Injektionsnadel

Eine Injektionsnadel (vom griechischen ὑπο- ( hypo- = unter) und δέρμα ( derma = Haut)) ist ein sehr dünnes, hohles Röhrchen mit einer scharfen Spitze. Als eine der wichtigsten Erfindungen im Bereich der intravenösen Arzneimittelverabreichung gehört sie zu den hautdurchdringenden medizinischen Instrumenten, den sogenannten scharfen Instrumenten . ^{[ 1 ]} Sie wird üblicherweise zusammen mit einer Spritze , einem handbetriebenen Gerät mit Kolben, verwendet, um Substanzen in den Körper zu injizieren (z. B. Kochsalzlösung , Lösungen mit verschiedenen Medikamenten oder flüssige Arzneimittel) oder Körperflüssigkeiten zu entnehmen (z. B. Blut). Großlumige Injektionsnadeln sind besonders bei starkem Blutverlust oder Schockzuständen hilfreich . Sie wurde 1844 von Francis Rynd erfunden.

Eine Injektionsnadel dient der schnellen Verabreichung von Flüssigkeiten oder wenn die injizierte Substanz nicht oral eingenommen werden kann, beispielsweise weil sie nicht vom Körper aufgenommen würde (wie Insulin ) oder weil sie die Leber schädigen würde . Sie eignet sich auch zur Verabreichung bestimmter Medikamente, die aufgrund von Erbrechen nicht oral eingenommen werden können. Es gibt verschiedene Injektionswege , wobei die intramuskuläre (in einen Muskel ) und die intravenöse (in eine Vene ) Injektion am häufigsten vorkommen. Eine Injektionsspritze kann Flüssigkeit und Blut bis zu Jahre nach der letzten Verwendung zurückhalten. Daher ist es unbedingt erforderlich, jedes Mal eine neue Spritze zu verwenden.

Die Injektionsnadel spielt auch in Forschungsumgebungen, in denen sterile Bedingungen erforderlich sind, eine wichtige Rolle. Sie reduziert die Kontamination bei der Beimpfung steriler Substrate erheblich . Dies ist auf zwei Gründe zurückzuführen: Erstens ist ihre Oberfläche extrem glatt, wodurch verhindert wird, dass sich luftgetragene Krankheitserreger zwischen Unebenheiten der Nadeloberfläche festsetzen und anschließend als Kontaminanten in das Nährmedium (z. B. Agar ) gelangen. Zweitens ist die Nadelspitze extrem scharf, was den Durchmesser des nach dem Durchstechen der Membran verbleibenden Lochs deutlich verringert und somit verhindert, dass Mikroorganismen, die größer als dieses Loch sind, das Substrat kontaminieren. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Die alten Griechen und Römer kannten die Injektion als Methode der Medikamentenverabreichung aufgrund von Beobachtungen von Schlangenbissen und vergifteten Waffen. ^{[ 6 ]} Auch im Alten Testament sowie in den Werken Homers finden sich Hinweise auf „Salbung“ und „Einflößung“ , doch die Injektion als legitimes medizinisches Mittel wurde erst im 17. Jahrhundert ernsthaft erforscht. ^{[ 7 ]}

Christopher Wren führte 1656 die ersten bestätigten Experimente mit primitiven Injektionsnadeln durch und verabreichte Hunden intravenöse Injektionen. [7] Dabei verwendeten sie Tierblasen (als Spritze) und Gänsefedern ^{( als Nadel} ), um Hunden Medikamente wie Opium intravenös zu verabreichen. Wren und andere Forscher wollten vor allem herausfinden, ob traditionell oral verabreichte Medikamente auch intravenös wirksam wären. In den 1660er Jahren experimentierten Johann Daniel Major aus Kiel und Johann Sigismund Elsholtz aus Berlin als Erste mit Injektionen am Menschen. ^{[ 6 ] [ 8 ]}

Im 19. Jahrhundert wurden Medikamente entwickelt, die bereits in kleinen Dosen wirksam waren, wie beispielsweise Opiate und Strychnin. Dies führte zu einem erneuten Interesse an der direkten, kontrollierten Anwendung von Medikamenten. „Die Frage der Priorität bei der subkutanen Medikamentengabe ist umstritten.“ ^{[ 9 ] Dem} irischen Arzt Francis Rynd wird allgemein die erste erfolgreiche Injektion im Jahr 1844 im Meath Hospital in Dublin zugeschrieben . [ ^{10 ] [ 11 ]}

Alexander Woods wichtigster Beitrag war die 1851 entwickelte Ganzglasspritze, die es dem Anwender ermöglichte, die Dosierung anhand des durch das Glas sichtbaren Flüssigkeitsstands abzuschätzen. ^{[ 12 ]} Wood verwendete Injektionsnadeln und -spritzen hauptsächlich zur lokalen, subkutanen Injektion (Lokalanästhesie) und legte daher weniger Wert auf präzise Dosierungen. ^{[ 8 ]}

Zeitgleich mit Woods Arbeiten in Edinburgh experimentierte auch Charles Pravaz aus Lyon mit subkutanen Injektionen an Schafen mithilfe einer von ihm selbst entwickelten Spritze. Pravaz entwarf eine 3 cm lange und 5 mm dicke Injektionsnadel; sie bestand vollständig aus Silber.

