La siringa ipodermica, nota anche come ago ipodermico, è un dispositivo utilizzato dai professionisti medici per trasferire liquidi dentro o fuori dal corpo. È costituito da un ago cavo, che è collegato a un tubo e uno stantuffo. Quando la maniglia dello stantuffo viene tirata indietro, i fluidi vengono aspirati nel tubo. Il fluido viene espulso attraverso l’ago quando la maniglia viene spinta verso il basso. La siringa è stata introdotta a metà del 1800 ed è costantemente migliorata con lo sviluppo di nuovi materiali e design. Oggi è diventato uno strumento medico così importante che è quasi un simbolo sinonimo del medico praticante.

Storia

Dall’avvento dei farmaci, sono stati ricercati metodi per la somministrazione di tali farmaci. Vari importanti sviluppi necessari per verificarsi prima di iniezioni attraverso una siringa ipodermica potrebbero essere concepiti. I primi medici del diciannovesimo secolo non erano consapevoli che i farmaci potevano essere introdotti nel corpo attraverso la pelle. Un primo esperimento che ha dimostrato questa idea, tuttavia, è stato eseguito da Francois Magendie nel 1809. Nel suo lavoro pubblicato, ha delineato un metodo per introdurre la stricnina in un cane utilizzando una sbavatura di legno rivestita. Nel 1825, A. J. Lesieur descrisse un altro metodo per somministrare farmaci attraverso la pelle, applicandoli direttamente alle vesciche sulla pelle. Espandendo i risultati di questi esperimenti, G. V. Lafargue ha sviluppato una procedura per introdurre la morfina sotto la pelle usando una lancetta. Un ago a goccia fu inventato da F. Rynd nel 1844 per lo stesso scopo. Tuttavia, non pubblicò il suo metodo fino al 1861, otto anni dopo la descrizione della prima siringa ipodermica.

La prima vera siringa ipodermica fu creata da Alexander Wood nel 1853. Ha modificato una siringa normale, che a quel tempo era usata per trattare le voglie, aggiungendo un ago. Ha quindi utilizzato questo nuovo dispositivo per introdurre la morfina nella pelle dei pazienti che soffrivano di disturbi del sonno. Alcuni anni dopo, aggiunse una scala graduata sulla canna e un ago più fine. Queste modifiche sono state sufficienti per attirare l’attenzione del resto della comunità medica, risultando nel suo uso più diffuso.

Nel corso degli anni le siringhe ipodermiche hanno subito cambiamenti significativi che le hanno rese più efficienti, più utili e più sicure. Uno di questi miglioramenti era l’incorporazione di un pistone di vetro all’interno del cilindro. Questa innovazione ha impedito perdite e ridotto le probabilità di infezioni, rendendo il dispositivo più affidabile. La tecnologia per la produzione di massa di siringhe ipodermiche è stata sviluppata alla fine del diciannovesimo secolo. Con lo sviluppo delle materie plastiche, sono state incorporate nel design, riducendo i costi e migliorando ulteriormente la sicurezza.

Sfondo

Il modo in cui un ago ipodermico funziona è semplice. Fluido, come un farmaco o sangue, viene aspirato attraverso un ago cavo nel tubo principale quando la maniglia dello stantuffo viene tirata indietro. Finché la punta dell’ago rimane nel liquido mentre la maniglia dello stantuffo è tirata, l’aria non entrerà. L’utente può determinare esattamente quanto materiale è nel tubo leggendo i segni di misurazione sul lato del tubo. Il liquido viene erogato attraverso l’ago quando la maniglia dello stantuffo viene spinta indietro verso il basso.

Il termine siringa ipodermica deriva dalle parole greche hypo, che significa sotto, e derma, che significa pelle. Questi termini sono appropriati perché descrivono esattamente come funziona il dispositivo. L’ago viene utilizzato per perforare lo strato superiore della pelle e il materiale nel tubo viene iniettato nello strato sottostante. In questo strato sottocutaneo, la maggior parte dei materiali iniettati saranno prontamente accettati nel flusso sanguigno e quindi diffusi in tutto il corpo.

Una siringa è uno dei tre metodi principali per introdurre un farmaco nel corpo. Gli altri sono transepidermici (attraverso la pelle) e orali. L’uso di un ago ipodermico come metodo di somministrazione del farmaco presenta alcuni vantaggi significativi rispetto all’ingestione orale. In primo luogo, i farmaci sono protetti dal sistema digestivo. Ciò impedisce loro di essere chimicamente alterati o scomposti prima che possano essere efficaci. In secondo luogo, poiché i composti attivi vengono rapidamente assorbiti nel flusso sanguigno, iniziano a lavorare più velocemente. Infine, è più difficile per il corpo rifiutare i farmaci che vengono somministrati con la siringa. La somministrazione di farmaci transepidermici è una tecnologia relativamente nuova e i suoi effetti non sono generalmente immediati come l’iniezione diretta.

