Эволюция шприца

С глубокой древности люди предпринимали попытки введения лекарственных средств в вены и мышцы человека и животного. Для этих целей использовались примитивные подручные или специально изготовленные приспособления. Шприцы, напоминающие современные, появились только в первой половине XIX века. Сегодня медицину и ветеринарию невозможно представить без шприцев и игл — это одни из основных инструментов врачей при лечении людей и животных.

На протяжении нескольких столетий понятия «инъекция» не существовало. Древнеримский врач Клавдий Гален в I веке н.э. описывал нечто похожее, когда использовал полые тростниковые стебли или птичьи перья, чтобы вводить составы лекарственных растворов в тело человека и животного. Такие же устройства применял древнегреческий целитель и философ Гиппократ, для введения лекарства в полость немощному он использовал тростниковую трубочку и мочевой пузырь свиньи.
Древнеегипетского бога Тота (покровителя мудрости и знаний) ассоциировали с изобретателем спринцовки, изображая в образе человека с головой ибиса — птицы, которая наполняет свой длинный клюв водой для промывания тела.

Иракско-египетский хирург Аммар ибн Али аль-Мавсили создал первый шприц в IX веке, используя полую стеклянную трубку и специальный отсос для удаления катаракты из глаз больных. Эта практика применялась в медицине до XIII века.
Коренные американцы доколумбовой эпохи в качестве игл и шприцев для подкожных инъекций применяли полые кости птиц и пузыри мелких животных (те же спринцовки).
В XV веке врачеватели начали широко применять устройства, изготавливаемые из прочных материалов, имеющих цилиндрический корпус, поршень, полый наконечник внешне и функционально напоминающие современные шприцы для введения препаратов, отсасывания жидкостей и гноя, промывания полостей организма.
Эволюция конструкции шприца подробно разобрана в двух масштабных обзорах: Кеннета Майерса, бывшего президента австралийского и новозеландского общества сосудистой хирургии и флебологии, а также в работе международной группы ученых.
Первые изделия, похожие на шприц, относятся к древности и имеют отношение к клизмам, которые использовали целители для введения лекарств. Специалистами найдены наскальные рисунки, изображающие доисторического человека, которому ставят клизму во время проведения ритуала (при воздействии на организм с медицинскими целями). Как зафиксировано в папирусе Эберса (ок. 1550 г. до н.э.), клизмы широко применялись египетскими врачами.
Персидский врач Авиценна в «Каноне медицины» (1025 г.) упоминает о клизмах с насосом, используемых для «облегчения воспалительных болей в почках и мочевом пузыре и для выведения излишков жидкостей из жизненно важных органов». Постепенно клизмы-насосы эволюционировали в шприц [1].
Предпосылки к созданию шприца и иглы в их современном назначении возникли в XVII веке после открытия Гарвеем общей системы кровообращения (1628 г.) и Мальпигием капилляров (1661 г.) у человека. Учрежденное в 1662 г. Лондонское королевское общество позволяло обмениваться научными наблюдениями и распространять знания об открытиях и опытах и их внедрении в практическую медицину и ветеринарию. В 1665 г. Реном были опубликованы результаты исследований внутривенных вливаний различных растворов животным. Для этого использовались пузыри рыб и животных, а также перья (очин), с помощью которых делался разрез вены и в нее вводились растворы [2].

