无针注射 | 工欲善其事,必先利其器

文摘   2024-09-27 07:30   美国  

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近年来,中国养猪业面临的疾病挑战想必小伙伴们肯定有所耳闻,特别是非洲猪瘟等重大传染病的持续影响估计会让我们“刻骨铭心”,养猪一线的朋友们不断的思考生物安全的各个潜在的漏洞,旨在确保猪猪能够健康、肥硕的成长。

在此背景下,疫苗免疫过程中,针头共用的问题得到大家的重视,为解决这一潜在风险,无针注射技术逐渐受到养猪企业的广泛关注,最近,几位养猪行业内的朋友也询问我国外的无针注射技术,对无针注射技术非常感兴趣。这也给了我一个灵感,结合我的个人使用无针注射的经验,又进行了进一步的查询和调研,整理成了这篇无针注射文章,希望大家喜欢并有所收获 

#1. 什么是无针注射技术

 

害怕打针的小朋友举个手,提到“针”,很多人常常会感到不适或恐惧,这种情绪往往与以前打针的经历有关。调查显示,在人类医疗工作者中,意外针刺伤的发生率为每100次中有5次;而在与猪只相关的针刺伤数量尚不明确,但在对794名兽医的调查中,有580人(73%)曾遭受过针刺伤,这成为猪兽医中身体伤害的主要原因,意外针刺不仅会导致疼痛,还可能引发局部肿胀、血肿、感染、脓肿或蜂窝组织炎等不良后果。

弃用注射器应存放于防穿透容器中(图片源自Pulse)
无针注射技术(Needle-Free Injection)是指在无需使用针头的情况下,舒适、准确、快速地对患者输送抗生素、疫苗等药物,这项技术始于上世纪30年代,并在随后的50多年里广泛应用于大规模疫苗接种项目中,尤其是针对天花、小儿麻痹症和麻疹等传染病。
无针注射技术在人的应用(图片源自Pulse)
无针注射技术是基于高速流体动力学原理,通过使用高压气体(通常是压缩空气、二氧化碳或氮气)将液体药物通过一个极小的喷嘴,形成细小且高速的液体射流。这种射流以极快的速度穿透皮肤表层,将药物精确注入皮下或肌肉组织中,整个过程在不到0.5秒内完成,疼痛感轻微。
具体给药过程分为三个阶段,包括:峰值压力阶段(阶段1,< 0.025秒),用于穿透皮肤的最佳压力;给药或分散阶段(阶段2,约0.2秒);以及下降阶段(阶段3,< 0.05秒),这种压力特征在给药过程中基本一致,确保相同剂量的药物被注射到适当的组织深度。

无针注射透皮演示过程(图片来自Christopher C. L. Chase et al., 2008

上图为可视化透皮注射的过程。其中:

A) 无针注射系统将液体以高速度(> 100 米每秒)从喷嘴的微孔射出;

B) 依靠注射药液中3-10%的部分,对皮肤表面进行侵蚀、断裂等;

C) 喷射的持续冲击增加了皮肤孔的深度,形成皮肤孔;

D) 随着皮肤孔的加深,接下来的药液通过已被穿透的孔洞进入,完成注射。

#2. 无针注射技术的优势


无针注射技术听起来很不错,那么,它有哪些优势可以让我们最关心的畜牧行业受益呢?

以养猪业为例,传统的针筒设备一直是疫苗和药物投递的主要方式。尽管针筒成本低且易于适应不同环境,但随着现代养殖业规模的不断扩大以及动物健康管理的重要性日益凸显,注射技术也在不断进步。无针注射技术在畜牧养殖业中的应用逐渐增多,特别是在大规模疫苗接种和药物治疗方面,其独特优势使其成为传统针头注射的有力替代方案。

1. 减少交叉感染和疾病传播

传统针头注射存在一定局限性,容易引发疾病的交叉传播,尤其是在同一针头被重复使用的情况下,非洲猪瘟肆虐中国养猪行业后,这一问题亟待解决。无针注射技术通过高速液体流注入药物,避免了针头直接接触皮肤,极大降低了动物间通过针头传播疾病的风险。

2. 提高注射效率,适应大规模养殖

在大规模养殖场中,为成千上万的动物接种疫苗或注射药物是一项繁重的工作,无针注射技术操作简单、注射速度快,显著提高了工作效率。研究表明,使用无针注射系统为牲畜注射时,时间消耗比传统针头注射减少了60%以上,节约了大量人力和时间成本。 

3. 减少针头损伤和异物残留

传统注射方式中,针头有可能在注射过程中断裂并留在动物体内,这不仅对动物健康构成隐患,也可能影响肉制品的质量。无针注射技术完全避免了使用针头,从而消除了这一风险,有助于提高肉质的安全性,并消除因断针而引发的胴体修整或处理问题。

4. 降低动物应激反应,提升疫苗效果

传统针头注射常常引发动物强烈的应激反应,如挣扎、尖叫或过度紧张,这可能导致疫苗或药物的吸收不完全;而无针注射几乎无痛,显著减少了动物的应激反应,提高了疫苗的吸收效率,确保其发挥最佳免疫效果。

5. 减少针头恐惧与操作人员的职业暴露

针头恐惧不仅限于人类,动物在面对针头注射时也常表现出恐慌和不安,尤其在群体注射中可能引发更多应激行为,无针注射有效避免了这种情况,使得注射过程更加平稳。

传统注射器潜在风险 (图片源自Pulse)

