A portable blood coagulation time measurement platform with fiber-optic based disposable cartridge

Sensör teknolojilerindeki gelişmeler küçültülmüş hasta başı testlerin (Point of Care diagnostics) gelişmesine olanak sağlayarak sağlık alanında yeni fırsatlar doğurdu. Hasta başı testlerinin birçoğu araştırma seviyesinde kalmış, pazardaki başarılı örnek sayısı birkaç uygulamayla, kan şeker ölçüm cihazı gibi, sınırlı kalmıştır. Bu uygulamalardan bir tanesi de kaz pıhtılaşma zamanı (koagülasyon) testidir. Herhangi bir kan inceltici tedavisi gören hastaların kan pıhtılaşma zamanlarının düzenli olarak ölçülmesi gerekmektedir. Bu tezin çalışmaları çerçevesinde fiber optik tabanlı kan pıhtılaşma zamanı ölçümü yapan bir sensör platformu geliştirildi. Hasta başı kan pıhtılaşma zamanı ölçümü için elektro-kimyasal ve mikro kanal büzme gibi teknikler kullanılmasına rağmen klinik testlerde doğrudan mekanik ölçüm altın standart olarak kullanılmaktadır. Bu tezde sunulan çalışma, tam kan örneklerinden doğrudan mekanik ölçüm tekniği ile hasta başı kan pıhtılaşma zamanı ölçümü yapan ilk uygulamadır. Sunulan sensör platformu iki ana kısımdan oluşmaktadır: okuma ünitesi ve tek kullanımlık kartuş. Tek kullanımlık kartuşta kan akışını sağlaması için mikro akışkan kanalları ve ölçüm için fiber optik tabanlı mekanik sensör bulunmaktadır. Sensör, iki adet bir birine bakan optik fiberden oluşturmaktadır. Optik fiberlerden bir tanesi mekanik rezonans frekansında elektro mıknatıs sayesinde titreştirilerek diğer fibere eşleşen optik sinyal modüle ediliyor. Okuma ünitesinde bir adet optik fiber ile eşlenmiş ışık kaynağı ve bir adet optik fiber ile eşlenmiş foto detektör bulunmaktadır. Hem okuma hem de tahrik uzaktan yapıldığı için kartuşa herhangi bir elektrik bağlantı ihtiyacı yoktur. Sunulan sensör platformu, tam kan ve kontrol plazma örnekleri kullanılarak aPTT ölçümleri laboratuvar düzeneğinde gerçekleştirildi. Kontrol plazması ile yapılan ölçümler %1'den küçük ortalama hata ve %1.36'dan küçük göreceli standart sapma ile sonuçlandı. Tam kan testleri de benzeri sonuçlar verdi. Laboratuvar düzeneği baz alınarak SFO Technogies, Hindistan firması ile ortak çalışılarak bir adet hasta başı tanı cihazı prototipi geliştirildi. Geliştirilen prototiple de tam kandan aPTT test ölçümleri başarıyla yapıldı. Kartuş tasarımının basitliği ve hazır bulunan parçalardan üretilmesi düşük fiyatlı tek kullanımlık kartuş yapımını sağlamaktadır. Gelecek dönem çalışmaları, biyolojik ayraç optimizasyonu, taşınabilir okuyucu ünite tasarımı ve klinik testler üzerine yoğunlaşacaktır. Bu tez çalışması çerçevesinde fiber optik tabanlı kan pıhtılaşma zamanı ölçümü yapan bir sensör platformu geliştirildi. Sensör platformu hem laboratuvar düzeneği hem de taşınabilir bir prototip şeklinde gerçeklenerek tam kan ve kontrol plazmaları ile aPTT testleri yapıldı.