Первый прорыв: цилиндр и поршень

Рождение классики

Переломный момент наступил в середине XIX века. В 1853 г., независимо друг от друга, два врача создали почти идентичную конструкцию шприца. Шотландец Вуд изобрел шприц для подкожных инъекций морфина (для локального обезболивания). Он неосознанно стал «родоначальником» наркомании: его жена — первая жертва смертельной передозировки морфия, введенного с помощью нового изобретения Вуда — шприца с иглой. В том же году французский хирург Правац представил в академии медицины в Париже шприц для остановки кровотечений и других операций путем введения в организм кровоостанавливающих средств. Его сын усовершенствовал конструкцию, заменив металлический корпус шприца стеклянным, добавив два маленьких ушка на поршень и скосив для большей остроты кончик иглы. Дозирование лекарства осуществлялось поворотами поршня. Сам шприц из серебра с иглой 3 см, градуированным винтовым поршнем и золотым или платиновым троакаром был изготовлен в 1841 г. компанией Établissements Charriére.
В 1858 г. хирург Хантер из больницы Св. Георгия в Лондоне усовершенствовал инъекционную иглу, сделав острый наконечник с боковым инфузионным отверстием. Он, вероятно, первым назвал технику введения «подкожной». В 1865 г. Хантер разработал усовершенствованный шприц, который фиксировал иглу на месте, он опубликовал свое исследование, показывающее, что инъекции для облегчения боли могут производиться в любом месте тела, не только в болевой области, при этом быть эффективными.

В 1869 г. американский профессор Бартолоу опубликовал «Руководство по подкожному введению лекарств», в котором представлены доступные в то время шприцы. Градуировка наносилась на шприц или на шток поршня. Проксимальный конец шприца герметизировали [3].

Ирландский врач Райнд в 1844 г. изобрел гиподермический шприц — устройство для подкожных глубоких инъекций. Шприц был сделан из стали, с ручкой из слоновой кости. Также им была предложена полая игла, которую он использовал для первых зарегистрированных подкожных инъекций, в частности, для введения успокаивающего средства при лечении невралгии [4].

Масштабирование и стандартизация

Как показала врачебная практика, шприцы Праваца были громоздкими, дорогими и многоразовыми. Их кипятили, стекло мутнело, иглы тупились. Риск заражения и травм пациента был огромен. Вскоре были изобретены всемирно известные шприцы «Луер» и «Рекорд» [5].
Уроженец Германии Луер славился умением изготавливать хирургические инструменты. Его изделия участвовали в выставках и получили престижные награды. В 1863 г. император Франции Наполеон III наградил Луера крестом Почетного легиона. А в 1869 г. немецкий мастер, вдохновленный шприцем Праваца, изготовил собственный стеклянно-металлический шприц с коническим наконечником, позволяющим быстро менять иглы. Шприц состоял из стеклянного корпуса с серебряным посадочным конусом, а шток (плунжер) по всей длине имел непрерывную винтовую резьбу. На градуированный стержень с поршнем наносились 40–50 меток на равных расстояниях, числа располагались слева направо — от высшего значения до нуля, т.е. в обратном порядке по сравнению с принятым в наши дни. Снаружи на стержне находился диск, препятствующий дальнейшему опорожнению шприца. На конус надевалась острая стальная игла длиной 5 см.
Дочь Луера в 1894 г. разработала первый цельностеклянный шприц. Семейный бизнес процветал вплоть до 1995 г.
Широкий ассортимент ветеринарных инструментов, в том числе шприцев, выпускался немецкой фирмой «Хауптнер». Каталог насчитывает более 300 страниц ветеринарной продукции [6].

В 1894 г. французский анатом Малассе представил медицинской общественности цельностеклянный шприц, который состоял из двух стеклянных цилиндров, один из которых изготавливался цельным и служил плунжером, а другой был полым и являлся корпусом. Плунжер идеально подгонялся к корпусу и без смазки легко скользил внутри цилиндра, что предотвращало утечку жидкости, независимо от того, использовался шприц для инъекций водных, масляных или эфирных растворов. Стеклянный цилиндр заканчивался конической насадкой из стекла, на которую надевался наконечник иглы.

В 1894 г. немецкий изобретатель Вирт усовершенствовал конструкцию шприца, сделав цилиндр и поршень более точными.
В 1906 г. был изобретен шприц «Рекорд» с металлическим конусом для крепления иглы — эта конструкция доминировала десятилетиями, до ХХI в. Шприц «Рекорд» представлял собой стеклянный цилиндр с делениями, с двух сторон завальцованный в металлические колечки. В нижнее колечко на резьбе ввертывался стальной конус для фиксации иголки, в верхнее входил металлический поршень с резиновыми уплотнительными кольцами. Шприцы типа «Рекорд» стали популярными, их использовали многократно, однако игла затуплялась, из-за чего уколы становились болезненными [8].

