ШПРИЦЫ

Возникновению инъекционного обезболивания предшествовала разработка технических средств для введения лекарств. В 1845 г. ирландский врач Фрэнсис Ринд (F rancis Rynd, 1801-1861) изобрел полую иглу и опубликовал концепцию местного применения лекарственных препаратов, вводимых в область периферических нервов с целью купирования боли.

Изобретением шприца мир обязан великому французскому ученому Блезу Паскалю и его интересу к гидродинамике, гидростатике и атмосферному давлению. В 1647 г. Паскаль сделал сразу два важнейших изобретения - гидравлический пресс и шприц. Но в то время широкого применения последний не нашёл. Произошло это только в 1843 г., в Великобритании. Шотландский врач Александр Вуд (Аlехаnder F. Wood), изучавший возможности расширения применения морфина для анестезии, впервые использовал шприц, мало отличавшийся от того, который придумал Паскаль, для введения морфина внутрь человеческого организма. Сегодня этот шприц можно увидеть в музее Британского Королевского хирургического общества. Практически одновременно с ним французский врач Шарль-Габриэль Правац (Charle-Gabrial Pravaz) выдвинул предположение о возможности введения лекарственных средств в организм при помощи сжатого воздуха. Продолжая исследования, Вуд и Правац в 1853 г. изобрели шприц и иглу для внутривенных и внутримышечных инъекций. В этом же году Вуд первым ввел раствор морфина в область нервных стволов при приступе невралгических болей и получил положительный результат.

Близкий к современному универсальный шприц Праваца применялся в медицинской практике почти до середины XX века. Шприц Праваца состоял из стеклянного цилиндра емкостью 1 мл с оправой из твердого каучука и металлического стержня с кожаным поршнем (рис. 56).

Рис. 56. Шприц Праваца

Изобретение полой иглы и шприца позволило американцу В.В. Грину (Greene W.W.) в 1868 г. предложить инъекции морфина перед наркозом. Этим было положено начало фармакологической подготовке больных, известной в настоящее время под названием премедикация. Вскоре после этого Роtain в 1869 г. наблюдал развитие местной анестезии после подкожного введения воды (Наlsted W.S., 1885).

В зубоврачевании конца XIX века шприцы использовались для промывания и высушивания полостей зубов перед пломбированием (рис. 57). Из приведенных иллюстраций видно, что некоторые из шприцев стали прототипами современных стоматологических инъекторов, обеспечивая упор и обратное движение штока.

Рис. 57. Шприцы, применявшиеся в зубоврачевании перед пломбированием: а) для промывания (Ил. по Ю. Шеффу, 1882); б) водяной шприц (Ил. по В.Д. Миллеру, 1898); в) воздушный шприц для удаления частичек зубной ткани (Ил. по В.Д. Миллеру, 1898); г) тепловоздушный шприц Telschow'a (Ил. по В.Д. Миллеру, 1898)

Важнейшим достижением начального периода применения местной анестезии явилась разработка функционального дентального шприца Блейхштайнером и Фишером (Bleichsteiner А., Fischer G., 1906). Главными их признаками были навинчивающаяся канюля и упоры для пальцев и ладони (рис. 58).

Рис. 58. Зубоврачебные шприцы для местной анестезии: а) шприц Блейхштайнера; б) шприц Фишера (Ил. по: R. Neumann, 1929.)

Наибольшее распространение в общей медицине имели шприцы типа "Рекорд" - цилиндр из термостойкого стекла, а остальные детали металлические (рис. 59, а, б). Иглы на шприц не навинчиваются, а удерживаются за счет фрикционности и конусности соединения, что увеличивает риск соскальзывания их во время введения раствора или промывания.

