JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
fredag 23 augusti 2019 VECKA 34

Genom att använda ljus av exakt rätt våglängd går det att detektera halten av en viss gasmolekyl. Tekniken har ­patenterats av Lundabolaget Gasporox som via dotter­bolaget GPX Medical ska använda den för att övervaka lungfunktionen hos för tidigt födda barn.

Ner till tredje decimalen

Lasern är en nyckelkomponent som både måste ge exakt rätt våglängd och ha tillräckligt hög effekt i och med att vävnaderna absorberar väldigt mycket av ljuset.

Det finns bara en handfull tillverkare som gör den här typen av avstämbara diodlasrar. GPX Medical samarbetar med tyska Nanoplus.

Företaget utvecklar bland annat DFB-lasrar för våglängder från 760 nm till 3000 nm. För medicinteknik är dock våglängder mellan 700 nm och 900 nm intressantast. Området kallas ofta det vävnadsoptiska fönstret.

Lungorna är bland det sista som utvecklas under fosterstadiet vilket innebär att de hos för tidigt födda saknar ett ytspänningsmedel, även kallat surfaktant, som behövs för att hålla ute alveolerna – den struktur i lungorna där gasutbytet med kapillärerna sker.

Idag går det att rädda barn från ungefär 22:a veckan. Eftersom barnen inte kan andas själva är det vanligt att de placeras i en respirator.

För att hålla ute lungalveolerna tillsätter man ett ytspänningsmedel som utvunnits ur kor. Dessutom har man normalt ett visst övertryck för att lungorna inte ska klistra ihop sig. Balansgången är delikat. Är trycket för högt kan lungorna sprängas, är det för lågt riskerar de att klistras ihop.

För att kontrollera att lungorna fungerar tar man regelbundet blodprov och mäter syrehalten. Proven säger inte allt och kompletteras därför med regelbunden röntgen för att se att de inte fallit ihop trots att det är förenat med en hög risk för senare skador.

GPX Medical vill minimera den joniserande röntgenstrålningen med oskadligt laserljus. Tekniken bygger på att gasmolekyler i fri form har väldigt smala absorptionsband, under en nanometer. För syremolekylen ska våglängden vara exakt 760,445 nm.

Med hjälp av en temperaturstabiliserad och elektriskt avstämbar diodlaser plus en fotodetektor kan man mäta hur mycket av ljuset som absorberas av gasen i lungorna och därmed räkna ut syrehalten.

Tekniken kallas Gasmas och baseras på forskning från Lunds tekniska högskola. Den är patenterad av avknoppningsbolaget Gasporox som använder den för tillämpningar inom livsmedelsindustrin. Det handlar bland annat om att kontrollera syre- och koldioxhalten i köttfärsförpackningar.

Det enklaste mätfallet är när man har en rak sträcka mellan laserdioden till detektorn. Genom att kalibrera den mottagna signalen utgående från avståndet mellan sändare och mottagare plus att koncentrationen av gasen är känd går det att skapa en algoritm som ger koncentrationen gasen.

Absorptionslinjen påverkas dock av tryck och andra molekyler.

– Gasporox tog patent även på hur man mäter på en gas som är innesluten i en kavitet i männi­skokroppen, säger Sara Bergsten som är teknisk chef på GPX Medical som knoppades av från Gasporox år 2016 för att kommersialisera medicintillämpningar baserad på tekniken.

Ett problem med kroppen är att man inte kan avgöra om ljuset gått en kort sträcka i hög syrekoncentration eller en längre sträcka i låg syrekoncentration. Gassignalen i uppmätta ljuset blir densamma.

– Man behöver en andra våglängd för att kalibrera.

I och med att lungorna kan ses som ett hålrum som håller 37 grader och har hundra procents luftfuktighet går det att använda vattenånga för kalibreringen. Utgående från hur mycket ljus vattenångan absorberat går det att räkna ut hur lång väg det är mellan sändare och mottagare. Sträckan kan sedan användas för den andra gasen man vill mäta, det vill säga syre. Metoden är en del av patentet från år 2006.

Förutom att studera lungorna har tekniken potential att användas för att undersöka bland annat bihålorna, porösa höftkulor och utrymmet bakom trumhinnan.

GPX Medical är i slutskedet av ett treårigt EU-projekt kallat Neo-Lung där tekniken utvärderats med kliniska forskare vid Lunds Universitet liksom forskare inom Fysik vid Lunds universitet. Dessutom har en tysk lasertillverkare deltagit plus norska Norsk Elektro Optikk (Neo) som står för teknikplattformen.

– Vi gjorde en liten förklinisk studie där vi tittat på fullgångna bebisar. Vi har mätt och sett att vi fått signal men det är många steg kvar till en produkt, säger Sara Bergsten.

Planen är att skriva en ny EU-ansökan men företaget har också tagit in 10 miljoner kronor i riskkapital av moderbolaget Gasposox och Neo som äger 60 respektive 40 procent av bolaget.

Pengarna ska användas för prototyputveckling och kliniska förstudier, och är tänkta att räcka i två år.

– Vi ska jobba med forskargrupper och börja hitta industriella samarbetspartners.

De ska också testa ett annat koncept där man lyser inifrån kroppen för att öka antalet fotoner som når detektorn. Tanken är att skicka in en tunn optisk fiber tillsammans med den sond som går ner i magen och brukar användas för att mata barnet. Fibern är tänkt att sluta i höjd med lungorna. Förutom att ljuset blir starkare ger det möjlighet att bättre studera och övervaka olika delar av lungorna för att upptäcka även mindre förändringar.

– Det är många svåra bitar kvar. Så småningom måste vi även skapa en klinisk studie som visar på nyttan med metoden och att den är säker att använda, säger Sara Bergsten.

Slutligen krävs en certifiering hos en så kallad Notified Body.

GPX Medical består i dagsläget av fyra anställda, och har idag ingen ambition att bygga upp någon egen säljorganisation.

– Får vi tekniken att fungera, då ser vi att vi blir en del av något större som har distribution och försäljning.

MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)