Identificata la causa del blocco dell’ago della siringa

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Per le analisi, è stata costruita su misura una camera climatica e sottovuoto per confezionare siringhe pronte all’uso per l’imaging neutronico (Foto: Institut Paul Scherrer/Mahir Dzambegovic).
Utilizzando immagini di neutroni e sincrotrone, gli scienziati del PSI e della società di trasferimento tecnologico ANAXAM hanno dimostrato le condizioni in cui le siringhe pre-riempite si intasano.

In rari casi, gli aghi delle siringhe preriempite possono bloccarsi. Questo può avere conseguenze potenzialmente negative per i pazienti se il farmaco non viene somministrato o viene somministrato in quantità insufficienti all’organismo. Un team dell’Istituto Paul Scherrer PSI, guidato dal centro di trasferimento tecnologico ANAXAM, in collaborazione con MSD (un marchio registrato di Merck & Co, Inc, Rahway, N.J., USA), è appena riuscito a ispezionare in dettaglio l’interno di un ago. Questa analisi ha permesso agli scienziati di identificare le possibili cause dell’ostruzione e di dettagliare le condizioni necessarie per evitare che si ripeta in futuro. Un aspetto si è rivelato decisivo per raggiungere questo obiettivo: una combinazione di processi di imaging presso la Swiss Light Source SLS e la Swiss Spallation Neutron Source SINQ, entrambe situate nelle immediate vicinanze del sito del PSI e che formano un insieme unico al mondo. Vladimir Novak, ingegnere chimico, e Christian Grünzweig, fisico e CEO di ANAXAM, sono entusiasti del risultato: "Siamo riusciti a ottenere la visione più dettagliata mai ottenuta dell’interno di un ago.

Le siringhe pre-riempite sono sempre più utilizzate nel trattamento del cancro con anticorpi monoclonali. Tuttavia, in rari casi, gli aghi delle siringhe pre-riempite - note come "siringhe pre-riempite" (PFS) - possono bloccarsi. Questo rischio è aumentato da quando gli agenti terapeutici che contengono, costituiti da proteine e anticorpi, hanno concentrazioni più elevate, che li rendono più viscosi e offrono una maggiore resistenza al flusso del liquido. Non esistono dati affidabili sulla frequenza media di questi blocchi. Tra le possibili cause, gli scienziati indicano le variazioni di pressione o di temperatura, ad esempio durante il trasporto dei lotti.

Possibile causa: variazioni di pressione e temperatura

Il team guidato da Vladimir Novak, capo del gruppo di progetto e ricercatore presso ANAXAM, ha esplorato questa ipotesi attraverso una serie di misurazioni. 31 siringhe pre-riempite sono state sottoposte a variazioni di temperatura comprese tra 5 e 40 gradi Celsius, nonché a variazioni di pressione comprese tra 550 e 1010 millibar. Condizioni simili a quelle che si verificano di solito durante i voli di trasporto di questi dispositivi medici. Infine, il team ha esaminato gli aghi sotto un fascio di raggi X di sincrotrone e un fascio di neutroni.

I due processi di imaging presentano vantaggi specifici. I neutroni penetrano meglio nei metalli, ma vengono deviati dagli atomi di idrogeno presenti nei liquidi, creando un netto contrasto. "La radiografia neutronica permette di visualizzare in 2D il liquido all’interno dell’ago e di variare la pressione e la temperatura ambientale durante la misurazione delle siringhe", spiega David Mannes del Neutron Scattering and Imaging Laboratory.

In linea di principio, la tomografia computerizzata convenzionale non è in grado di visualizzare i liquidi a bassa densità all’interno dell’acciaio inossidabile in modo così dettagliato, perché il fascio di luce che lo attraversa non è sufficientemente attenuato. Ma i fasci parzialmente coerenti, come quelli disponibili presso l’SLS del PSI, lo rendono possibile. La tomografia computerizzata di sincrotrone offre immagini 3D ad alta risoluzione per visualizzare le interfacce dettagliate tra aria e liquido in un ago. "Questa nuova applicazione della tecnica rappresenta il primo tentativo nella comunità scientifica di studiare il problema dell’ostruzione dell’ago con la tomografia computerizzata di sincrotrone", spiega Margie Olbinado, Industry Liaison Scientist.

La serie di misurazioni ha dimostrato visibilmente che le variazioni delle condizioni ambientali portano a depositi sul metallo delle cannule. Le variazioni di pressione e temperatura spingono il liquido all’interno dell’ago, dove possono formarsi anche bolle d’aria. Se il liquido si asciuga, all’interno dell’ago rimangono tappi o depositi. Durante il trasporto e la conservazione delle siringhe preriempite, i produttori, i distributori e gli utenti devono quindi prestare attenzione a mantenere una catena del freddo ininterrotta e una pressione costante. "La combinazione di imaging neutronico e tomografia di sincrotrone lo dimostra chiaramente", conclude Vladimir Novak.

Testo: Werner Siefer