Рис. 59. Медицинские шприцы: а - «Рекорд». (Ил. по R. Neumann, I929); б - «Рекорд» (Ил. по С.А. Рабиновичу, 2000); в - «Люэр»

В конце 50-х годов XIX века Люэр (Luer) в Париже описал винтовое соединение иглы со шприцем, а затем заменил его конусообразной канюлей на конце шприца. Именно это соединение между шприцем и иглой используется в наши дни. Он также ликвидировал винтовой ход поршня и добавил градуировку на корпусе. Шприц Люэра состоит целиком из стекла (рис. 59, в). Шприцы типов "Рекорд" и "Люэр" отличаются формой канюли - подыгольного конуса. Следствием этого является то, что игла для шприца "Рекорд" не подходит к шприцу типа "Люэр" и наоборот. Шприцы, изготовленные из стекла и металла, предназначены для многократного использования; они подвергаются стерилизации.

Главным недостатком шприцев из стекла является то, что они быстро бьются. Поэтому стали выпускать шприцы из небьющейся термостойкой пластмассы. Первые попытки выпускать пластмассовые шприцы одноразового использования, стерилизованные фабричным путем, были сделаны в США в 40-е годы.

Зубоврачебная картриджная система для инъекций начала вводиться в Америке и Западной Европе
в 20-е годы. Она включает в себя специальный шприц, картридж и иглу с двумя острыми концами (рис. 60).

Рис. 60. Зубоврачебная картриджная инъекционная система: игла в контейнере, картридж, шприц с упорами для пальцев и ладони

Впервые карпулы (картриджи) были созданы еще в 1917 г. во время I мировой войны американским военным хирургом Харвеем Куком (Harvey S. Cook), который изобрел цилиндрические ампулы - прообраз современных карпул. Карпула представляла собой стеклянную цилиндрическую трубку, закрывающуюся с одной стороны резиновым поршнем (пробкой), а с другой - резиновой мембраной, прокалываемой иглой во время инъекции (рис. 61). Шприц "заряжался" карпулой, как оружие cнарядом, - через затвор. В 1921 г. в лаборатории Кука был разработан первый аспирационный карпульный шприц.

Рис. 61. Составные элементы карпулы (Ил. по Н. Evers, 1993): 1 - алюминиевый колпачок, 2 - эластичная мембрана, 3 - стеклянная ампула, 4 - эластичный поршень-пробка

Только с появлением лидокаина, обеспечивавшего надежное обезболивание двумя миллилитрами раствора, эта инъекционная система вошла в широкую стоматологическую практику. Объем карпулы в 1,8 мл в 1947 г. произвольно выбрала фирма "Вауеr", и он стал стандартом. В Великобритании, Австралии и некоторых странах Азии производятся карпулы объемом 2,2 мл. Главным достоинством стоматологической картриджной системы является быстрая (менее минуты) подготовка к инъекции и гарантированная производителем стерилизация тех элементов (иглы и картриджи), которые контактируют с субэпителиальными тканями (Петрикас А.Ж., 1997).

Одним из недостатков классической картриджной системы была невозможность аспирации - обратного оттягивания поршня, чтобы исключить случайное попадание иглы в просвет сосуда. Для совмещения поршня-пробки картриджа со штоком (толкателем) шприца были предложены винтовое соединение (Novcol Company, 1947) и гарпунное (Сооk-Weite Laboratories, 1957), требовавшие конструктивных изменений как самого картриджа, так и шприца. Последняя фирма в 1959 г. разработала к этому шприцу разовые стерильные иглы (Jastak J.T., Yagiela J.A., 1981).

Обычные медицинские шприцы также не имеют конструктивных приспособлений для контрольного всасывания, поэтому при их использовании приходится одной рукой держать шприц, а другой - оттягивать назад поршень. Помимо неудобства в работе такая техника создает дополнительную опасность возникновения осложнений за счет травмы тканей кончиком иглы вследствие его смещения. У зубоврачебных шприцев стали делать упор для большого пальца на конце штока в виде кольца, а для удержания самого шприца указательным и средним пальцами - захваты различной конструкции на его корпусе. Благодаря этому как надавливание на шток, так и оттягивание его стало возможно делать одной рукой, используя движения большого пальца. Чтобы обратное движение (оттягивание) передавалось на поршень-пробку карпулы, другой конец штока стали делать в виде крючка, конуса или зазубрины. При резком движении они вводятся в поршень и удерживаются там за счет острых краев и плотности резины. При обратном движении штока на 1-2 мм с ним смещается и пробка-поршень, создавая разрежение.

