TNO Shared Research Program

Ontwikkelen van een kleine optische sensor om op een niet-invasieve manier de belangrijkste elektrolyten in het dialysaat te kunnen meten. Uiteindelijk het bieden van een dialysebehandeling 'op maat'.

Het TNO Van 't Hoff Shared Research Program gebruikt metingen met licht om de gezondheidstoestand van mensen te bepalen. Het programma richt zich op twee toepassingsgebieden; de karakterisering van biologisch weefsel en de analyse van componenten in lichaamsvocht. Een voorbeeld van de eerste categorie is het onderscheiden van kwaadaardig weefsel van gezond weefsel. Onder de tweede categorie valt onder andere het meten van de ionconcentraties (ionen: geladen deeltjes) in het dialysaat. Deze laatste toepassing is mogelijk erg geschikt voor gebruik in een draagbare kunstnier.

Binnen het programma staat de ontwikkeling van een kleine optische sensor centraal om op een niet-invasieve manier de belangrijkste elektrolyten (natrium, kalium, calcium) in het dialysaat te kunnen meten. Het mechanisme van de sensor berust op het meten van licht dat ontstaat nadat met behulp van een laserpuls in het dialysaat een 'plasmavonk' is opgewekt (laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS). Zeker voor langdurige dialyses waarbij het dialysaat steeds opnieuw wordt gerecycled, is het van groot belang om de concentraties van elektrolyten goed te monitoren om grote verstoringen in de elektrolytenbalans te voorkomen. Deze technologie maakt de weg vrij voor een dialysebehandeling 'op maat'.

Het is de bedoeling dat deze sensor in de toekomst bijdraagt aan de kwaliteit van leven van nierpatiënten. De ontwikkelde LIBS sensortechniek opent hiervoor meerdere mogelijkheden:
1. Integratie in de toekomstige draagbare kunstnier (veiligheidscontrole van dialysaat hergebruik). De nauwkeurigheid die hiervoor nodig is, kan met de huidige stand van het project al gehaald worden. Voor de draagbare kunstnier is verdere miniaturisatie en prijsreductie gewenst (zo laag mogelijk gewicht en grootte).
2. Integratie in bestaande haemodialyseapparatuur voor een betere handhaving van de balans van de patiënt m.b.t. natrium, kalium en calcium (vakterm "electrolytenbalans" of "haemostasis"). Omvang en gewicht van de nu ontwikkelde sensor zijn al geschikt, verdere kostprijsreductie is nodig om fabrikanten te overtuigen deze innovatie bij nieuwe apparaat-ontwerpen mee in te bouwen.

Soort: Materiaalonderzoek & -ontwikkeling, toegepast, niet-klinisch.
Onderwerp: Optische sensor, laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), dialyse, draagbare kunstnier.