Design

Sono disponibili molti disegni di siringhe ipodermiche. Tuttavia, tutti hanno le stesse caratteristiche generali, tra cui un barile, uno stantuffo, un ago e un cappuccio. La canna è la parte dell’ago ipodermico che contiene il materiale che viene iniettato o ritirato. Uno stantuffo mobile è contenuto all’interno di questo tubo. La larghezza della canna è variabile. Alcuni produttori producono tubi corti e larghi e altri ne producono di lunghi e sottili. Il design esatto dipenderà in una certa misura da come verrà utilizzato il dispositivo. L’estremità della canna a cui è attaccato l’ago è rastremata. Ciò garantisce che solo la quantità desiderata di materiale venga erogata attraverso l’ago. Alla base della canna lontano dall’attacco dell’ago, due braccia svasano. Questi pezzi consentono all’utilizzatore dell’ago di premere sullo stantuffo con il pollice tenendo il tubo in posizione con due dita. L’altra estremità della canna è affusolata.

Lo stantuffo, che è responsabile della creazione del vuoto per disegnare i materiali e quindi scaricarli, è costituito da un pezzo lungo e dritto con una maniglia ad un’estremità e una testa di stantuffo di gomma sull’altra. La testa di gomma si adatta perfettamente alle pareti della canna, creando una tenuta ermetica. Oltre a garantire un’accurata quantità di materiale viene aspirata, l’azione del tergipavimento della testa dello stantuffo mantiene i materiali fuori dalle pareti interne del tubo.

L’ago è la parte del dispositivo che perfora effettivamente gli strati della pelle. A seconda della profondità dell’iniezione o dell’estrazione del fluido, l’orifizio dell’ago può essere più sottile o più largo e la sua lunghezza varia. Può anche essere permanentemente apposto al corpo della siringa o intercambiabile. Per quest’ultimo tipo di sistema, una varietà di aghi sarebbe disponibile per l’uso per diverse applicazioni. Per evitare lesioni accidentali da bastone da ago, un cappuccio protettivo è posto sopra la parte superiore dell’ago quando non è in uso.

Materie prime

Poiché le siringhe ipodermiche entrano in contatto diretto con l’interno del corpo, le normative governative richiedono che siano realizzate con materiali biocompatibili farmacologicamente inerti. Inoltre, devono essere sterilizzabili e non tossici. Molti tipi differenti di materiali sono usati per costruire l’ampia varietà di aghi ipodermici disponibili. Gli aghi sono generalmente realizzati in acciaio inossidabile o acciaio al carbonio trattabili termicamente. Per prevenire la corrosione, molti sono nichelati. A seconda dello stile del dispositivo utilizzato, il corpo principale del tubo può essere realizzato in plastica, vetro o entrambi. La plastica inoltre è usata per fare la maniglia dello stantuffo e la gomma sintetica flessibile per la testa dello stantuffo.

Il processo di produzione

Ci sono molti produttori di aghi ipodermici, e mentre ognuno utilizza un processo leggermente diverso per la produzione, i passaggi di base rimangono gli stessi, tra cui la formazione di aghi, stampaggio di componenti in plastica, assemblaggio di pezzi, imballaggio, etichettatura e spedizione.

Fare l’ago

• 1 L’ago viene prodotto dall’acciaio, che viene prima riscaldato fino a quando non è fuso e quindi
  

  Schema di una siringa ipodermica. La retrazione dello stantuffo crea il vuoto per disegnare i materiali, che possono poi essere scaricati spingendo sullo stantuffo. La sua testa di gomma fa una tenuta ermetica contro le pareti della canna.

  disegnato attraverso uno stampo progettato per soddisfare i requisiti di dimensione dell’ago. Mentre si muove lungo la linea di produzione, l’acciaio viene ulteriormente formato e arrotolato in un filo continuo e cavo. Il filo è opportunamente tagliato per formare l’ago. Alcuni aghi sono significativamente più complessi e sono prodotti direttamente da una pressofusione. In questo modo vengono prodotti anche altri componenti metallici sull’ago.

