Изобретатель / Страна: Александр Вуд (Wood) / Шотландия
Шарль Габриель Праваз (Charles-Gabriel Pravaz) / Франция
Время изобретения : 1853 г.

Несмотря на то что внутривенные инъекции проводились начиная с середины XVII века, шприц был изобретён лишь в 1853 году. Любопытно, что сконструировали машинку для инъекций (шприц) сразу два человека, работавших независимо друг от друга: шотландец Александр Вуд (Wood) и француз Шарль Габриель Праваз (Charles-Gabriel Pravaz).

А название их детища «spritze», что означает «впрыскивать, брызгать», придумали немцы.

«Впрыскивание в подкожную клетчатку придумано в 1853 г. А. Вудом в Эдинбурге и применяется в Германии с 1860 г. Для этого употреблинется тот же шприц, что и для инъекций в сосуды.

Правац изобрёл этот шприц, собственно, для хирургических целей; Вуду же принадлежит заслуга применения этого шприца для подкожных инъекций».

Опыты доктора Вуда по применению шприца были обусловлены его желанием избавить своих пациентов от боли. Признанный в начале XIX века общий наркоз из хлороформа или закиси азота с эфиром больные переносили плохо, многие даже умирали от передозировки, недавно открытое обезболивающее средство морфий при оральном приеме почти не всасывалось. И тут Вуда осенило: что если попробовать вносить анестезирующее лекарство прямо под кожу?

Разработка нового метода заняла несколько лет, особенно пришлось повозиться над созданием прибора для уколов. Вуд взял за основу инъектор Паскаля, дополнил его и улучшил.
Триумфом шотландского доктора стал выход его статьи «Новый метод лечения невралгий путем прямого введения опиатов в болевые точки» в научном журнале «Эдинбургский вестник медицины и хирургии».

Более современный шприц был предложен Aneli в 1857 году.

Полностью сделанные из стекла шприцы появились в 1894 году, их сконструировал французский стеклодув Фурнье (Fournier). Эта идея была тут же коммерциализирована французской компанией Луер / Luer (это именно компания, а не изобретатель, как ошибочно указано во многих источниках рунета) — в 1894-1897 годах были введены в практику цельные стеклянные шприцы многоразового использования, достаточно простого устройства.

Стеклянные шприцы выпускались разного размера — от 2 мл до 100 мл. Шприц имел цилиндр с делениями, пустотелый поршень, заканчивающийся конусом. Данная конструкция хорошо переносила дезинфекцию кипячением в разобранном виде. Выпускали шприцы фирмы Луер из термически и химически стойкого , их можно было стерилизовать в воздушном стерилизаторе (шприцы выдерживаюли температуру 200 градусов).

Коническое соединение, предложенное фирмой Луер, вскоре стало международным стандаром и самым распостраненным типом крепления иглы к цилиндру шприца.

В 1906 году был сконструирован многоразовый шприц типа «Рекорд» со стеклянным цилиндром, металлическим поршнем и металлической иглой. Стеклянный цилиндр с делениями с двух сторон был завальцован в металлические колечки. В нижнее колечко на резьбе ввертывался стальной конус для фиксации иголки, в верхнее — входил металлический поршень с уплотнительными кольцами.

Стерильные шприцы упаковывались обычно в плотную коричневую бумагу – «крафтпакет». К шприцу полагались многоразовые иглы. От длительного употребления и многократной термообработки они тупились, поэтому действительно в 70-80-е укол был процедурой более болезненной, чем в наши дни.
А иголки перед стерилизацией промывали и прочищали специальной проволочкой, она называлась «мандрен».

В аптеках продавались специальные контейнеры для хранения простерилизованного шприца. В таком контейнере находилась специальная подставка для хранения шприца в разобранном виде и пенал для двух инъекционных игл.

В Советском союзе ребята, которым удавалось добыть многоразовые шприцы, использовали их в одном – самом важном качестве – как брызгалку. Это лучшее дальнобойное оружие применялось во время игр во дворах и на переменах.

В 1949-1950 Артур Смит (Arthur E. Smith) получил патенты США на одноразовые шприцы из стекла.

А в 1956 Колин Мурдок (Colin Murdoch), фармацевт из Новой Зеландии, изобрёл и запатентовал пластиковый одноразовый шприц.

Изобретение должно было упростить и убыстрить вакцинацию животных — лекарство должно было запаиваться в шприц заранее. Идея пришла Мердоку в самолете в 1956 году, в тот момент изобретателю было 27 лет.

