Ein tragbarer, günstiger Blutgerinnungstest

Millionen von Patienten, die das blutverdünnende Medikament Warfarin einnehmen, könnten bald ein Heimtest-Kit verwenden, um die Dicke ihres eigenen Blutes zu messen. Dieses tragbare Gerät mit einem neuen mikromechanischen Sensor würde es diesen Patienten erheblich erleichtern, sich selbst sicher zu behandeln.

Gute Stimmung: Der MEMS-Blutsensor hat zwei Ausleger. Einer misst direkt die Blutdicke, während der andere Hintergrundvibrationen erkennt, die subtrahiert werden, um ein klareres Signal zu liefern.

Warfarin wird zur Behandlung von Patienten angewendet, die an einer Reihe von Erkrankungen leiden, von Lungenembolien und Herzerkrankungen bis hin zu Thrombosen und übermäßiger Blutgerinnung. Die Einnahme des Medikaments muss jedoch ständig überwacht werden, da die Tendenz besteht, mit anderen Medikamenten und Stoffwechselmolekülen zu reagieren, sagt John Curtis, CEO von MicroVisk , das in Großbritannien ansässige Unternehmen hinter dem neuen Gerät. Ernährung, Alkoholkonsum, Bewegung und Infektionen können die Wirksamkeit von Warfarin und damit die Fähigkeit des Körpers, Gerinnsel zu bilden, beeinflussen. Um das Risiko schwerer innerer oder äußerer Blutungen zu vermeiden, müssen die Arzneimitteldosen sorgfältig durch regelmäßige Überwachung der Blutgerinnung kontrolliert werden.



Normalerweise bedeutet dies, eine Blutprobe in einer Arztpraxis zu entnehmen, sie zur Laboruntersuchung einzusenden und wochenlang auf die Ergebnisse zu warten. Das Ziel von MicroVisk ist es, ein Point-of-Care- oder Home-Testkit bereitzustellen, das fast sofort mit der gleichen Genauigkeit funktioniert, sagt Curtis.

Die Gerinnung wird normalerweise gemessen, indem die Blutdicke in Intervallen von 100 Millisekunden aufgezeichnet wird, nachdem ein Reagenz namens Thromboplastin zugegeben wurde, das die Gerinnung einleitet. Im Labor wird dazu die Art und Weise gemessen, wie Licht durch eine Blutprobe gestreut wird. Das gleiche Ergebnis erzielt MicroVisk jedoch mit einem Paar vibrierender Ausleger, die in eine Blutprobe eingetaucht und schnell vibriert werden.

Das Gerät besteht aus einem mikroelektromechanischen System (MEMS), das aus zwei 600 Mikrometer langen Cantilevern besteht. Diese Bauelemente auf Siliziumbasis enthalten mehrere Schichten eines leitenden Polymers und ein separates piezoelektrisches Material, das entlang der Länge jedes Auslegers gewickelt ist. Wenn wir einen Strom durch den Leiter leiten, erhitzt er die Spulen, was dazu führt, dass sie sich biegen, sagt Curtis. Pulsierender Strom durch die Spulen lässt die Ausleger vibrieren, während die piezoelektrischen Spulen einen kleinen Strom erzeugen, der anzeigt, wie stark sie sich biegen.

Curtis erklärt, dass zwei Ausleger benötigt werden, weil einer das Blut direkt abtastet, während der andere Hintergrundschwingungen erkennt, die subtrahiert werden, um Schwingungen in der Umgebung auszugleichen.

Beim aktuellen Prototyp von MicroVisk muss Blut mit einer Pipette aufgetragen werden. Aber das Unternehmen ist dabei, ein Gerät zu entwickeln, das eine Probe in einem Durchgang erfasst und analysiert, ähnlich einem Glukose-Testkit. Das Unternehmen hat kürzlich ein europäisches Patent erhalten und sich 1,7 Millionen US-Dollar an Finanzierung gesichert. Sein Ziel, so Curtis, ist es, innerhalb von drei Jahren auf den Markt zu kommen.

Angesichts der Tatsache, dass ähnliche Ansätze verwendet wurden, um die Viskosität auf makroskopischer Ebene zu messen, sollte der Ansatz auch auf mikroskopischer Ebene gut funktionieren, sagt Todd Przybycien , Leiter des Bereichs Bio- und Chemieingenieurwesen an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Er fügt hinzu, dass die Messung der Viskosität eine einfachere Aufgabe sei, als zu versuchen, bestimmte Partikel im Blut zu erkennen.

Im März wird die Zentren für Medicare und Medicaid Services (CMS) erweiterte seine Krankenversicherungspolice, um Warfarin-Patienten in den USA die Möglichkeit zu geben, häufigere Tests zu Hause durchzuführen. Der Markt für Patiententests mit Warfarin ist riesig und hat einen globalen Wert von über 2,25 Milliarden US-Dollar, sagt Curtis. Dies wird ähnlich wie der Markt für Glukosetests enden.

Durch die Beschränkung der Arztbesuche wird MicroVisk das Leben von Menschen, die Warfarin einnehmen, viel einfacher machen, sagt Phil Cooper, Direktor des Wissenstransfernetzwerk Sensoren und Instrumentierung , eine akademische und industrielle Gruppe mit Sitz am Nationales physikalisches Labor , in Oxfordshire, Großbritannien, das MicroVisk in seiner Anfangsphase unterstützte.

Andere Geräte, die eine ähnliche Aufgabe erfüllen, werden verfügbar, sind aber weniger genau, sagt Curtis, weil sie die Gerinnung durch indirekte biochemische Veränderungen messen – zum Beispiel durch Anlegen eines Stroms an das Blut und Messen der Impedanz. Der andere Vorteil der Verwendung eines MEMS-Sensors besteht darin, dass weniger Blut benötigt wird. Wir benötigen etwa einen Mikroliter Blut, im Gegensatz zu 10 bis 15 Mikrolitern, fügt Curtis hinzu. Das bedeutet, dass für jeden Bluttest ein kleinerer Nadelstich erforderlich ist. Sie werden viel weniger Nervenenden durchtrennen, also tut es weniger weh, sagt er.

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