインジェクターは長年にわたり再設計され、次の被験者に汚染を持ち込むリスクを克服してきました。このリスクを阻止するために、研究者らは再利用可能なノズルに使い捨ての保護キャップをかぶせました。この保護キャップは、再利用可能なノズルと患者の皮膚の間のシールドの役割を果たします。注射するたびにキャップは捨てられ、滅菌済みのキャップに交換されます。これらのデバイスは、プロテクターキャップ無針注射器、またはPCNFIとして知られていました。[3] Kellyと同僚（2008年） [4]による安全性テストでは、PCNFIデバイスは汚染を防げないことがわかりました。B型肝炎患者に注射を行った後、研究者らはB型肝炎が保護キャップを貫通してジェットインジェクターの内部部品を汚染していることを発見しました。これは、内部の流体経路と患者に接触する部品は安全に再利用できないことを示しています。

研究者らは、薬剤リザーバー、プランジャー、ノズルを1回使用の使い捨てカートリッジに統合した、新たなジェット注入設計を開発しました。カートリッジはジェットインジェクターの先端に装着され、作動するとロッドがプランジャーを前方に押し出します。このデバイスは、使い捨てカートリッジジェットインジェクター（DCJI）として知られています。[3]

国際標準化機構は、交差汚染の危険性を伴う「ジェットインジェクター」という名称の使用を中止し、新しいデバイスを「ニードルフリーインジェクター」と呼ぶことを推奨した。[5]

現代の無針注射器ブランド

1970年代後半以降、米国では糖尿病患者によるジェットインジェクターの使用が増加しています。これらの装置はすべてバネ式です。ピーク時には、ジェットインジェクターはインジェクター市場の7%を占めていました。現在、米国で販売されているのはInjex 23のみです。英国では、最近Insujetが市場に参入しました。2015年6月現在、Insujetは英国および一部の国で販売されています。[要出典]

オランダのトゥエンテ大学の研究者らは、ジェット噴射用のマイクロ流体デバイスとレーザー加熱システムで構成されるジェットインジェクションシステムの特許を取得しました。連続レーザービーム（連続波レーザーとも呼ばれます）が投与する液体を加熱し、液滴として表皮を横切って噴射され、その下の組織へと減速します。[6]

懸念事項

ジェットインジェクターは皮膚のバリアを破壊するため、血液や生物学的物質が使用者間で感染するリスクがあります。ジェットインジェクション技術の発明直後から、交差汚染のリスクに関する研究が始まりました。

ジェットインジェクターには、次の 3 つの固有の問題があります。

スプラッシュバック

スプラッシュバックとは、ジェット気流が高速で外皮を貫通し、後方に跳ね返ってノズルを汚染することを指します。[7]

スプラッシュバックの事例は複数の研究者によって発表されている。サミール・ミトラグロトリは、高速マイクロシネマトグラフィーを用いて、多目的ノズルジェットインジェクターからの噴射後のスプラッシュバックを視覚的に捉えた。[8]ホフマンら（2001）も、ジェットインジェクターのノズルと内部流体経路が汚染される様子を観察した。[9]

体液の吸い戻し

液体の逆流は、ジェットインジェクターのノズルに残った血液がインジェクターのオリフィスに吸い戻され、次に噴射される薬剤を汚染するときに発生します。[7]

CDCは、世界で最も広く使用されているジェット注射器であるPed-O-Jetが、注射液をガン内に逆流させていたことを認めています。「注射後、Ped-O-Jetのノズルに残っていた液体が、コッキングと次の注射のための再充填の際にデバイス内に逆流するのを観察しました（アルコールやアセトンによる拭き取りでは対応できません）。」とブルース・ウェニガー博士は述べています。[10]

逆流

逆流は、ジェット気流が皮膚を貫通して穴を作った後に発生します。ジェット気流の圧力により、噴霧された液体が組織液や血液と混ざり合い、穴から跳ね返り、入ってくるジェット気流に逆らってノズルの開口部に戻ります。[7]

この問題は多くの研究者によって報告されている。[11] [12] [9] [13] [14]