В том же году Мердок запатентовал в Новой Зеландии изобретённый им одноразовый шприц. Позже ему пришла в голову идея, что шприц можно использовать и во врачебной практике, сведя тем самым к минимуму риск передачи инфекции от одного пациента к другому.

В течении последующих 15 лет он занимался развитием своего изобретения, созданием его улучшенных моделей патентованием в других странах мира. В начале 70-ых годов XX века патент на изобретение одноразового шприца был зарегистрирован за ним во всех странах мира.

Выпуск пластмассовых одноразовых шприцев в промышленных масштабах наладился в 1961 году и данный факт стал своего рода «революцией», так как благодаря одноразовости медицинского изделия появилась возможность спасти от страшных болезней сотни тысяч людей и предостеречь возможность заражения опасными болезнями.

В настоящее время многие изобретатели работают над реализацией идеи действительно одноразовых шприцов - то есть таких, которые было бы просто физически невозможно использовать дважды. Эта задача обусловлена борьбой с распространением ВИЧ и других инфекций. Некоторые изобретатели уже достигли определенных успехов и даже получили на них патенты, однако действительно надежное и экономичное решение этой задачи отсутствует.

Еще одно направление инноваций - снижение болезненности уколов. Японцы, например, недавно изобрели специальную зазубренную иглу, напоминающую жало москита или рабочий край пилы. Она будет контактировать с тканями только поверхностными зубчиками, а не всей своей поверхностью, как обычная. Предполагается, что с такой иголкой инъекции станут менее болезненными. Американцы пошли другим путем и доказали, что если предварительно подержать иглу в морозилке, пациент даже не почувствует укола. Англичане создали робота, делающего внутривенные инъекции, и сверхбыструю иголку, которая втыкается в кожу со скоростью 90 км/час

ПРОТОТИПЫ СОВРЕМЕННОГО ШПРИЦА

Попытки ввести лекарство в организм че-ловека прямо в кровь, минуя пищеварительный тракт, делались с тех самых пор, как человек по-лучил элементарное представление об анатомии. Тогда же появились примитивные прототипы шприцов, о чем свидетельствуют находки истори-ков и археологов. Также древние эскулапы дела-ли надрезы на коже пациента и втирали снадобья в рану. Безусловно, подобные манипуляции были не только неэффективными, но и опасными для здоровья. В XIII веке врачи «усовершенствовали» этот инвазивный метод: с помощью приспособле-ния, напоминающего современную клизму, ле-чебный раствор впрыскивали под кожу пациента.

Гораздо позднее, в 1648 году, французский философ, математик и физик Блез Паскаль изо-брел конструкцию из пресса и иглы, напомина-ющую шприц. Но, к сожалению, его «шприц» за-интересовал медицинское сообщество гораздо меньше остальных изобретений и остался неза-меченным. Эксперименты по созданию шприцев в это же время проводили двое ученых: Кристо-фер Рен в Лондоне ставил опыты на животных, пытаясь делать им «уколы» лекарств с помощью птичьего пера, а немец Иоганн Эльсгольц при-менял прибор для введения лекарств, отдален-но напоминающий иглу Рена.

Конструкция же настоящего медицинского шприца, спасшая в свое время многие жизни, появилась только в 1853 году благодаря незави-симым стараниям двух незнакомых друг с дру-гом людей, живших в разных странах: шотландца Александра Вуда и француза Шарля Габриеля Праваза. А название их детища - «spritze», что означает «впрыскивать, брызгать», придумали немцы.

Заслуга доктора А. Вуда заключается в изо-бретении полой иглы для шприца и применении этой конструкции для подкожных инъекций. В же-лании избавить своих пациентов от боли он раз-работал новый метод введения анестезирующего лекарства под кожу, а также создал прибор для уколов, взяв за основу инъектор Паскаля, допол-нив и улучшив его. Шарль Праваз же использовал шприц для хирургической помощи животным.

Структура первых шприцев у изобретателей несколько отличалась, однако вскоре они приш-ли к единому решению. В качестве основы был взят непрозрачный каучуковый цилиндр, вну-три которого находился хорошо подогнанный поршень из кожи и асбеста с торчащим наружу металлическим штырем. На другом конце цилин-дра закреплялась полая игла.