Dem Londoner Chirurgen Charles Hunter wird die Prägung des Begriffs „Hypodermie“ zur Beschreibung der subkutanen Injektion im Jahr 1858 zugeschrieben. Der Name leitet sich von den griechischen Wörtern „ hypo “ (unter) und „ derma “ (Haut) ab. Hunter erkannte zudem die systemischen Wirkungen der Injektion, nachdem er beobachtet hatte, dass die Schmerzen eines Patienten unabhängig von der Nähe der Injektionsstelle zum Schmerzgebiet gelindert wurden. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Hunter und Wood stritten sich lange Zeit nicht nur über den Ursprung der modernen Injektionsnadel, sondern auch aufgrund ihrer unterschiedlichen Auffassungen zur Wirkung des verabreichten Medikaments. ^{[ 13 ]}

Francis Rynd verwendete die erste „Hohlnadel“ als Injektionsspritze am 3. Juni 1844 in Irland bei Margaret Cox. Wood trug maßgeblich zur Popularisierung und Akzeptanz der Injektion als medizinische Technik sowie zur weitverbreiteten Verwendung und Akzeptanz der Injektionsnadel bei. Die grundlegende Technologie der Injektionsnadel blieb seit dem 19. Jahrhundert weitgehend unverändert. Im Laufe der Jahre und mit dem Fortschritt des medizinischen und chemischen Wissens wurden jedoch kleine Verbesserungen vorgenommen, um Sicherheit und Wirksamkeit zu erhöhen. Nadeln wurden für sehr spezielle Anwendungen entwickelt und angepasst. Injektionsnadeln sind nach wie vor unverzichtbar für die Verabreichung oder den Austausch großer Flüssigkeitsmengen, beispielsweise bei Traumata oder in der Dialyse . Die Spezifikation von Nadeln für verschiedene Anwendungsgebiete begann in den 1920er Jahren, insbesondere für die Insulinverabreichung an Diabetiker . ^{[ 14 ]}

Der Ausbruch des Zweiten Weltkriegs beschleunigte die Entwicklung von teilwiederverwendbaren Spritzen zur Verabreichung von Morphin und Penicillin auf dem Schlachtfeld. Die Entwicklung der vollständig wiederverwendbaren Injektionsnadel wurde in den 1950er Jahren aus mehreren Gründen vorangetrieben. Der Koreakrieg führte zu Blutknappheit, woraufhin sterile Einwegspritzen zur Blutentnahme entwickelt wurden. Die in dieser Zeit weit verbreitete Polio-Impfung erforderte die Entwicklung eines vollständig wiederverwendbaren Spritzensystems. ^{[ 14 ]}

In den 1950er Jahren nahm auch die Bedeutung der Kreuzkontamination durch gebrauchte Nadeln zu und wurde zunehmend erkannt. Dies führte 1956 zur Entwicklung der ersten vollständig wiederverwendbaren Kunststoffspritze durch den neuseeländischen Apotheker Colin Murdoch. ^{[ 15 ]} In dieser Zeit verlagerte sich das Interesse auch von Nadelspezifikationen hin zu allgemeiner Sterilität und Sicherheit. ^{[ 14 ]}

In den 1980er Jahren kam es zum Ausbruch der HIV-Epidemie und damit einhergehend zu erneuten Bedenken hinsichtlich der Sicherheit durch Kreuzkontaminationen mit gebrauchten Nadeln. Neue Sicherheitsvorkehrungen wurden für Einwegnadeln entwickelt, um insbesondere die Sicherheit des medizinischen Personals zu gewährleisten. Diese Vorkehrungen betrafen nicht nur die Nadeln selbst, wie beispielsweise einziehbare Nadeln, sondern auch den Umgang mit gebrauchten Nadeln, insbesondere die Verwendung von Abfallbehältern mit harter Oberfläche, die heute in jeder Arztpraxis zu finden sind. ^{[ 14 ]}

Bis 2008 wurden Nadeln aus Vollkunststoff produziert und in begrenztem Umfang eingesetzt. Eine Version bestand aus Vectra (Kunststoff) , einem aromatischen Flüssigkristallpolymer , und verjüngte sich von 1,2 mm am Ansatz auf 0,72 mm an der Spitze (entsprechend einer 22-Gauge-Metallnadel), mit einem Innendurchmesser/Außendurchmesser-Verhältnis von 70 %. ^{[ 16 ]}