B型肝炎は1ナノリットル未満でも感染する可能性があるため[15]、注射器メーカーは使用時の交差汚染を確実に防ぐ必要があります。世界保健機関（WHO）は、感染リスクを理由に、ジェット式注射器によるワクチン接種を推奨していません[1] 。

ジェット注射による疾患の交差感染は、数多くの研究で確認されています。1985年に発表されたマウスを用いた実験では、ジェット注射器によって乳酸脱水素酵素上昇ウイルス（LDV）がマウス間で頻繁に伝播することが示されました。[16]別の研究では、子牛にこの装置を使用し、注射器内に残った液体中の血液の有無を検査しました。検査した全ての注射器から、B型肝炎などのウイルスを伝播させるのに十分な量の血液が検出されました。[15]

1984年から1985年にかけて、ロサンゼルスの減量クリニックでは、 Med-E-Jet注射器を用いてヒト絨毛性ゴナドトロピン（hCG）を投与していました。CDCの調査によると、この注射器を投与された239人のうち57人がB型肝炎の検査で陽性反応を示しました。[17]

ジェットインジェクターは、使用者に環境中の細菌を接種することが判明しています。1988年、ある足病クリニックがジェットインジェクターを用いて患者の足指に局所麻酔薬を注入しました。この患者のうち8人がMycobacterium chelonaeによる感染症を発症しました。インジェクターは使用していない間、水と消毒液を入れた容器に保管されていましたが、この細菌は容器内で増殖しました。[18]この細菌は水道水にも存在する場合があり、以前からジェットインジェクターによる感染症と関連付けられていました。[19]