Продукция российских промышленников с XVIII в. до начала XX в.

Военных, земских и ветеринарных врачей и фельдшеров в Российской империи ветеринарными инструментами обеспечивали три известные в те времена московские фирмы: «Е.С. Трындина С-вей», «Ф. Швабе» и «П.И. Махин и Ко».
Фирма Швабе была основана в Москве в 1837 г. швейцарским гражданином Ф.Б. Швабе. Он родился в Швейцарии в 1814 г., затем некоторое время жил в Берлине, наконец, переехал в Россию, где и организовал свое коммерческое предприятие — завод по производству ветеринарных и медицинских инструментов, в том числе шприцев [9].
В 1869 г. в Москве была учреждена фирма «Е.С. Трындина С-вья». К началу ХХ в. члены семьи Трындиных стали одними из крупнейших землевладельцев города. В дореволюционные годы в районах Лубянки, Рождественки и Кузнецкого моста в Москве находились почти все фирмы, выпускавшие научные и медицинские приборы и инструменты, в том числе ветеринарные шприцы [10].

Революционный одноразовый инструмент

Идея создания одноразовых шприцев пришла из Новой Зеландии. Фармацевт Мердок в 1956 г. изобрел и запатентовал первый в мире одноразовый пластиковый шприц. Его мотивация была гуманистической: остановить распространение инфекций из-за плохой стерилизации стеклянных инструментов.

С детства каждый из нас испытывал легкую дрожь от слова «укол». Сегодня, с новыми технологиями, процедуры, связанные с инъекциями, стали комфортными и безболезненными благодаря наивысшему качеству шприца и игл, а также широкому ассортименту колющих инструментов. 

В современном понимании Шприц — это инструмент медицинского или ветеринарного назначения, используемый для различных процедур: от введения препаратов в мягкие ткани до взятия пункций и промывания полостей в теле. Шприцы бывают одноразовые и многоразовые. Чтобы правильно подобрать шприц и иглу, нужно учитывать несколько параметров, это позволит не только избежать лишних трат, но и провести процедуру инъекций препарата максимально комфортно и безболезненно для человека или животного. Для этого надо учитывать параметры и различия одноразовых шприцев:

1. Объем шприца варьируется от 0,3 до 150 мл. Подбор шприца осуществляется, исходя из особенностей вводимого препарата, возрастной группы пациентов в медицине или вида и возраста животного — в ветеринарии.
2. Конструкции шприцев бывают двухкомпонентными и трехкомпонентными. Двухкомпонентный шприц состоит из цилиндра и поршня. Ключевая особенность трехкомпонентного шприца заключается в наличии уплотнителя (плунжера), который позволяет более бережно вводить препарат.
3. Тип крепления иглы — Луэр Слип и Луэр Лок. Луэр Слип — стандартный, привычный тип крепления игл. При креплении Луэр Лок коннектор иглы буквально накручивается на шприц в специальное посадочное место с резьбой. Это позволяет игле надежно фиксироваться на шприце.
4. Шприцы разных производителей отличаются расположением иглы, она может быть посередине цилиндра, либо сбоку. Это свойство также учитывается при введении препарата внутримышечно, подкожно либо внутривенно.
5. Шкала на шприце может отмерять каждый миллилитр, а может иметь большее количество делений, например, у инсулинового шприца, что обеспечивает более точное дозирование.
6. Одноразовые инъекционные шприцы производятся из специального нейтрального медицинского пластика, что позволяет минимизировать стоимость изделия. Многоразовые шприцы изготавливают из металла, стекла, либо в сочетании.
7. Существует четыре основных варианта введения лекарственных препаратов: внутримышечный, подкожный, внутривенный и внутрибрюшиный. В России на производство стерильных инъекционные шприцев однократного применения с иглой действует специальный национальный стандарт. Иглы медицинские и ветеринарные инъекционные разового применения состоят из двух частей: пластикового коннектора и стальной трубки, конец которой всегда остро заточен. При этом игла может быть использована только однократно. Также существуют иглы для многократных проколов. Заточка игл для инъекций должна быть 15–18° (длинный срез). Игла медицинская или ветеринарная подбирается по длине и диаметру. Диаметр иглы измеряется в миллиметрах. Толщина измеряется в Гейджах Gauge (G) — определение диаметра внешних стенок иглы. Чем больше показатель (G), тем тоньше игла. Например, 21G — это 0,81 мм, а 31G — 0,26 мм. Стерилизация шприцев и игл производится радиационным или газовым способом.