Injektionsnadeln werden üblicherweise aus einem Edelstahl- oder Niobrohr ^{[ 17 ]} in einem als Rohrziehverfahren bekannten Prozess hergestellt , bei dem das Rohr durch immer kleiner werdende Düsen gezogen wird, um die Nadel zu formen. Das Nadelende wird abgeschrägt , um eine scharfe Spitze zu erzeugen, die ein leichtes Eindringen in die Haut ermöglicht. ^{[ 18 ]}

Das gängigste System zur Messung des Durchmessers von Injektionsnadeln ist die Birmingham-Gauge (auch bekannt als Stubs-Eisendraht-Gauge); die französische Gauge wird hauptsächlich für Katheter verwendet. Für jede Gauge-Größe sind verschiedene Nadellängen erhältlich. Üblicherweise verwendete medizinische Nadeln reichen von 7 Gauge (der größten) bis 34 Gauge (der kleinsten). 21-Gauge-Nadeln werden am häufigsten für Blutentnahmen zu Testzwecken verwendet, während 16- oder 17-Gauge-Nadeln am häufigsten für Blutspenden eingesetzt werden, da der größere Lumenquerschnitt zu einer geringeren Scherkraft führt, wodurch die Schädigung der roten Blutkörperchen reduziert und gleichzeitig in kürzerer Zeit mehr Blut entnommen werden kann. ^{[ 19 ]}

Obwohl wiederverwendbare Nadeln für einige wissenschaftliche Anwendungen weiterhin nützlich sind, werden in der Medizin Einwegnadeln deutlich häufiger verwendet. Einwegnadeln sind in einem Kunststoff- oder Aluminiumansatz eingebettet, der mittels Press- oder Drehverschluss mit dem Spritzenzylinder verbunden wird. Diese Verbindungen werden mitunter als „Luer-Lock“-Anschlüsse bezeichnet, in Anlehnung an die Marke Luer-Lok . Der männliche und weibliche Luer-Lock-Anschluss sowie der Ansatz – hergestellt von Herstellern pharmazeutischer Geräte – gehören zu den wichtigsten Bestandteilen von Einweg-Injektionsnadeln. ^{[ 20 ]}

Injektionsnadeln werden üblicherweise von medizinischem Fachpersonal ( Zahnärzten , Blutabnehmern , Ärzten , Apothekern , Pflegekräften , Rettungssanitätern ) verwendet, aber gelegentlich auch von Patienten selbst. Dies kommt besonders häufig bei Typ-1-Diabetikern vor , die unter Umständen mehrere Insulininjektionen pro Tag benötigen . [ ^{21 ] Auch} Patienten mit Asthma oder anderen schweren Allergien verwenden Injektionsnadeln . Diese Patienten benötigen möglicherweise Desensibilisierungsinjektionen oder müssen injizierbare Medikamente für die Erste Hilfe bei schweren allergischen Reaktionen mit sich führen. Im letzteren Fall tragen solche Patienten oft eine Spritze mit Adrenalin (z. B. EpiPen ), ^{[ 22 ]} Diphenhydramin (z. B. Benadryl ) oder Dexamethason bei sich . Die schnelle Injektion eines dieser Medikamente kann eine schwere allergische Reaktion stoppen.

Patienten mit Multipler Sklerose können sich auch selbst durch Injektion behandeln; mehrere MS-Therapien, darunter verschiedene Interferonpräparate , sind für die Selbstverabreichung durch subkutane oder intramuskuläre Injektion konzipiert. ^{[ 23 ]}

Einige Freizeitdrogen , wie beispielsweise Heroin , werden üblicherweise durch Injektion selbst verabreicht .

Auch für erotische Piercings werden Injektionsnadeln verwendet . ^{[ 24 ]}

Schätzungsweise 3,5 bis 10 % der Weltbevölkerung leiden an einer Nadelphobie (Trypanophobie) ^{[ 25], die bei Kindern und Jugendlichen zwischen 5 und 17 Jahren deutlich häufiger auftritt. Zur Desensibilisierung der Injektionsstelle und damit zur Linderung von Schmerzen und Unbehagen können topische Anästhetika eingesetzt werden [26 ]} . ^{Bei Kindern} können verschiedene Techniken die Angst oder Schmerzen im Zusammenhang mit Nadeln reduzieren ^{[ 27 ] .} Zu diesen Techniken gehören Ablenkung, Hypnose , kombinierte kognitive Verhaltenstherapie und Atemtechniken ^{[ 27 ] .}

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