В таком формате изобретение просущество-вало достаточно долго, и следующие серьезные изменения с технологией внутритканевого вве-дения лекарственных препаратов произошли в 1894 году, когда известный французский стекло-дув Фурнье изготовил шприцы со стеклянными цилиндрами. Эта идея была тут же коммерци-ализирована французской компанией «Луер» (Luer): в 1894-1897 годах были введены в практи-ку цельные стеклянные шприцы многоразового использования, достаточно простого устрой-ства размером от 2 мл до 100 мл. Шприц имел цилиндр с делениями и пустотелый поршень, заканчивающийся конусом. Данная конструк-ция изготавливалась из термически и химически стойкого стекла, хорошо переносила дезинфек-цию кипячением, а также в воздушном стерили-заторе при температуре 200 о С.

В 1906 году был сконструирован мно-горазовый шприц типа «Ре-корд» со стеклянным цилиндром, запаянным в металлические колечки, металлическим поршнем и металлической иглой. С одной стороны на резьбе вкручивался стальной корпус для фиксации иголки, а с дру-гой - входил поршень с резиновыми уплотни-тельными кольцами. Стерилизованные шприцы обычно упаковывались в плотную коричневую бумагу – крафт-пакет, а к шприцу прилагались многоразовые иглы, которые тупились от дли-тельного употребления и многократной термо-обработки. Шприцы прочищали специальной проволокой - «мандреной».

«РОЖДЕНИЕ» ОДНОРАЗОВОГО ШПРИЦА

Американский изобретатель Артур Смит ре-шил двигаться в другом направлении и в 1950 году получил патенты США на одноразовые шприцы, состоящие из стеклянного цилиндра, пластикового поршня и тонкой длинной иглы из нержавеющей стали. Данное изобретение приобрело популярность, так как у врачей от-пала необходимость в кипячении и дезинфек-ции шприцев. А, благодаря предприимчивости ученого, новинка очень быстро стала весьма де-шевой и общедоступной. Первые одноразовые шприцы стали массово производиться компани-ей «Becton, DickinsonandCompany» в 1954 году.

В конце 50-х годов XX века на Западе на-чался «пластиковый бум»: пластмасса была наиболее дешевой по себестоимости и быстро пришла на смену металлам и стеклу там, где это было возможно. В 1956 году фармацевт и вете-ринар из Новой Зеландии Колин Мердок упро-стил технологию производства шприцев и запа-тентовал собственные одноразовые, полностью пластиковые шприцы, тем самым устранив еще один важный недостаток - хрупкость стеклянно-го цилиндра.

На создание одноразового шприца К. Мер-дока натолкнула потребность в безопасном при-способлении для вакцинации животных. Чтобы упростить и ускорить эту процедуру он предло-жил выпускать уже готовый к работе шприц, за-полненный раствором для введения. Позже ему пришла в голову идея, что одноразовый шприц можно использовать и во врачебной практике, сведя, тем самым, к минимуму риск переда-чи инфекции от одного пациента к другому. И уже с 1961 года той же «Becton, DickinsonandCompany» в промышленных масштабах был на-лажен выпуск первых доступных одноразовых шприцев «BDPlastipak» из небьющейся термо-стойкой пластмассы, что стало своего рода ре-волюцией в медицинской отрасли.

В течение последующих 15 лет Колин Мер-док занимался развитием своего изобретения, созданием его улучшенных моделей, патентова-нием, и уже в начале 70-х годов XX века патент на изобретение одноразового шприца был зареги-стрирован им во всех странах мира.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В «ШПРИЦЕВОЙ ИНДУСТРИИ»

Несмотря на явные преимущества однора-зовых пластиковых шприцев Колина Мердока, идеальной эту конструкцию было назвать до-вольно сложно, так как она имела существенный недостаток - двухкомпонентный вид (цилиндр и поршень). Как следствие, в ежедневной практи-ке врачи часто сталкивались с такими неустра-нимыми проблемами двухкомпонентных шпри-цев, как:

Тугость хода поршня (двухкомпонентным шприцем нельзя плавно сделать инъекцию, точ-но дозируя препарат, особенно, если это рас-твор на масляной основе);

Неравномерное, слабо контролируемое движение поршня на протяжении всей инъекции;

Характерный «щелчок» в конце инъекции;

Риск попадания в организм микрочастиц полипропилена, из которого изготовлен шприц. На фоне напряжения, которое вызывало исполь-зование такого шприца, повышалась травматичность процедуры, а, значит, возрастали болевые ощущения пациентов.