#3. 无针注射技术在畜牧行业的应用

无针注射技术在畜牧行业的应用越来越广泛,尤其是在疫苗接种方面,对于疫苗来说,增强的分散效果是影响动物对抗原免疫反应的重要因素。

传统的针筒给药方式往往导致药物在针头尖端附近的组织中形成团块,

而无针注射技术则显著改善了疫苗在组织中的分散。

当液流穿透组织时,它会遵循最小阻力路径,从而形成广泛分散的“蜘蛛网”状疫苗分布,使得免疫效果更佳,同时减少局部组织的由于接种疫苗引起的不良反应。

传统注射和无针注射对比(图片源自Pulse)


许多研究表明,无针注射技术在各种畜牧品种中均表现出优异的性能:

1.    猪群疫苗接种的成功应用

在针对猪群的研究中,科学家比较了传统针头注射和无针注射在疫苗接种后的效果。研究结果显示,无论是采用哪种注射方式,猪群在接种疫苗后产生的抗体水平基本相同。然而,使用无针注射技术的注射部位出现的局部反应明显更少,这进一步表明,无针注射不仅能够保证疫苗接种的效果,还能降低局部反应的发生率,从而减少屠宰过程中肉质的损失。

2.    牛群中的无针注射测试 

另一项在牛群中进行的研究同样验证了无针注射的有效性,研究人员对比了在不同气候条件下

(包括寒冷的冬季和温暖的夏季)

使用无针注射和传统针头注射的疫苗接种效果,结果显示,无针注射技术在各种气候条件下均能提供与传统注射相似的抗体反应,且在低温环境中也表现出良好的适应性

针筒和无针注射疫苗,引起相近的抗体水平图片源自Michel Rey et al., 2015)

扩展阅读:

🔗 Pulse NeedleFree Systems

https://pulse-nfs.com/videos/

🔗 Pulse Needefree system handbook

https://www.msschippers.com/ms-pulse-250-dosing-unit-1406500.html


#. 无针注射全球应用现状


无针注射技术的优势在全球范围内得到了广泛认可,在发达国家,尤其是在规模化养殖中,应用现状十分乐观。根据《中国兽药杂志》的报道,目前近80%的大型养殖场已经开始使用无针注射系统,例如,美国第二大养猪公司Triumph Foods

(胜利食品)

养殖母猪达240,000头,其猪肉产品主要出口到欧洲和日本,该公司在美国境内的200多家猪场中,配备了超过1,500台无针注射设备。

相比之下,国内养殖业在无针注射技术的应用上仍处于起步阶段,大多数规模化养殖场仍然使用传统的针头注射器进行疫苗接种和治疗,甚至在同一栏猪中共用一枚针头的现象相当普遍。

#4. Pulse无针注射系统介绍


在市场上,许多国家都生产无针注射设备,这些设备主要依靠气体或电池作为动力来源,因为我在猪场工作时使用的是美国Pulse公司生产的无针注射设备,所以将以之为例,进行简要介绍。

商品化无针注射产品图片源Kwang-Il Park1 et al., 2022)

Pulse无针注射系统主要由以下组成部分构成:气体压缩机

(或便携式压缩气体罐)

剂量室

(Dosing Chamber)

和注射枪等。

无针注射设备组成(图片源自Pulse)

无针注射在养猪各阶段的应用实景(图片源自Pulse)

说了这么多无针注射系统的优点,那么无针注射系统有没有缺点呢?

有!这包括设备的高启动成本、压缩气体存储设施的配备、操作人员的高标准培训以及设备的维修和保养等方面。

插个话题:最近,我在Pulse公司的网站上发现了一款适用于产房的工具车,这款工具车功能多样,包括断尾、去势和无针注射等,与之前的手提式操作箱相比,这款工具车更加先进且便捷,极大地提升了工作效率。

去势、断尾、无针注射一体化工具车(图片源自Pulse)

#6. 使用过程中注意事项

(一) 安全

  • 操作人员培训:绝不要让未经培训的人员操作设备,且设备在使用时务必有人看管。

  • 防护措施:请务必采取适当的预防措施,如穿戴防护服、安全护目镜、防尘口罩、耳塞和手套。

  • 安全方向:始终将注射枪指向安全方向,切勿对准他人。

  • 气源阀管理:在无针注射系统不使用时,务必将剂量室上的开/关气源阀设置为关闭,并对高压软管和注射枪进行排气处理。

  • 液体流速:请注意,注射枪喷出的液体流速足够强大,可能会穿透手套、靴子和衣物。

(二) 注射位置

推荐的注射部位是在脖子后面靠近耳朵的位置,理想情况下应在指定的三角区域内,避免靠得过近耳朵。

无针注射部位(图片源自Pulse)

(三) 注射技巧

通过将注射枪施加足够的压力按在猪身上来激活注射,确保注射枪始终平稳地放置在猪身上!切勿过快地撤回注射枪,这样可能会导致注射过程无法顺利完成。

无针注射技巧演示(图片源自Pulse)

#7. 维修保养

无针注射设备使用完成后,后续需要进行清洗和维修保养,清洗的目的是将剩余在设备及管道内的疫苗或药物清洗出去,确保下次的正常使用。其次,根据无针注射设备使用的时间或者注射的次数,对特定的零件进行更换,确保可以每次都可正常使用,避免出现漏气或注射剂量不足等情况。
清洗设备:先后使用装有醋和蒸馏水的瓶子连接设备,对内部管道等进行清洗,约需要20次方可完成管道的清洗。

维修保养:无针注射设备比较精密,内部零件较多,需要维修保养的部件很多,以注射枪内部黑色O形橡胶环更换为例,其他零件的更换或者保养请见Pulse的保养手册。

无针注射枪内部组成(图片源自Pulse)

Injection pin O 型环更换演示(图片源自Pulse)

就写到这里吧!希望这篇文章能让大家对无针注射技术有一个初步的了解!感兴趣的朋友,欢迎留言谈论哈!

「曦曦博士」一起,多多学习吧!See you next time~




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