Советский период

    Различные прививки и другие виды инъекций сельхозживотным и птице вакцинами, сыворотками и другими фармакологическими препаратами — самые массовые мероприятиями в области ветеринарии. По количеству проводимых инъекций эта цифра равна нескольким миллиардам инъекций в год. На проведение этих мероприятий затрачивается множество усилий, ручного физического труда и времени большого числа ветеринарных специалистов. Поэтому у практиков, ученых и конструкторов в области ветеринарии постоянно востребованы новые, более совершенные и производительные типы инъекционной техники, шприцев, инъекторов, сопутствующих инструментов и различных типов инъекционных игл для работы с крупными, средними и мелкими сельскохозяйственными и домашними животными.
В период с 1946 г. по 1991 гг. инъекционную технику производили несколько крупных ветеринарных предприятий системы «Союзглавзооветснабпром» МСХ СССР: Одесский завод лабораторного оборудования «Ветприбор» (Одесса), Дивовский завод «Ветзоотехника» (Рязанская обл.) и Лебедянский инструментальный завод (Липецкая обл.), который являлся ведущим предприятием ветеринарной промышленности в СССР.
В Одессе (Украинская ССР), кроме завода лабораторного оборудования, в 1985 г. был создан специальный СКТБ для проектирования современной ветеринарной техники: Всесоюзное научно-производственное объединение «Ветприбор». К 90-м гг. на базе завода и СКТБ планировали создать проектно-технологический институт ветеринарной техники. В СКТБ работали высококлассные конструкторы, инженеры, доктора и кандидаты технических наук и специалисты по металлообработке и современным материалам. Всего за несколько лет в СКТБ были разработаны перспективные для ветеринарии того времени приборы и инструменты, которых еще не было ни в одной стране мира: безыгольные и игольные пневматические инъекторы и вакцинаторы для массовой вакцинации животных, аэрозольная техника, дистанционные термометры для измерения температуры тела животных на расстоянии, электронные стетофонендоскопы и металлодетекторы, кератофрезы и секачи- для механической обработки и обрезки копыт у коров, приборы по электронаркозу животных, метеллодетекторы и многое другое. На выставках в СССР и за рубежом эта новая ветеринарная техника всегда вызывала у специалистов ветеринарии большой интерес [11].

О некоторых революционных для своей эпохи инъекционных системах

Дивовский завод ОАО «Ветзоотехника» был основан в 1959 г., это единственный ветеринарный завод, оставшийся на «плаву» в Российской Федерации после распада СССР. ВЗТ — ведущий российский производитель приборов и инструментов зооветеринарного назначения, лабораторного оборудования. Завод имеет более чем полувековой опыт работы в условиях жесткой конкуренции в данной отрасли. Предприятие и сейчас осуществляет производство необходимой ветеринарной продукции широкого спектра, в том числе шприцев и другой инъекционной техники.
Инъектор безыгольный БИ-7 (Овод): доза 0,2 мл, внутрикожно струйным методом для КРС и свиней. Применяется для туберкулинизации животных.
Инъектор безыгольный ветеринарный ИБВ-02 предназначен для массового внутрикожного введение препаратов КРС в дозе 0,2 мл струйным методом с целью диагностики и профилактики заболеваний туберкулеза.