歴史

1959年、米軍基地でチフス予防接種に使用されたハイポスプレージェットインジェクター
1973年、ギニアビサウのカンパダで使用されているジェットインジェクター
  • 19世紀：フランスの労働者が高出力グリースガンで誤ってグリースを噴射した。[20]
  • 1866年12月18日：ジュール＝オーギュスト・ベクラールは、ジャン・サレ＝ジロン博士の発明品「水鍼治療器具」をパリの帝国医学アカデミーに贈呈した。これは、針を使わずに皮膚に浸透するのに十分な圧力で水や薬剤を注入する、記録に残る最古のジェット注入器である。[21]
  • 1920 年代:ディーゼル エンジンが大量生産されるようになり、工場での事故で燃料インジェクターによる偶発的なジェット噴射の重大なリスクが生じ始めました。
  • 1935年：機械工学者のアーノルド・K・スーターマイスターは、高圧ジェット気流によって作業員が手を負傷するのを目撃し、その概念を薬の投与に応用することを考案しました。スーターマイスターはジョン・ロバーツ博士と共同で、ジェットインジェクターの試作品を製作しました。[22]
  • 1937年：ディーゼルエンジンの燃料インジェクターによる偶発的なジェット噴射が初めて公表された。[23]
  • 1936年：エンジニアのマーシャル・ロックハートは、ズーターマイスターの発明を知った後、ジェットインジェクターのアイデアの特許を申請した。[24]
  • 1947年：ロックハートのジェットインジェクター（ハイポスプレーとして知られる）が、ロバート・ヒングソン博士とジェームズ・ヒューズ博士によって臨床評価のために導入されました。[25]
  • 1951年：陸軍疫学委員会の予防接種委員会は、陸軍医療大学院に「大規模な予防接種プログラムにおける迅速な半自動操作を目的としたジェット注射装置」の開発を要請した。[26]この装置は多目的ノズルジェットインジェクター（MUNJI）として知られるようになった。
  • 1954年から1967年まで：ロバート・ヒングソン博士は、自身の慈善団体「ブラザーズ・ブラザー財団」と共に、数々の健康調査旅行に参加しました。ヒングソン博士は、様々な多用途ノズルジェットインジェクターを用いて、世界中で200万人以上の人々にワクチン接種を行ったと述べています。[27]
  • 1955年：ウォーレンと同僚（1955）は、プレス・オ・ジェットとして知られる多用量ジェット注射器のプロトタイプの導入について報告した。この注射器は、米陸軍の兵士1,685人を対象に臨床試験が行われ、成功した。[26]
  • 1959年：ウォルター・リード陸軍研究所免疫学部門の中佐、エイブラム・ベネンソンは、後にペド・オ・ジェットとして広く知られるようになるものの開発について報告した。この発明は、ベネンソン博士とアーロン・イスマックの共同研究によるものだった。イスマックは、アメリカ陸軍医療機器研究開発研究所に勤務する民間科学者であった。[28]
  • 1961年：陸軍省は多目的ノズルジェット注射器を予防接種の標準とした。[29]
  • 1961年：CDCはポリオ撲滅のため、全米で「ベイビーズ・アンド・ブレッドウィナーズ」と呼ばれる集団予防接種プログラムを実施しました。これらの予防接種では、多目的ノズルジェットインジェクターが使用されました。[30]
  • 1964年：アーロン・イスマックはペド・オ・ジェット注射器用の皮内ノズルを発明し、これにより天然痘ワクチンをより浅く投与することが可能になった。[31]
  • 1964年：アーロン・イスマックは皮内ノズルの発明により、第8回陸軍長官表彰式で優秀民間人賞を受賞した。[32]
  • 1966年：エンジニアのオスカー・バンカーは、CO2をエネルギー源とする携帯型多用途ノズルジェットインジェクターの発明で特許を取得しました。これは後にMed-E-Jetとして知られるようになります。[33]
  • 1966 年 9 月:スタートレックシリーズは、「ハイポスプレー」という名前で独自のジェット インジェクター デバイスの使用を開始しました。
  • 1967年：天然痘予防接種を受けるニカラグアの人々は、銃のようなジェット式注射器（Ped-O-JetとMed-E-Jet）を「ラ・ピストル・デ・ラ・パス」（「平和のピストル」を意味する）と呼びました。「平和銃」という呼び名は定着しました。[34]
  • 1976年：米国国際開発庁（USAID）は『飢餓との戦い』という書籍を出版しました。この本は、アフリカとアジアにおける天然痘根絶にイスマックのジェットインジェクターガンが使用された経緯を詳述しています。米国政府は北米における天然痘の再発防止に年間1億5000万ドルを費やしました。
  • 1986年：ロサンゼルスのクリニックで、メッド・イー・ジェット注射器が原因で57人の患者にB型肝炎の流行が発生。[17]
  • 1997年：ジェットインジェクターの最大のユーザーである米国国防総省は、感染の懸念から集団予防接種での使用を中止すると発表した。[35] [36]
  • 2003年：米国退役軍人省は、退役軍人が軍用ジェット機の注射によりC型肝炎に感染したことを初めて認定し、その障害に対する軍務関連性を認めた。[37]
  • 2010年4月：Tae-hee HanとJack J. Yohが、経皮薬物送達用のレーザーベースの再利用可能なマイクロジェットインジェクターを開発しました。[38]
  • 2013年2月13日：PharmaJet StratisニードルフリーインジェクターがWHO PQS認証を取得しました。[39]
  • 2013年：ジェット注射に関するこれまでで最も包括的なレビューと歴史が、教科書『ワクチン』第6版に掲載されました。[40]
  • 2014年8月14日：米国食品医薬品局（FDA）は、PharmaJet Stratis 0.5mlニードルフリージェットインジェクターを使用して、18歳から64歳までの人々に特定のインフルエンザワクチン（bioCSL Inc.のAFLURIA）を投与することを承認しました。[41] [42]
  • 2017年10月：科学者グループが、連続波レーザーキャビテーションによるジェット噴射の新しい技術に関する学術研究をJournal of Biomedical Opticsに発表した。この研究は、「針によって引き起こされる世界的な主要なヘルスケア問題を解消するための針のないデバイスの開発」を目的としている。[43]

参考文献

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ウィキメディア コモンズには、ジェット インジェクターに関連するメディアがあります。
  • 糖尿病患者におけるジェットインジェクターの使用に関する問題点[リンク切れ]
  • メモリーアルファ（スタートレックWiki）のハイポスプレーに関するページ
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