Все эти конструктивные проблемы можно было решить только путем добавления третьего компонента - резинового уплотнителя на порш-не для уменьшения трения и его более гладкого продвижения по цилиндру шприца. Благодаря этому болевые ощущения во время инъекции уменьшались. Плавный ход поршня также ис-ключил вероятность попадания микрочастиц полипропилена в лекарственный препарат, а, значит, и его введение в организм человека при инъекции. Так, на смену двухкомпонентным шприцам пришли трехкомпонентные.

Трехкомпанентные шприцы с соединением по типу Луер-Лок (LuerLock), когда игла вкру-чивается в шприц, особенно ценны при необ-ходимости введения лекарств в плотные ткани организма (под надхрящницу, надкостницу), при заборе биологического материала, а также при введении препаратов с помощью микроинфузионных помп, инфузионных насосов. Они незаменимы в устройствах для капельных инфузий, в шприцах с машинным приводом. Напри-мер, в инфузионных насосах типа «перфузор» и «инфузоматор - устройствах, применяемых в анестезиологии, при проведении интенсивной терапии, в онкологии, неонатологии, когда необ-ходимо медленное дозированное введение ле-карственных препаратов в небольших объемах в течение нескольких часов или суток.

В настоящее время, помимо совершенство-вания третьего компонента, фирмы-производи-тели рекомендуют для каждого объема шприца применять положенную по длине иглу. Не так давно сотрудники клиники «NewCrossHospital» в городе Вулвергемптон (Великобритания) совер-шили открытие, которое очень скоро заставит внести существенные изменения в технологию производства медицинских игл. Исследователи обнаружили, что шприцы для аллергиков с до-зой эпинефрина, раствора адреналина снабжены иглами, которые в очень многих случаях имеют недостаточную длину для того, чтобы «пробить» толстый слой жира на бедрах больных. С помо-щью таких шприцев аллергики, почувствовав на-чало развития анафилактического шока, должны как можно скорее самостоятельно ввести себе препарат в верхнюю часть бедра. Используя ап-парат для ультразвукового исследования, ученые проверили толщину разных тканей в бедрах 28 участников. Оказалось, что у 68% больных тол-щина жира, расположенного поверх мышц, зна-чительно превышала длину игл «шприцов-ручек» с эпинефрином. В результате уже совсем скоро в Великобритании начнется производство игл для шприцев увеличенной длины специально для па-циентов с ожирением.

Еще одним направлением в развитии современных шприцев является сниже-ние болезненности инъекции за счет примене-ния атравматических игл. Такая игла тщательно отшлифована, имеет острие трехгранной за-точки (в противовес обычному косому срезу) и покрыта тонким слоем силикона. Ее строение позволяет существенно снизить болевые ощу-щения пациента во время инъекции: ведь она не «разрывает» волокна тканей, как большинство используемых сегодня игл, а как бы раздвигает их. Силиконовое покрытие снижает трение иглы при вхождении в ткани человеческого тела. Это очень ценное свойство, особенно в тех ситуаци-ях, когда больным требуется внутримышечное введение лекарственного средства несколько раз в день на протяжении длительного периода времени или всей жизни (например, больным сахарным диабетом).

Для снижения болезненности инъекций японцы недавно изобрели специальную зазу-бренную иглу, напоминающую жало москита или рабочий край пилы. Она будет контактировать с тканями только зубчиками, а не всей своей по-верхностью, как обычная. Англичане создали робота, делающего внутривенные инъекции, и сверхбыструю иголку, которая входит в кожу со скоростью 90 км/час. Американцы же доказали, что если предварительно подержать иглу в мо-розилке, пациент даже не почувствует укола.

Марк Коска (Marc Koska)

В настоящее время многие изобретатели работают над реализацией идеи действительно одноразовых шприцев, которые было бы просто физически невозможно использовать дважды. Эта задача обусловлена борьбой с рас-пространением ВИЧ и других инфекций, передающихся при по-вторном использовании одноразовых шприцов. Изобретателем первого в мире «умного» самоблокирующегося шприца K1 стал англичанин Марк Коска (MarcKoska). К1 сконструирован так, что после первого использования самоуничтожается (safetysyringes). 23 июля 2009 года на конференции TED Марк познакомил медицин-скую общественность со своим изобретением.

Схема саморазрушения изделия такова: шприц как обычно заполняется раствором ле-карственного препарата. Осуществляется инъ-екция. Затем иглодержатель с поршнем сцепля-ется и блокируется. Обратное движение поршня втягивает иглодержатель и иглу внутрь цилин-дра. Последний этап - поршень освобождается от иглодержателя (отламывается), а игла оста-ется внутри цилиндра и немедленно подлежит утилизации.