Помимо приспособлений для обеспечения обратного движения пробки-поршня были разработаны конструкции, которые обеспечивают автоматическое развитие аспирационного разрежения. Принцип работы этих конструкций заключается в том, что ввиду эластичности мембраны и поршня карпулы после прекращения давления на них во время инъекции может происходить пассивная аспирация за счет возникающего разрежения (рис. 62).

Рис. 62. Принцип caмоаспирации в картриджной инъекционной системе. А - во время давления на поршень происходит его деформация. В - форма поршня восстанавливается и в полости картриджа возникает отрицательное давление, куда может устремиться кровь из места инъекции (Ил. по A.Ж. Петрикасу, 1997)

А. Ritsky (Ритский А.) предложил устройство для пассивной аспирации за счет деформации мембраны (рис. 63) - Еvers Н., 1993.

Рис. 63. Пассивная аспирационная система А. Ритского (Ил. по H. Еvers, 1993): 1 - трубчатый штифт на внутренней поверхности фронтальной части шприца (А). Во время инъекции картридж упирается в трубчатый штифт, изгибая мембрану внутрь (Б). После прекращения давления на поршень мембрана возвращается в исходное состояние, вызывая пассивную аспирацию (В)		Рис. 64. Пассивная аспирационная система фирмы «Аstrа» (Ил. по Evers, Littorin)

Конструкция фирмы "Astra", предложенная около двух десятков лет назад в самоаспирационном шприце, осуществляет аналогичный принцип при деформации другой эластичной части карпулы - резинового поршня (рис. 64). В этом шприце шток, упирающийся в поршень, заканчивается не круглым стержнем большого диаметра, соответствующего диаметру поршня, а зауженным стержнем без крючка. В результате этого надавливание штоком происходит не на заднюю часть поршня по всему его диаметру, а на центр передней части, до которой сквозь весь поршень проходит канал. При таком надавливании передняя часть поршня деформируется, выступая внутрь карпулы, а после прекращения давления - оттягивается назад, восстанавливая свою форму. При этом в карпуле создается отрицательное давление, которое увлекает кровь из места инъекции, если игла попала в просвет сосуда.

Таким образом, при проведении аспирационного теста стало достаточно задержать иглу в месте инъекции на 1-2 сек., сняв при этом давление с поршня шприца.

Рис. 65. Общемедицинская инъекционная система: шприц, игла, флакон, aмпулa

В России с 1918 до 90-х годов в зубоврачевании (стоматологии) использовалась общемедицинская система инъекций (рис. 65). В ней задействованы стеклометаллический (комбинированный) шприц емкостью 5 мл и иглы для подкожных и внутримышечных инъекций. Вот как С.Н. Вайсблат (1962) обосновывает применение этой системы: "Мы давно отказались от применения специальных, так называемых зубоврачебных шприцев со специальными боковыми выступами для фиксации пальцев и с навинчивающимися иглами, а с 1918 г. для инъекционной анестезии, в частности проводниковой, мы пользуемся шприцем "Рекорд", обычно пятимиллилитровым, и считаем его самым удобным: во-первых, он легко разбирается и так же легко составляется, во-вторых, хорошо стерилизуется, так как состоит только из металла и стекла, в-третьих, игла легко снимается и надевается на шприц. Это обстоятельство, как увидим ниже, весьма важно при некоторых проводниковых и инфильтрационных анестезиях...". По-видимому, закрытость и экономические проблемы России после 1917 г., а затем СССР, невозможность фабричного производства в нашей стране стоматологических шприцев, игл и применение в основном анестетика новокаина послужили причиной традиции использования в стоматологии общемедицинской инъекционной системы, которая была доступнее и дешевле.
А.Ж. Петрикас и соавт. (1999) к достоинствам медицинской одноразовой системы относят то, что она занимает меньше места в полости рта и более компактна, меньше пугает россиян, возможно дозирование еще при подготовке к инъекции, более герметична, для активной аспирации не требует специальных устройств, производится в России.