Прибор для массовых прививок ПМП выпускается промышленностью более 60 лет. Самая простая и долговечная конструкция полуавтоматического ручного шприца-вакцинатора для сельхозживотных. Этот шприц знают все ветеринары России и стран СНГ. Прибор ПМП легко заменяется на новые шприцы емк. 5 и 10 мл.

Разработки специального проектно-конструкторского бюро ветеринарной техники СКТБ (г. Одесса)
Установка струйная УС-3 предназначена для подкожных и внутримышечных инъекций препаратов КРС и другим животным. Вводимая доза от 0,5 до 3 мл. без применения иглы, струйным способом, с использованием высокого давления от воздушных ранцевых баллонов. Производительность установки, не менее 1200 инъекций в час. Объем препарата, заправленного в установку, — 150 мл. Время инъекции — 0,5 сек. Работает от 2-х воздушных баллонов емкостью 2 л. Масса инъектора — 1,5 кг. Масса комплекта установки — 15 кг.

Назначение и внешне установка безыгольная, струйная УС-5 аналогична УС-3. Ее можно использовать в переносном варианте и стационарно, прогоняя животных через раскол. Состоит из инъектора, силового блока с баллонами с воздушным редуктором и емкости для препарата, соединенных шлангами высокого давления. Введение препарата производится с помощью сжатого воздуха, который содержится в баллонах. Инъектор имеет две степени давления: повышенный — для пробивания кожного покрова коров дозой 4 мл, и пониженный — для проникновения в мышечную ткань дозой до 1 мл. Доза введения препарата, плавно регулируемая в пределах 1,0-5,0 мл. Время инъекции в дозе 5 мл - 0,8 сек. Масса инъектора — 1,6 кг. Масса силового блока — 12 кг.
Инъектор безыгольный БИ-12 «Струя-1» предназначен для массовых введений различных препаратов животным в дозе от 0,5 до 5 мл, струйным методом, стационарно, через раскол. Обеспечивает механизацию и повышение производительности труда ветеринарных работников при проведении массовых противоэпизоотических мероприятий. Производительность — 250 инъекций в час. Масса самого инъектора — 0,5 кг. Укладки силового блока — 12 кг. Работает от любого привода сжатого воздуха (баллоны, компрессор).

Установка игольная УИ-10 предназначена для массовых прививок КРС, овцам, свиньям, производимых игольным способом в полуавтоматическом режиме. Доза введения: — от 3 до 10 мл. Выдвижение иглы автоматическое до 30 мм. Время каждого цикла введения дозой 10 мл, не более 4 сек. Масса инъектора — 1,5 кг. Масса силового блока — 8 кг. Мобильный ранцевый вариант.
Установка УИ-1,5: назначение, внешний вид и принцип работы аналогичным УИ-10. Доза введения — до 1,5 мл. препарата. Выдвижение иглы регулируется, не менее 15 мм. Время между циклами работы с дозой 1,5 мл — не более 4 сек. Масса инъектора — 1,4 кг, силового блока — 8 кг.
Инъектор полуавтоматический ИП-1 предназначен для массовой вакцинации суточных цыплят против болезни Марека на птицефабриках путем внутримышечных инъекций специфической вакцины. Доза введения — 0,2 мл. Производительность — 2000 инъекций в час. Масса — 0,20 кг. Является аналогом автовакцинатора Хенке-Сас.
Таких инновационных и эксклюзивных разработок новой ветеринарной техники в 80-е годы прошлого столетия в СССР было множество по разным целевым направлениям ветеринарии. Практически все ветеринарные инъекторы и диагностические приборы были запущены в серийное производство на предприятиях г/у «Союзглавзооветснабпром» МСХ СССР и выпускались малыми партиями для практического применения и институтов.
После упразднения СССР система ветеринарной промышленности была разрушена. Практически все заводы остались по территориальному принципу в своих республиках. Новые уникальные разработки ветеринарной техники были безвозвратно утеряны для применения, производство ветеринарной техники было прекращено. Кроме продукции Дивовского заводе «Ветзоотехника» и медицинского завода МИЗ Ворсма, которые выпускали шприцы и другие инструменты.

