משאבות מזרק

משאבת מזרק היא משאבת עירוי קטנה (חלק מהמשאבות כוללות גם יכולת עירוי ושאיבה), המשמשת לאספקה הדרגתית ומדויקת של כמויות נוזלים קטנות , במחקר כימי וביו-רפואי .
משאבות מזרק לשימוש על מזרק בודד או עם כמה מזרקים. הישומים כוללים מהילה והזרמת נוזלים,מיקרו דיאליזה, חלוקה,זילוח איברים ורקמות,ריסוס אלטרוליטי ועוד.משאבות המזרק פועלות כולם באמצעות מנוע צעד. בורג מוביל, המושחל דרך בלוק דחיפה, אשר מסובב במדויק את המנוע ובכך גורם לחסום הדוחף לנוע.

על משאבה זו מחברים מזרק חיצוני המחובר לצנתר של בע”ח. משאבות מזרק מושכות נוזל פנימה או דוחפות נוזל החוצה באמצעות מזרק כדי לקבל נפח קבוע מראש בהתאם לגודל המזרק. הלחץ שמשאבת מזרק יכולה לייצר הוא פונקציה של כוח המשאבה וגם של התכונות הפיזיות של המזרק, ועוד.

במהלך השנים, נעשה שימוש במגוון שיטות עירוי כלי דם ואספקה תוך-וסקולרית במכרסמים עם כמויות שונות של הצלחה במחקרים ביו-רפואיים. מכיוון שמכרסמים הם מיני בעלי החיים הנפוצים ביותר במחקר ביו-רפואי, סביר להניח שהצורך בשיפור הטכניקות למערכות עירוי כלי דם במכרסמים יתקדם בעתיד. מחקר בסיסי בתחומים כמו מדעי המוח, פיזיולוגיה, פרמקולוגיה, וירולוגיה, אימונולוגיה ואונקולוגיה מנצלים כמויות נכבדות של מכרסמים כדי להעריך את ההשפעה של חומרים פעילים ביולוגיים ותרופתיים. חלק ניכר מהמחקרים הללו תלויים בטכנולוגיית עירוי כלי דם או לפיתוח דגימות להערכת התנועה, ההפצה הביולוגית ומשך הפלזמה.
משאבת מזרק היא המכשיר הסטנדרטי למתן מינונים תוך ורידיים לחולדות ועכברים בהינתן יכולתה לספק נפחים קטנים בצורה מדויקת. למעשה, המכשיר מבטיח מתן מדויק של תרופה. כאשר בעל החיים מיועד לביצוע עירוי או להוצאת דגימה ממנו, ניתן לבצע פעולת עירוי (infusion) ושאיבה (withdrawal) באמצעותה.

מאפיינים וסוגים של משאבות מזרק

המאפיינים של משאבת מזרק משתנים במידה רבה בהתייחס לסוג העיצוב, קצב הזרימה והדיוק. סוגי העיצובים כוללים משאבות מזרק, משאבות פריסטלטיות ומשאבות בוכנה. בנוסף הם עושות שימוש במערכת "הנעת תולעת”, המניעה את הבוכנה של מזרק רגיל בקצב שניתן לשינוי. למשאבות מזרק יש נטייה לספק רמות נמוכות של זרימה עם דיוק של ±2%.

ישנם שני סוגים עיקריים של משאבות מזרק:

משאבת עירוי רפואית ומשאבת מזרק למחקר. משאבת העירוי הרפואית מיועדת בעיקרה לאספקת כמויות מבוקרות של נוזלים, למשל, חומרים מזינים, תרופות ודם לחולים. הם משמשים בעיקר לניתוח. מצד שני, משאבות מזרק למחקר או משאבות המעבדה המודרניות הן מכשירים המשמשים במעבדות מחקר עבור יישומים הזקוקים לכמויות קטנות מאוד של אספקת נוזלים, והן בד”כ מדויקות הרבה יותר מאשר עמיתיהם המזרקים הרפואיים.
משאבות מזרק מעבדתיות מחולקות ל-2 תתי סוגים:
 בעלות פונקציית דחיפה בלבד (infusion)
 בעלות פונקציות דחיפה (infusion)/ משיכה (withdrawal)

סוג נוסף של משאבת מזרק היא  רציפה בה משתמשים ליצירת מסגרת עירוי קבועה. במשאבה רציפה זו מרכיבים 2 מזרקים, האחת דוחפת בעוד השניה יונקת.

עקרון פעולה

כפי שניכר משמה, המרכיב העיקרי הוא המזרק. המזרק נמצא בשימוש נרחב במסגרות רפואיות במשך זמן רב למדי. אולם, כשלעצמו, המזרק גורר תנועה ידנית של הבוכנה, שאינה מתאימה לניהול מבוקר של תכולתה. משאבת המזרק פותחה כדי לפתור בעיה זו.
מנוע משאבת המזרק דוחף בלוק (אליו המזרק מחובר ע”י מחזיק מיוחד) קדימה אשר לוחץ את בוכנת המזרק וגורם לריקון הנוזל האגור בו (infusion). היפוך של כיוון המנוע מאפשר החדרת נוזלים אל פנים המזרק (withdrawal). המשאבה מייצרת תנועה ליניארית השולטת במהירות בה מונעת בוכנת המזרק קדימה או אחורה.


אם קוטר המזרק ידוע, המכשיר מתאים את מהירותו הליניארית לקצב הזרימה הנדרש. החוזק של משאבת המזרק טמון בעובדה שהמשתמש יכול להתאים ללא מאמץ את טווח העבודה של המכשיר על ידי שינוי קוטר המזרק. בדרך כלל, מזרק בקוטר קטן יותר מאפשר שליטה טובה יותר בקצבי זרימה נמוכים מאוד. לעומת זאת, קוטר גדול יותר מאפשר שליטה בנפחים גדולים יותר אולם מפחית את ביצועי המכשיר בקצבי הזרימה הנמוכים.

 שימושים של משאבות מזרק