За рубежом в общемедицинской практике получили широкое распространение шприцы одноразового использования из полимерных материалов. В основном использовались две группы конструкций. К первой относились шприцы с эластичным уплотнением, выполненным из силиконовой резины (фирмы "Sherwood", США; "Becton Dickinson", Франция и др.). Технология производства включала дополнительные операции изготовления силиконовых резиновых уплотнений, что повышало надежность конструкции в работе. Ко второй группе относились шприцы с эластичными цилиндрами и жесткими штоками (фирма "Вrаun", ФРГ). Эти шприцы были менее надежны в работе из-за частичного перетекания жидкости между поршнем и цилиндром. В нашей стране в 60-е годы предпринимались попытки разработать шприцы из полимерных материалов, но по разным причинам они были неудачными. Несмотря на это, работы над шприцами одноразового использования из полимерного материала продолжались, потому что преимущества этих шприцев были очевидны и заключались не только в технологии их изготовления, но и в значительном снижении проблемы "шприцевого" пути передачи вирусного гепатита В и других инфекций.

Во ВНИИ медицинских полимеров была разработана конструкция шприца одноразового использования емкостью 5 мл - прозрачный, гладкий цилиндр c четкой шкалой, головка стандартного конуса шприца "Рекорд", в комплекте 2 иглы с пластмассовыми канюлями. Шприц поступал к потребителю стерильным, упакованным в индивидуальный полиэтиленовый пакет, предназначался для внутримышечных и подкожных инъекций. В 1971 г. на Ленинградском заводе медицинских полимеров была выпущена опытно-промышленная партия шприцев в количестве 100 000 штук и передана для клинических испытаний в Москве и Ленинграде. В 1974 г. завод приступил к серийному выпуску этих шприцев (Перцов Р.И. и соавт.). Производство одноразовых шприцев несложно, высокопроизводительно, поддается механизации и автоматизации. Отмечались экономия времени за счет ликвидации операций по подготовке, обработке и стерилизации шприцев, легкий вес, прочность, малогабаритность и стерильность. Эти несомненные преимущества привели к постепенной смене стеклометаллических шприцев одноразовыми пластмассовыми, стерилизованными на производстве, не только в общемедицинской, но и стоматологической практике СССР.

Безыгольные инъекторы

Инъекционное введение анестетиков имеет ряд недостатков: болезненность в момент проведения анестезии, возможность травмы сосудов, поломки иглы, передачи через нее инфекции. Эти недостатки отсутствуют при безыгольном способе введения веществ в ткани организма.

Идея безыгольного способа введения лекарственных препаратов в организм возникла в 1866 г., когда француз Beclard описал аппарат, который позволял вводить вещество в ткани организма под высоким давлением (до 300 атм) в виде тончайшей струи. Однако только с 1947 г. благодаря исследованиям R.А. Нingson указанный способ приобрел практическое значение.