Современная ситуация с обеспечением ветеринарии инъекционной техникой

Рынок ветеринарных шприцев, ручных полуавтоматических вакцинаторов и инъекционных игл в мире и РФ теперь наполнен предложениями различных модификаций и типов продукции из Германии, Польши, Пакистана, Индии и Китая. Ветеринарная служба Российской Федерации сейчас не ощущает никакого дефицита и ограничений в покрытии потребности ветеринарии в этой продукции (кроме некоторых санкционных и логистических ограничений). Этому положению в стране способствуют многие ветеринарные компании, в том числе ГК ВИК. Более 23 лет специализированное подразделение ВЕТПРИБОР в составе ГК ВИК, обеспечивает ветеринарную службу РФ и страны СНГ всем необходимым, в том числе: инструментами, приборами и оборудованием для диагностики, профилактики и лечения сельхозживотных и птицы. Предлагаемый ассортимент продукции насчитывает более 1000 наименований ветеринарных инструментов, в том числе различных: шприцев, вакцинаторов, игл инъекционных, автоматических приборов, электрических систем для инъекций и спрей-вакцинаций животных и птицы.

Характеристики:

• инъекции по 2мл/5мл выполняются с той же скоростью, что и вручную,
• всегда вводится полная доза,
• в шприце 2 мл, доза регулируется от 0,1 мл до 2 мл, с шагом 0,05 мл,
• в шприце 5 мл, доза устанавливается от 0,5 мл. с шагом 0,1 мл,
• счетчик регистрирует: день, флакон, общее количество инъекций,
• с помощью электронного мобильного приложения можно получить отчет о вакцинации,
• ресурс аккумулятора составляет 2000–3000 зарядок,
• флаконы можно менять на 2 и 5 мл,
• водонепроницаем при работе и техническом обслуживании,
• предназначен для работы в птицеводстве и свиноводстве.

От простого шприца к сложному инъектору

Ознакомиться с полным ассортиментом инъекционной техники можно по ссылке на сайте ВЕТПРИБОР ТД-ВИК:

ИСТОЧНИКИ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ДЛЯ СБОРА ИСТОРИЧЕСКОЙ И НАУЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ К СТАТЬЕ:

1. https://knife.media/syringe-history/
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D1%80%D0%B2%D0%B5%D0%B9,_%D0%A3%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D1%8F%D...
3. https://knife.media/syringe-history/
4. https://yandex.ru/search?text=%D0%A4%D1%80%D1%8D%D0%BD%D1%81%D0%B8%D1%81+%D0%A0%D0%B0%D0%B9%D0%BD%D0...
5. ru.wikipedia.org*cyberleninka.ru
6. Каталоги Хауптнер на сайте https://vetpribor.ru/
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%86
8. https://yandex.ru/search/?text=немецкий+изобретатель+Хайнрих+Вирт&clid=2270455&baner...
9. История фирм Ф. Швабе и С. Трындиных на сайте https://vetpribor.ru/company/articles/articles/istoriya_snabzheniya_veterinarii_v_rossii_v_xvii_xx_v...
10. Каталог инструментов Трындиных https://drive.google.com/file/d/1qWiHhtYOJebImkkLGanoRHlwapvhdgU4/view
11. Статья о зооветснабе и ветеринарной промышленности СССР https://vetpribor.ru/company/articles/articles/zoovetsnab_na_sluzhbe_zhivotnovodstvu_istoriya_i_sovr...

П.Г. Белоглазов, ветеринарный врач ГК ВИК