作者：胡晓强 仇立平 李全民
本文刊于:中华全科医师杂志,2014,13(09): 734-736
注射给药方式的历史沿革
自从有药物治疗以来，人们就在探寻更好的注射药物方式。19世纪，人们发明了皮下注射的方式，用于皮下注射吗啡治疗睡眠障碍。后来的岁月里，皮下注射不断得到改良，变得更有效、更安全，也更可靠。不过，针刺注射仍然有较大缺点，促使研究者寻找无针注射方式。最早的气动无针注射器出现在20世纪四五十年代，形状像枪，通过高压气流使液态药物通过皮肤。
针刺注射是侵袭性的给药方式之一，造成组织损伤，在糖尿病患者中可能导致愈合困难。粗心的注射还会导致感染、炎症或者气栓，可能带来严重后果。也可因操作不当导致剧烈的疼痛；且很难精确控制给药量，有可能导致药物过量，在某些情况下甚至导致患者死亡。注射针的价格不菲，而且无法重复利用。此外，还有很多患者因为针刺的疼痛而拒绝接受治疗。
无针注射技术的原理与应用
与针刺注射的悠久历史相比，无针注射属于相对新鲜的事物。由于针刺注射的局限性，早在50多年前催生了无针注射器，用于多种疫苗和蛋白类药物的给药。最早的射流无针注射器发明于20世纪40年代，用于美国士兵的大规模疫苗注射。无针注射可以利用压缩空气推动使药物进入皮肤甚至肌肉。和传统的针刺注射一样，药物也能直接穿透皮肤。由于避免了传统注射针刺透皮肤，无针注射是给药的理想方式。
无针注射器应用于疫苗注射已有很多年的历史，但近年来才开始作为注射药物的自给药装置被广泛应用。无针注射技术大体分为三类：粉末注射、液体注射和储药注射，其给药的基本原理一样。
1．无针注射器的原理：
通过高压使得药液形成极细的液体流，瞬间穿透皮肤到达皮下。用压力替代了针头，实现了非侵入性药物注射。压力源通常来自压缩空气(二氧化碳或氮气)或弹簧装置。巨大的压力使得药液在注射器接触皮肤时从射流喷射孔喷出，药液很细直接穿透皮肤。这种射流的速度极快(典型值为150～200m/s)，且进入肌体的深度相对针刺注射有限，对神经末梢的刺激很小，因此一般不像有针注射器那样有明显的刺痛感。目前市场上弹簧装置的无针注射器很少，大多数都是采用压缩空气的原理。
2．无针注射的优点：
无针注射技术方便患者自给药，组织损伤少，由于没有穿透到达深层，药物在皮下组织分布广泛，可更有效地吸收。通过这种方式给药还可以刺激朗格汉斯细胞活性。治疗用药方式多样，无针注射相对于针刺注射在给药量及给药局部组织相容性方面可能受限，但和其他给药方式特别是针刺给药方式相比，其优点也很突出。主要的优点有：①避免因疼痛产生的针刺恐惧；②避免针刺伤和锐器处理；③ 给药迅速，装置可重复利用；④ 和其他非侵袭性给药方式相比，生物利用度高；⑤ 可改变某些药物的药代动力学。
在胰岛素应用方面，无针注射器通过高速射流(通常>100 m/s)将胰岛素注入皮下而无需使用针头，可使胰岛素在皮下以水花形式均匀分布，增加了吸收面积，利于胰岛素有效吸收入血，血中胰岛素达峰时间提前，且可避免传统胰岛素注射方式针刺引起的不适，较少出现局部皮肤刺激等不良反应。国外文献报道，无针注射器注射中效或速效胰岛素时，血清游离胰岛素浓度上升速度增快，胰岛素峰值浓度增高，最大降糖作用达峰时间缩短，相应时点血糖水平较低，并且血清游离胰岛素浓度和相应时点的血糖浓度呈负相关。
无针注射器可解决针头注射带来的一系列问题，如：针头注射引起的恐惧、出血、疼痛、感染等，国外已将无针注射方式用于DNA或蛋白疫苗注射以及口腔科麻醉。研究表明，部分糖尿病患者推迟胰岛素治疗的原因之一是出于对胰岛素注射的恐惧。因此，无针注射方式可成为恐惧注射胰岛素的糖尿病患者的另一选择。关于无针注射方式的研究目前较少，Malone等对9例受试者的研究表明，使用无针注射器后血中总胰岛素浓度的上升速度高于传统注射方式，但总胰岛素浓度在两组之间差异无统计学意义。
3．无针注射的应用：
无针注射系统可依据不同方法进行分类。按药物剂型，可分为传递液态药物的无针注射液和传递包括微球、微囊和微粒等的粉末型无针注射剂；按给药器具的动力源不同，可分为机械动力(弹簧动力)无针注射剂、高压气体动力无针注射剂、弹药激发无针注射剂和低压无针注射器。不同形态、不同设计的无针注射器有不同的临床应用功能，目前主要应用于微量液体药品注射(0～1ml)。特别适用于精细、微创、弥散要求较高的注射，特殊部位的注射以及经常性的注射、特殊人群(儿童、心理压力人群、高危传染人群)的注射。目前，主要应用于胰岛素、生长激素、干扰素、疫苗、麻醉等药品给药。