Первое сообщение о применении струйных инъекций в стоматологии относится к 1958 г. (Margetis Р. еt аl.). Авторы использовали инъектор "Нyposprey" для местной анестезии у 66 стоматологических больных. Несмотря на то, что безыгольный инъектор был введен в клиническую практику более 40 лет назад, его широкое применение началось гораздо позже. В 60-70-е годы за рубежом этот способ получил широкое распространение. Создано множество разновидностей таких шприцев. Экспериментальные разработки по безыгольным инъекторам в нашей стране впервые проведены М.М. Трусовым в 1960 г. Первое клинико-экспериментальное исследование особенностей струйного способа проведения местной анестезии в стоматологии относится к 1972 г. (Гигаури В.С. и соавт.). Положительные результаты, полученные авторами, позволили применить отечественные безыгольные инъекторы для проведения местной анестезии в клинической стоматологической практике (Гигаури В.С. и соавт., 1973; Азрельян Б.А. и соавт., 1973) (рис. 66). В среднем при операции удаления зуба, лечении по поводу пульпита, периодонтита требовалось 5-6 инъекций в разовой дозе 0,2 мл.

Рис. 66. Безыгольный инъектор БИ-1 с наконечником для стоматологической практики

Этот метод в нашей стране стал шире применяться в стоматологической практике после того, как в 1977 г. отечественная промышленность начала выпускать специальный безыгольный инъектор, предназначенный для применения в полости рта (БИ-8). Особенно активно он рекомендовался для применения в детской стоматологической практике (Васманова Е.В., Азрельян Б.А., 1979).

Если эти "шприцы без иглы" были полезны при проведении с соблюдением асептики массовых прививок безыгольным инъектором под названием "Пчелка" (Воробьев А.А и соавт., 1972), то в стоматологии, несмотря на первые оптимистические отзывы (Мухин Н.А. и Гордиенко Т.П., 1972; Азрельян Б.А. и соавт., 1973; Berman С.L., 1967), инъекторы обнаружили недостатки, препятствующие их универсальному применению: многоинъекционность (Ноwe G.L., Whitehead F.J.H., 1972; Aling С.С., Christopher А., 1974; Веnnett С.R., 1974), несовершенство конструкции (Рыбаков А.И. и соавт., 1979; Петрикас А.Ж., 1987) и осложнения в виде кровотечений, образования гематом и повреждений слизистой оболочки (Бернадский Ю.И., 1998).

Таким образом, отсутствие иглы не исключало попадание в кровеносное русло. Расчет на пациентов, боящихся уколов, также не оправдал себя. Исследования А.Ж. Петрикаса показали, что эффективность анестезии безыгольным инъектором ниже по сравнению с обычной инъекционной техникой. При проводниковых анестезиях роль безыгольных инъекторов сводилась к обезболиванию места вкола иглы. Зарубежная модель "Сириджет Марк 2" (Syrijet Mark II, Mizzy, Inc.N.Y.) основана на картриджной системе и очень эргономична, позволяет решать анестетические проблемы пульпита, а не только обезболивания места вкола при инъекционной анестезии. Отечественный БИ-8 "капризен", имеет большую емкость для местного анестетика, рассчитанную на новокаин, и выполнен не из нержавеющей стали (более стойкой к воздействию кислых растворов анестетиков).

Несмотря на внедрение в клиническую практику и экономическую эффективность, безыгольные инъекторы разработанных конструкций не решали проблемы "шприцевого" гепатита и не соответствовали современным эпидемиологическим требованиям. В 1989 г. применение безыгольных инъекторов в нашей стране повсеместно прекращено "в целях обеспечения безопасности от кровяных инфекций" на основании Письма Минздрава СССР № 06-14/28-14 от 24 июля 1989 г. "О применении инактивированных гриппозных вакцин". Произошел возврат к шприцевой вакцинации и анестезии.

За рубежом, особенно в США, Германии продолжалось совершенствование технологии безыгольной инъекции и стали выпускать аппараты, соответствующие международному стандарту (ISO) и требованиям инфекционного контроля:

Вiojector 2000 (Bioject, Inc.) - рис. 67;

Маdajet (MADA Medical Products, Inc.) - рис. 68;

Dermojet (Societe AKRA Dermojet) - рис. 69;

Vitajet (Vitajet Corp.);

Роwderject (Powderject Pharmaceuticals Plc) и многие другие .

