SIMPLEX verbessert die patientennahe Labordiagnostik

Unterschiedlichste Probenmaterialen automatisiert testen

Aktuell lässt sich ein Trend zur patientennahen Labordiagnostik beobachten: Vor diesem Hintergrund haben wir das SIMPLEX System entwickelt und wollen dieses nun zur Marktreife bringen. Dafür suchen wir Endanwender oder Gerätebauer, die an der Vermarktung des Demonstrators interessiert sind. Die Funktionalität konnte in Laborexperimenten nachgewiesen werden.

Der schnelle Zugang zu diagnostischen Parametern ist eine der wichtigsten Herausforderungen für neue medizinische Methoden und Behandlungen. Aus Kostengründen wurde die Labordiagnostik in den vergangenen Jahren immer weiter in großen Zentren zusammengezogen. Die dahinterstehende Logistik führt zwangsläufig zu Verzögerungen in der Diagnose und somit auch bei der Therapie, was zu einer Verschlechterung der Heilungschancen führt. Dem gegenüber steht der aktuell zu beobachtende Trend hin zur patientennahen Diagnostik. Diese erfordert einfach handhabbare Technologien, die dank eines hohen Automatisierungsgrads auch von Personal ohne spezielles Training bedient werden können. Die Testergebnisse stehen sofort zur Verfügung und die Diagnose kann schnell gestellt werden.

Wir in der Abteilung Mikrofluidische Analysesysteme des Fraunhofer ICT-IMM befassen uns seit nunmehr über 20 Jahren mit der Erforschung von mikrofluidischen Gesamtsystemen. Wir setzen diese Systeme vom Design über die Konstruktion bis hin zur Fertigung komplett in unserem Institut um. In unserem interdisziplinären Team arbeiten Wissenschaftler und Ingenieuren verschiedenster Fachrichtungen (Maschinenbau, Mikrosystemtechnik, Kunststofftechnik, Biologie, Chemie, Physik) Hand in Hand und sind so die Garanten für den Erfolg.

Basierend auf diesen langjährigen Erfahrungen mit mikrofluidischen Systemen haben wir die SIMPLEX Plattformtechnologie entwickelt. Das System basiert auf dem schnellen Nukleinsäurenachweis mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR), wobei es aber nicht auf die molekulare Diagnostik beschränkt ist. Die Probennahme der SIMPLEX Proben-Kassette ist so konzipiert, dass verschiedenstes Material (von Abstrichproben bis flüssigem Probenmaterial) verwendet werden kann. Gleiches gilt für die Probenprozessierung. Durch die Gefriertrocknung der in der Kassette gelagerten Amplifikationsreagenzien wird sichergestellt, dass die Lagerung bei Raumtemperatur möglich ist, was die Lagerkosten drastisch senkt. Die Reagenzien können an den Nachweis angepasst werden. So sind neben der PCR auch andere Amplifikationsreaktionen in das System integrierbar. Durch die Verbindung des hohen Freiheitsgrads mit einem hohen Automatisierungsgrad adressiert die SIMPLEX-Plattform eine Vielzahl von Anwendungen und kann die patientennahe Diagnostik revolutionieren. Mögliche Anwendungen sind der Nachweis von Infektionserregern und multiresistenten Keimen bei Mensch und Tier.

Simplex-Grafik2



Die Highlights des Systems sind:
– Massenfertigungstaugliches Kassettenkonzept
– Kostengünstiges Konzept für den Zusammenbau der Proben-Kassette
– Multiparalleler Nachweis (Pannel testing)
– High Resolution Melting (HRM) Analysis
– Lagerung der Verbrauchsmaterialien bei Raumtemperatur
– Einfache Bedienbarkeit durch hohen Automatisierungsgrad

Folgende Verbesserungen sind nach aktuellem Entwicklungsstand bis zur Marktreife erforderlich:
– Weiterentwicklung des Heiz- und Kühlkonzeptes
– Re-Design der Kassette hinsichtlich Massenfertigung und Zusammenbau
– Evaluierung der Performance und Lagertests der getrockneten Reagenzien

Um die Marktreife des SIMPLEX Systems erreichen zu können, sind wir auf der Suche nach Industriepartnern, vorzugsweise aus den Bereichen molekulare Diagnostik, zivile Sicherheit oder Veterinärmedizin. Der Plattformcharakter des SIMPLEX Systems ermöglicht die einfache und schnelle Anpassung der mikrofluidischen Kassette an den jeweiligen Nachweis. Die integrierte Probenprozessierung erspart teures Fachpersonal.

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