使用无针注射器注射胰岛素的应用研究
糖尿病是目前主要公共卫生问题之一，而且正成为大规模流行性疾病。据估计，1995年全球已有1亿3000万人被诊断为糖尿病，到2025年患者数量将至少达到3亿。糖尿病患者注射胰岛素需轮换注射部位，以避免组织损伤和胰岛素吸收率的降低。胰岛素腹部注射吸收最快，股部和臀部也是常用的注射部位。对于大多数1型糖尿病患者来说，疾病的最大痛苦源于无穷无尽的针刺——反复测定血糖和胰岛素给药。这些缺陷催生了无针注射系统的发展。无针注射可解决上述问题，使给药更安全、相对廉价，也更为方便。
全球无针注射器的使用逐步广泛，销售额从2001年的670万美元上升到2008年的7.5亿美元。我国糖尿病患病人数众多，但胰岛素的使用率远低于国外，除与医生按照指南对初诊的2型糖尿病患者多使用口服降糖药物治疗有关外，很多糖尿病患者对使用胰岛素需针刺给药有恐惧感和诸多不便、痛苦等有关。胰岛素无针注射系统的出现是注射系统领域一次划时代的革命，取代传统有针注射器，安全无痛、杜绝感染，使用方便、简单、快捷。相对于目前的胰岛素注射方式来说，胰岛素无针注射器具有明显的优势：①避免针眼和疼痛：针头注射经常会触及皮下神经而疼痛难忍，甚至要拔针换位再注射，长期注射的患者最后已经很难找到无针眼的地方下针，无针注射则可全部避免上述问题；②避免产生硬结和水肿：无针注射呈雾状高速喷射，扩散吸收，更高效均匀；③杜绝皮肤感染：不刺破皮肤可更大程度保证无菌操作，所以不造成感染；④操作简单安全，剂量更精确，可实现0.01ml微调：胰岛素无针注射器对准皮肤喷射的水柱只有0.17 mm，像一根用水做成的'针'，精确无误地进入皮肤组织，非常适合长期注射胰岛素的患者。
此外，国内也进行了多项胰岛素无针注射器与现有胰岛素注射笔的对比研究，发现无针注射器注射胰岛素可提高血浆胰岛素水平，有效降低血糖，且在较为肥胖的糖尿病患者无针注射方式提高血清胰岛素水平的作用更明显。另一方面，无针注射可减少糖尿病患者对有针注射的恐惧，减小注射针头对皮肤的刺激，为糖尿病患者长期注射胰岛素提供更好的选择。
2011年，朱雪萍采用自身对照的方法，比较两种注射方法对糖尿病患者血清胰岛素水平变化的影响。结果显示，与有针注射比较，无针注射可使健康成人胰岛素的血药浓度峰值增加，达峰值时间缩短，并使其吸收总量(曲线下面积)增加，峰值后胰岛素水平降低迅速，说明其可改善胰岛素的各项药代动力学指标。提示无针注射比有针注射能更好地降低血糖。2012年8至9月，国内周美岑等进行的30例无针注射器和胰岛素笔对糖尿病患者皮下注射胰岛素吸收状况的对照研究发现，无针注射器注射胰岛素较胰岛素笔注射的血清总胰岛素水平高、血糖水平较低；且在BMI较高(≥25.24kg/m2)的糖尿病患者中，无针注射器注射后较胰岛素笔注射的血清总胰岛素水平高。说明无针注射器可提高血清总胰岛素水平，更有效地控制血糖。
国际上有多家公司或科研机构从事无针注射产品的研发，其中美国Injex公司的产品已取得了美国食品与药品管理局(FDA)和欧洲CE认证(Conformite Europpene，欧洲安全合格标志)，已率先进入了规模化生产和市场销售阶段。2008年，我国北京快舒尔医疗技术有限公司自主研发无针注射器，2012年取得国家药品监督管理局的产品注册证。产品有：QS－M(多功能型)、QS－P(便携型)、QS－A(成人型)、QS－K(儿童型)、QS－B(预装型)，满足多种需求。临床观察报告显示，国产无针胰岛素注射器具有很好的安全性及注射效果，与许多进口无针注射器相比有价格经济，且有单次取药、多次注射的优点。
当然，目前胰岛素的无针注射器仍有一系列缺点，比如价格昂贵、给药量小、加工难度大、工作稳定性差等。但随着应用的增加，无针注射器的价格可能会下降，减少患者的使用费用。随着科技进步的步伐，胰岛素无针注射技术存在的问题将逐步得到解决。无针注射发展到目前状态已经走过了很长的路程，未来有望发挥越来越重要的作用，胰岛素的无针注射产品将会受到广大消费者的普遍认可。
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