Американцы считают отцом современной безыгольной инъекционной системы Роберта Эндрю Хингсона (Robert Andrew Hingson, 1913–1996).

рис.68. Безыгольные инъекторы: а - Madajet XL Dental; б - Madajet.

Biojector 2000 - безыгольная высокоскоростная система для введения лекарственных средств (анестетиков) с помощью одноразового стерильного наконечника. Пластмассовый наконечник - единственная часть системы, которая входит в контакт с кожей или слизистой оболочкой пациента. Благодаря этому устраняется риск гематогенного инфицирования пациента и медицинского персонала. После каждого введения наконечник отвертывается и вставляется новый для следующего пациента. Таким образом, исключается очистка, стерилизация и ежедневный контроль. Источник энергии - сжатый углекислый газ - позволяет изгнать лекарственное средство через тончайшие отверстия за доли секунды. Каждый патрон с СО 2 рассчитан на 10-15 инъекций. Одноразовый шприц запакован с иглой, которая используется только для забора лекарственного вещества в шприц. После заполнения шприца игла отсоединяется, а шприц вставляется в инъектор. Стерильный защитный колпачок обеспечивает предотвращение загрязнения контактной поверхности. После введения шприца в инъектор защитный колпачок удаляется (рис. 68, 69).

Рис. 69. Dermojet

Наконечник инъектора под углом 90° плотно прижимается к месту инъекции. При нажатии на активатор производится инъекция. При анестезии у маленьких детей, боящихся уколов, к инъектору могут подсоединяться "Уши слона" - специальная насадка, напоминающая игрушку.

Маdajet XL Dental предназначен для местной анестезии нёба, регионарного блока в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Dermojet применяется для местной анестезии, иммунизации, лечения кожных заболеваний.

Отечественные специалисты в настоящее время предлагают на медицинский рынок БИ-3М™ (проектное бюро химической автоматизации, Воронеж).

Автоматизированный компьютерный шприц

В 1997 г. в США компанией "Мilestone Scientific" изобретен новый шприц для местной анестезии в стоматологии с принципиально измененной конструкцией. Это автоматизированный компьютерный шприц "WAND" (рис. 70).

Рис. 70. Автоматизированный компьютерный шприц WAND для местной анестезии в стоматологии

Прибор компактен. Состоит из рабочего блока с микропроцессором и индикаторами управления, ножной педали, с помощью которой производится подача анестетика, сетевого шнура и предлагаемого к ним набора одноразовых систем. В комплект также входят картридж для стандартной карпулы анестетика, капиллярный удлинитель и палочка с одноразовой иглой, которую изобретатели назвали "волшебной". Какие же он дает преимущества?

1. В руках врача вместо традиционного шприца - наконечник в виде обычной шариковой авторучки с одноразовой иглой на конце. Визуальное изменение шприца не вызывает у пациента, особенно ребенка, ассоциаций, связанных с болью. Наконечник (палочка) стерилен, им можно наносить гель аппликационного анестетика в место будущей инъекции.
2. Встроенная функция аспирации, выполняемая автоматически, позволяет уменьшить риск в образовании гематом, внутрисосудистых инъекций и осложнений, связанных с ними.
3. Конструкция прибора позволяет избежать инфицирования врача иглой после окончания процедуры анестезии, так как колпачок от иглы стоит в приемном отверстии на приборе, и врач, промахнувшись, не уколет себя.
4. Упрощается техника анестезии: уменьшение проводниковых, увеличение возможностей нёбных инфильтраций и интралигаментарной анестезии.
5. Вращательная техника повышает точность проводниковой анестезии.
6. Точная дозировка и скорость введения анестетика независимо от плотности тканей (техника "SloFlow" при компьютерном управлении).

На российском стоматологическом рынке эта система с 1998 г. представлена фирмой "СУАН".