ジェットインジェクター

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方法に使用される医療用 注射器の一種です。 細い高圧の液体流が皮膚の最外層 (角質層) に浸透し、表皮または真皮 (「皮膚」注射、古典的な「皮内」注射とも呼ばれる)、脂肪 (「皮下」注射)、または筋肉 (「筋肉内」注射) の標的の基底組織に薬剤を投与します。

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、圧電効果やその他の新しい技術を使用してチャンバー内の液体を加圧する可能性があります。現在販売されているデバイスや過去のデバイスのバネは、操作者の筋力、油圧流体、内蔵のバッテリー駆動モーター、圧縮空気またはガス、およびその他の手段によって圧縮される場合があります。ガス駆動および油圧駆動のデバイスには、別のガスシリンダーから圧縮ガスまたは油圧流体を運ぶホース、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ており、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します。

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用の注射針の代替品として使われてきました。しかし、世界保健機関は病気の伝染リスクがあるため、ワクチン接種にジェットインジェクターを推奨しなくなりました。^[1]同様の装置は他の業界でもグリースやその他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、1956年にはすでに医学文献に登場しています。[1]

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、または空気圧インジェクターとも呼ばれ、液体薬剤の高圧ジェットを使用して皮膚を貫通し、針を使わずに薬剤を皮膚の下に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ものがあります。

ジェット注射器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。リスクを阻止するために、研究者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。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として機能するように設計されていました。注射のたびにキャップは廃棄され、滅菌キャップと交換されます。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。^{[2] Kellyと同僚（2008年） [3]}による安全性テストでは、 PCNFIデバイスは汚染を防止でき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、研究者はB型肝炎が保護キャップを貫通してジェット注射器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を安全に再利用できないことを示しています。

研究者らは、薬剤貯蔵庫、プランジャー、ノズルを使い捨てカートリッジに組み合わせた新しいジェット注射設計を開発した。カートリッジはジェット注射器の先端に装着され、作動するとロッドがプランジャーを前方に押し出す。この装置は使い捨てカートリッジジェット注射器（DCJI）として知られている。^[2]

国際標準化機構は、交差汚染のリスクを伴う「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。^[4]

1970 年代後半から、米国では糖尿病患者の間でジェット インジェクターの使用が増えています。これらのデバイスはすべてスプリング式です。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、米国で入手できるモデルは 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入手できます。^{[引用が必要]}

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ベースの加熱システムで構成されるジェット噴射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、表皮を横切って液滴の形で発射され、その下の組織に減速します。^[5]

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から次の使用者に移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 3 つの固有の問題があります。

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。^[6]

跳ね返り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使用して、多目的ノズルジェットインジェクターを放出した後の跳ね返りを視覚的に撮影した。^[7]ホフマンと同僚（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のを観察した。^[8]

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、次に発射される薬液を汚染するときに発生します。^[6]

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ペド・オ・ジェットが液体をガンに吸い戻していたことを認めている。「注射後、彼ら[CDC]は、ペド・オ・ジェットのノズルに残っていた液体が、次の注射のためにコッキングして補充する際にデバイスに吸い戻されるのを観察した（アルコール拭き取りやアセトン拭き取りでは及ばない）」とブルース・ウェニガー博士は述べた。^[9]

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、噴霧が組織液や血液と混ざり、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。^[6]

この問題は多くの研究者によって報告されている。^{[10] [11] [8] [12] [13]}

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^[14]、注射器メーカーは使用時に相互汚染が起こらないようにする必要があります。世界保健機関は、病気の感染リスクがあるため、ワクチン接種にジェット注射器を使用することを推奨していません。^[1]

ジェット注射による病気の交差感染は、数多くの研究で明らかになっています。1985年に発表されたマウスを使った実験では、ジェット注射器によってウイルス感染症である乳酸脱水素酵素上昇ウイルス（LDV）がマウス間で頻繁に伝染することが示されました。^[15]別の研究では、子牛にこの装置を使用し、注射器に残っている液体を血液の有無について検査しました。検査したすべての注射器から、B型肝炎などのウイルスを伝染させるのに十分な量の血液が検出されました。^[14]

