– Å ta prøver og få dem undersøkt i laboratorier, tar tid og legger beslag på ressurser i helsevesenet. Vi tror at mange av prøvene kan analyseres med en gang – og med like høy kvalitet som i store laboratorier, sier Elizaveta Vereshchagina, seniorforsker ved Minalab, Sintefs mikro- og nanolaboratorium i Oslo.
Teknologien kalles lab-on-a-chip (LOC), eller laboratorium på en brikke.
Kan revolusjonere diagnostisering
Forskningsleder Michal Mielnik ved Minalab tror minilaboratoriene i første omgang vil bli brukt for å foreta raske analyser på legekontor og sykehus, uten å gå veien om et laboratorium. I akutte situasjoner er det en kjempefordel å få raske svar.
– Mikro- og nanoteknologi er i ferd med å revolusjonere diagnostisering av sykdommer og overvåkning av helse – både utenfor og inni kroppen. Teknologien er godt egnet til at pasienten kan gjøre det meste selv og overføre dataene til fastlegen eller spesialisten. Noen slike «lab-på-brikke» finnes allerede, og nye kommer. Vi er med i utviklingen av flere, sier forskningslederen.
Fulle av sensorer
En «lab-på-brikke» kan analysere væsker som blod, urin, spytt og intracellulær væske. Brikkene som er på markedet, er på størrelse med et kredittkort, og de er utstyrt med sensorer, elektronikk, kammer og kanaler i mikroskopisk skala.
De største kanalene kan være noen hundre mikrometer, altså som tykkelsen på et hårstrå. Mengden av væske som trengs for analyse, er bitteliten, som volumet av et knappenålshode.
– I så små mengder oppfører væsker seg annerledes enn det vi er vant med, og den kan manipuleres med blant annet lys, lyd og strøm. I et elektrisk felt beveger biologiske partikler seg med ulik hastighet, og da kan man plukke ut de som har størst diagnostisk verdi, for eksempel fra blodplasma, forklarer Elizaveta Vereshchagina.
Åpner for helt nye muligheter
Michal Mielnik mener teknologien har et stort potensial.
– Brikkene åpner for helt nye muligheter for diagnostisering og helseovervåkning. I prinsippet kan mikrobrikker avsløre alt, eller i alle fall det meste, om helsa vår. Mange sykdommer har vi ennå ikke verktøy, eller mulighet, for å diagnostisere før symptomene oppstår. I fremtiden vil vi kunne stille diagnosen på et mye tidligere stadium. Klarer vi å oppdage for eksempel en begynnende kreftsykdom, kan det ha utrolig mye å si for utfallet.
Forutser kolsanfall
Vereshchagina er med i et EU-prosjekt som skal hjelpe kolspasienter og leger med å forutsi kolsanfall. I verste fall er slike anfall dødelige. Sammen med oppstartsbedriften RespiQ og konsortiet BreathSense utvikler Minalab sensorer for å finne biomarkører i pusten som avslører at et anfall er under oppseiling. Kan medisinering settes i gang tidligere, vil det dempe, eller hindre, et anfall.
Hjelper personer med lammelser
De små dimensjonene på mikro- og nanoskala gjør at mikrobrikker også kan implanteres i kroppen og stå i forbindelse med verden utenfor. Selskapet In Vivo Bionics, et knoppskudd fra Minalab, har utviklet en løsning der en mikrobrikke med sensorer overvåker trykket i urinblæra og forteller via smarttelefonen når du må tisse. Implantatet er bare én kvadratmillimeter stort.
– I første omgang er dette laget for å hjelpe legene med å velge riktig behandling, noe som er viktig for alle som sliter med å tisse eller med å holde tilbake urin. Lykkes selskapet med å få løsningen ut i markedet, vil det være et kjempeløft i livskvaliteten for alle med ulike typer blæreproblemer, som forstørret prostata og urinlekkasje, sier Mielnik.
Ambisjonen til selskapet på sikt er å ta i bruk den verdensledende teknologien også for folk med andre typer lidelser.
Mikrobrikker inne i kroppen kan også brukes til å overvåke helsetilstanden til personer med kroniske lidelser, som for eksempel diabetes.
– Er du avhengig av å ta stadige blodprøver, og kanskje dra frem og tilbake til lege eller sykehus, er det en stor forbedring hvis du kan overvåke sykdommen med en brikke i kroppen. På den måten får pasienten helt nye muligheter til å følge opp sin egen helsetilstand, forteller Vereshchagina.
Biologisk alarm
Høyteknologi i liten skala kan også operere i samspill med biologisk materiale. Når kroppen angripes av en sykdom, dannes antistoffer. Henter man ut antistoffer fra kroppen og kombinerer dem med en brikke, kan man lage en felle som kan oppdage sykdom i en prøve fra en pasient. Antistoffet vil gjenkjenne og fange viruset eller bakterien, og brikken varsler videre om «fangsten». Slik kan sykdom oppdages veldig tidlig.
Mikrobrikker med biologisk materiale kan også implanteres i kroppen og varsle når noe er galt.
– Et lite laboratorium på brikke og implantater med sensorer er ennå i en tidlig fase. Men utviklingen går fort, og potensialet er enormt. Her må eksperter på ulike fagfelt komme sammen – og det må satses, sier Mielnik.
Styrkes av kunstig intelligens
Han mener kunstig intelligens vil bety et stort løft for miniatyriserte medisinske sensorteknologier.
– Ambisjonen er å samle inn, utveksle og analysere pasientens data fra ulike enheter i sanntid. Her spiller teknologiene vi utvikler en spesielt viktig rolle – sensitive og raske medisinske sensorer som samler inn data uansett hvor du er, og som ikke krever kontinuerlig oppfølging fra medisinsk personell.
Artikkelen ble først publisert på Gemini.no
.jpg)
Selvkjørende lastebiler testes i Moss i sommer – kan krysse Svinesund neste høst
