Sdílet
3. května 2020
Zjednodušit a zpřístupnit základní diagnostiku z krve chce se svým přístrojem Point-of-Care doktorský student Jan Zítka z CEITEC Vysoké učení technické v Brně. Přibližně pětikilové zařízení, které dokáže během zhruba dvaceti minut zanalyzovat pacientovu krev a upozornit na případná onemocnění, by chtěl student do dvou let nabídnout například praktickým lékařům. Pod vedením profesora Vojtěcha Adama už vytvořil funkční prototyp bioanalyzátoru, který teď čeká testování a případné úpravy. Na podporu své práce obdržel Jan Zítka na začátku letošního roku také cenu Brno Ph.D. Talent.
Necítíte se dobře, ale nechce se vám hned běhat po doktorech. Odeberete kapku krve, vložíte ji spolu s takzvanou "cartridgí" do přístroje Jana Zítky. A za dvacet minut dostanete buď potvrzení, že je vše v pořádku, nebo upozornění, že byste se měli k lékaři přeci jen vydat. Tak by ve zkratce mohlo jednou vypadat praktické využití bioanalyzátoru, na kterém pracuje Jan Zítka.
Ačkoliv už je dnes přístroj před dokončením a jeho vyhlídky jsou velmi nadějné, kdyby si Jan Zítka nestál za svým nápadem, zařízení vůbec nemuselo vzniknout. „Moc jsem tomu projektu na začátku nevěřil. Což se dá přeložit tak, že jsem tomu nevěřil vůbec,“ směje se jeho školitel Vojtěch Adam. Domníval se totiž, že Zítka pouze ztrácí čas. „Když s tím Honza poprvé přišel, vypadalo to jako velké klubko drátů. Vyslovil jsem své obavy, že tohle nikdy nemůže skončit ničím dobrým. Tvrdil jsem Honzovi, že ztrácí svůj drahocenný čas a že pro přístroj nevidím žádné praktické uplatnění,“ dodává Adam s tím, že už samotný rozhovor o téměř dokončeném zařízení je důkazem, že se zmýlil ve všech třech bodech.
Bioanalyzátor Point-of-Care o velikosti dvou krabic od bot automatizuje množství laboratorních úkonů. „Automatizuje procesy, které se běžně dělají ručně. Zařízení má například automatizovanou pipetu, takže opakovaně a přesně dávkuje vzorky samo. Je také vybaveno mechanismem pro pohyb ve třech osách, pomocí kterého přemisťuje kapaliny v přístroji,“ popisuje Zítka. „Oblíbil jsem si 3D tisk a rychlé prototypování. Udělal jsem v minulosti několik prototypů, které dosud kolegové využívají k usnadnění samotné manuální práce v laboratořích. V bioanalyzátoru jsem pak spojil různé prvky z předešlých prototypů,“ přibližuje doktorský student.
Pacienti si domů zařízení nepořídí. Poputuje do ordinací
V ideálním případě by přístroj měl pomoci lidem rychle zjistit, zda se v jejich těle nerozvíjí nějaká nemoc. „Momentálně je zařízení směřováno pro diagnostiku sepse, kardiovaskulární nemoci či vybraných markerů rakoviny. Stěžejní myšlenka je ale taková, že přístroj zůstane stejný, pouze se budou měnit takzvané cartridge, tedy zásobníky, které budou testovat různé markery,“ nastiňuje využití autor zařízení. „Pacient pak dostane v řádu málo desítek minut informaci, že je vše v pořádku, nebo se ukáže, že některá hodnota v pořádku není a měl by jít na podrobnější testování,“ dodává Zítka.
Vojtěch Adam ale upozorňuje, že ačkoliv dát přístroj do rukou pacientů je samozřejmě vysněný cíl, realističtější scénář je poskytnout ho praktickým lékařům. „Je nutné podoktnout, že my jsme nevynalezli nový přístroj a nevyvinuli dosud neznámou technologii. Obé je známé a v nemocnicích takové přístroje běžně používají. Honzovou snahou ale bylo zařízení miniaturizovat při zachování přesnosti. Díky tomu je bioanalyzátor dostupnější. A i když je samozřejmě ve finále snahou nás všech dát větší možnosti samotným pacientům, myslím si, že nás čeká ještě důležitý mezikrok. To jsou ordinace praktických lékařů,“ říká Adam.
Přímo během vyšetření by tak lékař otestoval krev. „Odpadlo by čekání na výsledky, volání do ordinace. Základní analýza krve by byla jednoduchá, přesná a cenově dostupná. Ačkoliv věřím tomu, že Honza to se svým přístrojem jednou dotáhne až k pacientovi, je tam ještě řada otazníků. Zatím se totiž nepodařilo mnoho testů prosadit na domácí použití. Napadá mě těhotenský test nebo test na glukózu pro diabetiky. Kromě technických tedy budeme muset vyřešit hlavně otázky legislativní,“ upozorňuje Adam s tím, že hlavní výsada tkví právě v přístupnosti zařízení. „Přístroje, které se používají v nemocnicích, váží s přehledem okolo sto kilogramů. Náš bioanalyzátor má okolo pěti kilogramů,“ podotýká.
Nejde o kopii Theranosu, shodují se autoři
Otázce na podobnost s nechvalně proslulým přístrojem Theranos od Elizabeth Holmes se oba smějí. Není to totiž poprvé, kdy musí odpovídat na to, zda se snaží o stejnou věc, ve které Holmes zcela selhala. „Tady musíme zdůraznit, že naše hlavní zaměření je na přístroj samotný. Honzovo know-how spočívá ve schopnosti zminiaturizovat existující zařízení a zachovat stejné schopnosti. Samotné testy ale nevyvíjíme. Ty, na rozdíl od Theranosu, používáme standardní a nijak je neměníme,“ upozorňuje Vojtěch Adam.
Při vývoji bioanalyzátoru využil Jan Zítka metodiku TRIZ od Bohuslava Bušova z Ústavu výkonové elektrotechniky a elektroniky FEKT VUT. „Na začátku jsme hodně mluvili s biochemiky o tom, co je v analýze potřeba. Udělali jsme si velmi podrobnou rešerši, jak celý proces probíhá. Došli jsme k tomu, že klíčová je cartridge, neboli zásobník. Na tu jsme se zaměřili v co největším detailu. A zbytek přístroj poskládali kolem zásobníku. Cílem bylo, aby bylo zařízení z co nejméně součástek, ale zároveň co nejefektivnější ve fungování a pohybu. Právě pomocí metodiky TRIZ jsme posoudili jednotlivé funkcionality a došli k tomu, jak vytvořit co nejefektivnější a nejdostupnější přístroj,“ přibližuje absolvent FEKT VUT.
Navrhování zařízení už je u konce a nyní čeká na testování a úpravy. „Říká se tomu alfa zařízení. Takže je to první verze finálního přístroje. Teď budeme testovat a upravovat. Výhledově mluvíme o tom, že přístroj pro trh by mohl být do dvou let. Samotné zařízení bude snad dřív, ale musíme ještě splnit řadu certifikačních a dalších postupů,“ uzavírá Jan Zítka.
Autor: Zuzana Pospíšilová