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、メッド・イー・ジェット注射器でヒト絨毛性ゴナドトロピン（hCG）を投与した。CDCの調査により、ジェット注射を受けた239人のうち57人がB型肝炎の検査で陽性反応を示した。^[16]

ジェットインジェクターは、環境中の細菌をユーザーに接種することもある。1988年、足病クリニックがジェットインジェクターを使用して患者の足指に局所麻酔薬を注入した。この患者のうち8人がMycobacterium chelonaeによる感染症を発症した。使用していない間はインジェクターは水と消毒剤の入った容器に保管されていたが、容器内で細菌が増殖した。^[17]この種の細菌は水道水に時々見られ、ジェットインジェクターによる感染症と以前から関連付けられてきた。^[18]

• 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する事故が発生した。^[19]
• 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・セールス＝ジロン博士の発明である水鍼治療用器具をパリの帝国医学アカデミーに提出した。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を投与する、記録に残る最古のジェット注射器である。^[20]
• 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: 機械技術者のアーノルド・K・スーターマイスターは、高圧ジェット気流で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利用する理論を考案した。スーターマイスターはジョン・ロバーツ博士と協力してジェットインジェクターのプロトタイプを作成した。^[21]
• 1937年：ディーゼルエンジンの燃料噴射装置による偶発的なジェット噴射が初めて公表された。^[22]
• 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。^[23]
• 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）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。^[24]
• 1951年: 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。^[25]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～1967年：ロバート・ヒングソン博士は、自身の慈善団体であるブラザーズ・ブラザー財団とともに、数多くの健康調査に参加した。ヒングソン博士は、さまざまな多目的ノズルジェット注射器を使用して、世界中で200万人以上の人々にワクチンを接種したと述べた。^[26]
• 1955年：ウォーレンと同僚（1955）は、プレス・オー・ジェットと呼ば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。^[25]
• 1959年：ウォルター・リード陸軍研究所免疫学部門のエイブラム・ベネンソン中佐が、ペド・オ・ジェットとして広く知られるようになった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・イスマックの共同作業によるものだった。イスマックは米陸軍医療機器研究開発研究所に勤務する民間科学者だった。^[27]
• 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。^[28]
• 1961年：CDCはポリオ撲滅のため、アメリカ全土で「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。^[29]
• 1964年：アーロン・イスマックがペド・オ・ジェット注射器用の皮内ノズルを発明し、より浅い深さで天然痘ワクチンを投与することが可能になった。^[30]
• 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。^[31]
• 1966年: エンジニアのオスカー・バンカーが、CO2をエネルギー源として利用するポータブル多用途ノズルジェットインジェクターの発明の特許を取得_。これはMed-E-Jetとして知られるようになる。^[32]
• 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: 天然痘の予防接種を受けるニカラグア人は、銃のようなジェット注射器（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）と名付けた。「平和銃」という名前は定着した。^[33]
• 1976年: 米国国際開発庁 (USAID) は『飢餓との戦い』という本を出版し、アフリカとアジアで天然痘を撲滅するためにイスマックのジェットインジェクター銃が使用された天然痘との戦いについて詳細に説明した。米国政府は北米での天然痘の再発を防ぐために年間1億5000万ドルを費やした。
• 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。^[16]
• 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。^{[34] [35]}
• 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。^[36]
• 2010年4月: テヒ・ハンとジャック・J・ヨウが、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。^[37]
• 2013年2月13日：PharmaJet Stratis針なし注射器がWHO PQS認証を取得しました。^[38]
• 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。^[39]
• 2014年8月14日：米国食品医薬品局（FDA）は、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）を投与するために、PharmaJet Stratis 0.5mlニードルフリージェットインジェクターの使用を承認しました。^{[40] [41]}
• 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。この研究の目的は、「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を使わない装置の開発」である。^[42]

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。

• 糖尿病患者によるジェットインジェクターの使用に関する問題
• メモリーアルファ（スタートレック ウィキ）のハイポスプレーに関するページ
• Burke F、Brady O (1996 年 6 月)。 「獣医および 産業における高圧注入による傷害」。BMJ。312 ( 7044 ) : 1436。doi :10.1136/bmj.312.7044.1436。PMC 2351199。PMID 8664612。