Fluorescent Hemolysis Detection (FHD): Validierung der In-vitro Testmethode
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Wir haben die Fluorescent Hemolysis Detection (FHD) in einem zweiphasigen blutanalogen Fluid aus Ghost Cells (GCs) und Plasma untersucht. Bei der FHD wird ein Indikator (Cal-590™ potassium salt, AAT Bioquest, Pleasanton, California) durch eine Zellmembran (GCs) von seinem Target (Kalziumionen) getrennt. Bei der Lyse der Zellmembran kommt es zu einer Bindung der beiden, wodurch ein fluoreszierendes Signal entsteht, was optisch örtlich und zeitlich aufgelöst detektiert wird. Im Projekt haben wir das blutanaloge Fluid charakterisiert und die FDH weiterentwickelt, um die Hämolysedetektion in Medizinprodukte ortsaufgelöst zu ermöglichen. Standardisierte Hämolysetests vergleichen zwei Testkreisläufe von jeweils unter 500 mL Blutvolumen. Um GC in dieser Größenordnung herzustellen wurde im Vorgängerprojekt eine Großmengenproduktion der GCs realisiert. Aufgrund eines Fehlers in der Hämatokritmessung wurde die produzierte Menge GCs allerdings überschätzt, sodass der Produktionsprozess in diesem Projekt weiterentwickelt werden musste, um eine größere Menge GCs herstellen zu können. Jetzt können reproduzierbar mindestens 350 mL reine GCs hergestellt werden, aus denen sich mit Plasma 1.000 mL blutanaloges Fluid herstellen lässt, welches einen Hämatokrit (HCT) von 35 % hat und vergleichbar zu standardisierten Hämolysetests verwendet werden kann. Zur Quantifizierung des FHD-Signals bei Hämolyse der GCs wurden verschiedene Hämolyse- Hotspots zur Induzierung von kontrollierter Hämolyse verwendet und die FHD wurde optisch durchgeführt. Als Hämolyse-Hotspots dienten ein Mikrokanal, der mit hohem Druck und Fluss durchströmt wurde und eine statisches Reaktionsgefäß, das mit Ultraschallstoßwellen beaufschlagt wurde. In beiden Versuchen wurde eine signifikante Zellschädigung nachgewiesen. Ein FHD Signal konnte bei der Auswertung der Videoüberwachung der Hämolyse-Hotspots allerdings nicht wahrgenommen werden. Stattdessen wurden im Versuch genommene Fluidproben optisch auf ein FHD Signal analysiert. In einer ortsaufgelösten FHD Messungen sollen alle generierten Ergebnisse zusammengeführt werden, in dem Hämolyse in der FDA-Pumpe ortsaufgelöst dargestellt wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Conference Presentation and Poster, The International Society for Mechanical Circulatory Support, Hannover: Visualize Mechanical Hemolysis with Ghost Cells – A Feasibility Study for Hemolysis Detection 2021 (postponed to 2022)
Benjamin J. Schürmann, Eugenia Weber, Claudio A. Luisi, Ilona Mager, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer & Johanna C. Clauser
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Conference Presentation, European Society for Artificial Organs, Krems: Optical Visualization of Spatially Resolved Mechanical Hemolysis by Means of Ghost Cells 2022
Benjamin J. Schürmann, Eugenia Weber, Claudio A. Luisi, Ilona Mager, Sebastian V. Jansen, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer & Johanna C. Clauser
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Conference Poster, European Society for Artificial Organs, Bergamo: Optical Analysis of Ghost Cells under Mechanical Hemolysis using Fluorescence Hemolysis Detection 2023
Benjamin J. Schürmann, Lavanja Arunthavarasa, Nina Reinhardt, Pia Hefer, Ilona Mager, Sebastian V. Jansen, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer & Johanna C. Clauser
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Conference Presentation, Blood Damage Workshop, Rostock: Ghost Cells as a Transparent Blood Substitute Fluid – Microscopic Examination of Cell Shape, Size and Deformability 2023
Benjamin J. Schürmann, Miriam D. Mineur, Lucas Stüwe, Pia Hefer, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer & Johanna C. Clauser
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Conference Presentation, European Society for Artificial Organs, Bergamo: Ghost Blood- A Novel Fluid for Visual Monitoring of Coagulation in an Occlusion System 2023
P. Hefer, B. J. Schuermann, C. Luisi, X. Yin, U. Steinseifer, A. Sedaghat & J. C. Clauser
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Ghost cells as a two-phase blood analog fluid —fluorescent mechanical hemolysis detection. Springer Science and Business Media LLC.
Schürman, Benjamin J.; Holst, Bennet F.; Creutz, Pia; Schmitz-Rode, Thomas; Steinseifer, Ulrich & Clauser, Johanna C.
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Ghost cells as a two‐phase blood analog fluid: high‐volume and high‐concentration production. Artificial Organs, 49(1), 31-38.
Schürmann, Benjamin J.; Creutz, Pia; Schmitz‐Rode, Thomas; Steinseifer, Ulrich & Clauser, Johanna C.