Realizzazione della canna e dello stantuffo

• 2 Esistono vari modi in cui il tubo della siringa può essere modellato, a seconda del design necessario e delle materie prime utilizzate. Un metodo di produzione è lo stampaggio per estrusione. La plastica o il vetro viene fornito come granuli o polvere e viene alimentato in una grande tramoggia. Il processo di estrusione comporta una grande vite a spirale, che forza il materiale attraverso una camera riscaldata e lo rende una massa spessa e scorrevole. Viene quindi forzato attraverso uno stampo, producendo un tubo continuo che viene raffreddato e tagliato.
• 3 Per pezzi che hanno forme più complesse come le estremità, lo stantuffo o i tappi di sicurezza, viene utilizzato lo stampaggio ad iniezione. In questo processo la plastica viene riscaldata, convertendola in un liquido. Viene quindi iniettato forzatamente in uno stampo che è l’inverso della forma desiderata. Dopo che si raffredda, si solidifica e mantiene la sua forma dopo l’apertura dello stampo. Sebbene la testa dello stantuffo sia in gomma, può anche essere prodotta mediante stampaggio ad iniezione. Successivamente, la testa dello stantuffo è attaccata alla maniglia dello stantuffo.

Assemblaggio e imballaggio

• 4 Quando tutti i componenti sono disponibili, può verificarsi l’assemblaggio finale. Mentre i tubi viaggiano lungo un trasportatore, lo stantuffo viene inserito e tenuto in posizione. Le estremità che coprono il tubo sono apposte. Le marcature di graduazione possono anche essere stampate sul corpo principale del tubo a questo punto nel processo di fabbricazione. Le macchine che stampano queste marcature sono appositamente calibrate per garantire che stampino le misurazioni con precisione. A seconda del design, l’ago può anche essere collegato in questo momento, insieme al cappuccio di sicurezza.
• 5 Dopo che tutti i componenti sono a posto e la stampa è completa, le siringhe ipodermiche sono messe nell’imballaggio appropriato. Poiché la sterilità del dispositivo è indispensabile, vengono prese misure per garantire che siano esenti da agenti patogeni. Sono tipicamente confezionati singolarmente in plastica ermetica. Gruppi di siringhe vengono imballati in scatole, impilati su pallet e spediti ai distributori.

Controllo di qualità

La qualità dei componenti di questi dispositivi viene controllata durante ogni fase di produzione. Poiché migliaia di parti sono fatte ogni giorno, l’ispezione completa è impossibile. Di conseguenza, gli ispettori di linea controllano casualmente i componenti a intervalli di tempo fissi per assicurarsi che soddisfino le specifiche di dimensioni, forma e consistenza. Questi campioni casuali forniscono una buona indicazione della qualità della siringa ipodermica prodotta. L’ispezione visiva è il metodo di prova principale. Tuttavia, vengono eseguite anche misurazioni più rigorose. L’apparecchiatura di misurazione viene utilizzata per controllare la lunghezza, la larghezza e lo spessore dei pezzi componenti. Tipicamente, vengono utilizzati dispositivi come un calibro a corsoio, un micrometro o un microscopio. Ognuno di questi si differenzia per accuratezza e applicazione. Oltre ai test specifici, gli ispettori di linea sono stazionati in vari punti del processo di produzione e ispezionano visivamente i componenti man mano che vengono realizzati. Controllano cose come aghi o tubi deformati, pezzi che si incastrano in modo errato o imballaggi inappropriati.

La produzione di siringhe ipodermiche è strettamente controllata dal governo degli Stati Uniti, in particolare dalla Food and Drug Administration (FDA). Hanno compilato un elenco di specifiche a cui ogni produttore deve conformarsi. Eseguono ispezioni di ciascuna di queste aziende per garantire che stiano seguendo le buone pratiche di produzione, gestendo i reclami in modo appropriato e mantenendo registri adeguati relativi alla progettazione e alla produzione. Inoltre, i singoli produttori hanno i propri requisiti di prodotto.

Il futuro

Da quando Alexander Wood ha introdotto il primo dispositivo, la tecnologia delle siringhe ipodermiche è notevolmente migliorata. La ricerca futura si concentrerà sulla progettazione di dispositivi migliori che saranno più sicuri, più durevoli, più affidabili e meno costosi da produrre. Inoltre, continueranno anche i miglioramenti nella produzione di dispositivi. Un esempio di questo è la tendenza verso l’utilizzo di materiali come metalli e materie plastiche che hanno subito un minimo di lavorazione dal loro stato normale. Ciò dovrebbe ridurre al minimo gli sprechi, aumentare la velocità di produzione e ridurre i costi.