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Biosensor

Ätztechnisch hergestellter Biosensor weist Endotoxine nach

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Das neue Testgerät von Highland Biosciences besteht aus einer Lese-Einheit für acht Proben, in die Einweg-Kunststoff-Kartuschen mit Blutproben eingefügt werden. Integraler Bestandteil dieser Einheit ist ein Biosensor aus drei mikrotechnisch hergestellten Edelstahlzinken, die mehrere tausend Mal pro Sekunde schwingen. Der 15 x 22 Millimeter kleine und 0,2 Millimeter dünne Sensor misst mikroskopische Änderungen in der Schichtdicke, Dichte und Viskosität einer Blutprobe – zehn Nanoliter Blut sind als Probenmenge ausreichend. Das Mikroviskosimeter wandelt die Information über das Vorhandensein von Toxinen in der Probe in ein elektronisches Signal um, das daraufhin einen Wert für die Toxinbelastung ausgibt.

Wichtige Anwendung in der Medizin

Die schnelle und genaue Messung des Pyroxpress bezüglich der Viskosität und Dichte von biologischen Flüssigkeiten findet auch in der Medizin eine bedeutende Anwendung. So ist auf diese Weise beispielsweise der Nachweis einer Thrombose möglich. Da die Blutgerinnung zu einer Änderung in der Dichte und Viskosität führt, wird somit durch die aufgezeichneten Messwerte auf die Möglichkeit einer Thrombose zurückgeschlossen. Nach Verletzungen oder Operationen besteht oft die Gefahr, dass der Körper mithilfe der Hämostase die Blutungen unterbindet und damit eine Thrombose auslöst. Diese wiederum kann, durch die eingeschränkte Blutversorgung lebenswichtiger Organe, lebensgefährlich sein und Herzanfälle, Schlaganfälle oder eine Venenthrombose auslösen. Die in solchen Fällen eingesetzten gerinnungshemmenden Medikamente haben oft eine hohe Halbwertszeit und damit langandauernde Wirkung. Um sie im richtigen Maße zu dosieren und eine Blutung bzw. unerwünschte Gerinnung auszuschließen, können mit dem Pyroxpress die Werte von Gerinnungsfaktoren in einer Blutprobe nun zuverlässig und schnell gemessen werden.

Zwar gibt es bereits eine Reihe klinischer Tests, die die Wirkung von Gerinnungshemmern im Blut bestimmen, diese sind jedoch meist nicht mit der gleichen Schnelligkeit und Präzision wie beim Pyroxpress durchführbar. Die Messung der Thromboplastinzeit (TPZ) z. B. kann durch die Unterschiede im verwendeten Thromboplastin oder der Gerätehersteller zu Schwankungen der Ergebnisse führen. Eine weitere Methode ist die Bestimmung der Partiellen Thromboplastinzeit (PTT). Diese wird normalerweise in klinischen Labors durchgeführt, was einen Nachteil im zeitlichen Faktor bedeutet. Das dem PTT ähnliche Testverfahren der Messung der aktivierten Gerinnungszeit (ACT) wird dagegen mit einer vollständigen Blutprobe durchgeführt. Im Vergleich zu den vom Pyroxpress benötigten zehn Nanolitern ist dieses Vorgehen unangenehmer für den Patienten.

Funktionsweise zur Thrombose-Bestimmung

Um die Blutgerinnung zu untersuchen, gibt es zwei Vorgehensweisen: Zum einen kann die Blutprobe – bevor sie eingefüllt wird – mit einem Gerinnungsfaktor versehen werden. Zum anderen können die Blutgerinnung bewirkende Faktoren bzw. Reagenzien so auf mindestens eine Oberfläche, die die Reaktionskammer begrenzt, aufgebracht werden, dass eine chemische Reaktion beginnt. Sind die Reaktionskammern mit zwei Trägersubstanzen befüllt, werden in einer von ihnen Schwingungen ausgelöst. Anschließend reagiert jenes Reagenz mit der Blutprobe, das für eine Gerinnung verantwortlich ist. Anhand der Schwingungen, die nun in der zweiten Trägersubstanz zu bestimmen sind, werden die veränderte Dichte des Blutes und damit die Gerinnung ermittelt. Möglich ist das durch Vergleichen der gemessenen Ergebnisse mit den Standardwerten.

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