Такой шприц может изготавливаться на том же оборудовании, что и обычные шприцы (с не-значительной модернизацией) из тех же матери-алов, что обычные шприцы. К тому же его приме-нение не требует обучения медперсонала.

Одноразовые шприцы третьего поколения уже используются во многих странах, явля-ясь безопасной альтернативой для инъекций. Некоторые модели включают слабое место в конструкции поршня, из-за которого поршень ломается в случае, если пользователь пытается оттянуть его после инъекции. Есть модели с ме-таллическим зажимом, который блокирует пор-шень, предупреждая тем самым его извлечение из цилиндра, а в некоторых моделях по заверше-нии инъекции игла втягивается в цилиндр порш-ня. Кроме того, разрабатываются шприцы, обе-спечивающие защиту медицинских работников от случайных травм в результате укола иглой, которые приводят к инфекциям. По завершении инъекции игла автоматически закрывается фут-ляром или колпачком.

Поддерживая эту идею, ВОЗ в феврале 2015 года выпущены новые руководящие принципы и политика по безопасности инъекций. Они со-держат подробные рекомендации, учитываю-щие важность характеристик шприцев, включая устройства для защиты медицинских работни-ков от случайных травм в результате уколов иглой, приводящих к инфицированию.

Всемирная организация здравоохранения настоятельно рекомендовала руководствам всех стран обеспечить к 2020 году переход на использование шприцев новой конструкции, предотвращающей их повторное применение. Производителям медоборудования необходимо как можно скорее модернизировать свое произ-водство.

Подготовила Ирина ПРОПП

Кто есть кто в мире открытий и изобретений Ситников Виталий Павлович

Кто придумал инъекцию?

Кто придумал инъекцию?

В 1628 году английский ученый У. Гарвей впервые заявил о возможности введения в организм лекарственных веществ через кожу.

Он опубликовал фундаментальный труд, в котором рассказал о работе системы кровообращения у человека. Гарвей высказал предположение, что благодаря циркуляции крови можно осуществлять распространение лекарств по всему организму. Там же Гарвей заметил, что легче всего вводить лекарства непосредственно в кровеносные сосуды – вены.

После того как в ходе проведения многочисленных экспериментов удалось подтвердить справедливость теории Гарвея, в 1670 году впервые в истории медицины немецкий врач М. Пурман ввел лекарство в вену больного. Он сконструировал специальное приспособление, состоявшее из тонкой стальной иглы, соединенной со стеклянной ампулой, по которой двигался кожаный поршень. Пурман назвал свое изобретение шприцем (от немецкого глагола «шприцен» – впрыскивать).

Первой пациенткой Пурмана стала больная проказой. После переливания телячьей крови ее физическое состояние улучшилось. Второй опыт Пурман поставил на самом себе. Во время войны он заразился чесоткой. Чтобы избавиться от болезни, Пурман попросил своего ассистента ввести ему лекарство в вену. Однако во время манипуляции Пурман неожиданно упал в обморок. Оказалось, что ассистент ввел лекарство слишком быстро, поэтому нарушилось нормальное кровообращение.

Эксперимент завершился удачно, через 3 дня у Пурмана исчезли симптомы болезни. Процедура заживления произошла намного быстрее, чем при обычном приеме лекарств через рот.

Пурман понял, что новый способ является эффективным средством лечения больных. Но в то же время он требовал соблюдения определенной методики: постепенного введения лекарства в вену. Врач усовершенствовал сконструированный шприц: он нарезал резьбу на штоки, по которым двигался поршень. Поворачивая шток, можно было медленно и постепенно вводить лекарство в вену.

Предложенная Пурманом конструкция шприца оказалась настолько удачной, что она вошла в обиход во всех медицинских учреждениях мира. Постепенно совершенствовалась и методика введения лекарств.

Самым практичным оказался способ, предложенный в 1910 году немецким врачом П. Эрлихом. Он занимался лечением сифилиса и открыл сальварсан – эффективное лекарство против этой болезни. Препарат требовалось постепенно вводить в вену, чтобы он равномерно смешивался с кровью.

Проведя серию испытаний, Эрлих сконструировал капельницу – аппарат, обеспечивающий равномерное введение лекарства в кровеносный сосуд больного.

Капельница представляла собой стеклянную ампулу, внутри которой находилась пипетка. Лекарство по каплям поступало в нижнюю часть ампулы. Оттуда оно переходило в кровь больного.

Приспособление Эрлиха оказалось настолько удобным, что его стали использовать для внутривенного введения практически всех лекарств.