Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Bulut U. (Araştırmacı), Söylemez S., Kırımlı E. , Türkmen K., Altunkaya S., Ünalan H.
Erken dönemde çoğunlukla belirti vermeyen akut böbrek hasarı (ABH) ve kronik böbrek hastalığı (KBH) artan hasta yükü ile sınırlı laboratuvar erişimi nedeniyle, hızlı, taşınabilir ve düşük maliyetli yatak başı (PoC) tanı sistemlerine olan gereksinimi artırmaktadır. Bu proje, KBH’si olan ve olmayan bireylerde koroner arter bypass grefti (CABG- Coronary Artery Bypass Greft) sonrası gelişen ABH’nin geleneksel yöntemlere kıyasla ultra-erken dönemde (postoperatif 4. saat) saptanmasını sağlayan, tanısal gecikmeleri azaltarak geri dönüşümsüz renal hasar oluşmadan müdahaleyi hedefleyen bir elektrokimyasal PoC immünosensör geliştirilecektir.
Çalışmada, ABH ile KBH zemininde gelişen ABH için klinik değeri gösterilmiş biyobelirteçler olan idrar L-FABP (uL-FABP) ve idrar kreatinin düzeyleri ölçerek uL-FABP/kreatinin oranının belirlenmesi hedeflenecektir. Bu belirteçlere özgü antikorlar, mezogözenekli karbon içi boş küreler (MHCS) ile desteklenmiş ve amin grubu ile fonksiyonelleştirilmiş iki boyutlu hekzagonal bor nitrür (h-BN) nanolevhalarla modifiye edilen elektrot yüzeylerine immobilize edilecektir. Biyotanımaya bağlı sinyal değişimleri voltametrik tekniklerle ölçülecektir.
İmmünosensörlerin klinik uygulanabilirliği, sağlıklı gönüllüler (n=30), CABG operasyonu geçiren ve takipte ABH gelişen hastalar (n=30) ve CABG operasyonu öncesi KBH tanısı olup operasyon sonrası ABH gelişen hastalar (n=30) olmak üzere üç grupta pilot klinik çalışma kapsamında değerlendirilecektir. Sensörle ölçülen idrar L-FABP ve kreatinin düzeyleri, tüm çalışma gruplarında referans yöntem olarak ELISA ile doğrulanacak; klinik böbrek fonksiyonunun değerlendirmesi amacıyla tüm gruplardan alınan kan örneklerinde rutin serum kreatinin (sKr) analizleri kullanılacaktır.
Analitik performans ve klinik ayırt edicilik immünosensörle ölçülen uL-FABP, idrar kreatinin ve uL-FABP/kreatinin oranının, tüm örneklerde yapılacak ELISA ölçümleri ve klinik kayıtlarla birlikte değerlendirilmesi ile belirlenecektir. Klinik gruplar arasında biyobelirteç düzeyleri karşılaştırılacak, olası klinik özelliklerin etkisi dikkate alınarak sonuçlar yorumlanacaktır. Sensör sonuçlarının ELISA ile uyumu ve olası sistematik sapmalar raporlanacak; ayrıca üç klinik grubun ayrımı için ayırt edicilik performansı belirlenerek uygun karar eşikleri tanımlanacaktır. Tekrarlı ölçümlerin bulunduğu hasta gruplarında, aynı hastadan gelen ölçümlerin bağımlılığı dikkate alınarak analizler yürütülecektir.
İmmünosensör üretimine paralel olarak, voltametrik ölçümleri yüksek örnekleme hızı ve düşük gürültü ile gerçekleştirebilen bir taşınabilir donanım geliştirilecektir. Donanım, ölçüm verilerini IoT tabanlı güvenli bir bulut altyapısına aktararak laboratuvar/bench-top doğrulama aşamasında gerçek zamanlı izleme sağlayacaktır. Modüler yazılım mimarisi, farklı biyobelirteçlere ait kalibrasyon protokollerinin dinamik yüklenmesini sağlayarak cihazı çok amaçlı bir PoC tanı platformuna dönüştürecektir. Geliştirilen sistemin, klinik verileri büyük veri analitiğine aktaran bir “akıllı uç nokta” olarak, uzun dönem biyobelirteç takibi, merkezi veri toplama ve hekimlere gerçek zamanlı karar desteği sağlaması hedeflenmektedir. Bu kapsamda, toplam n=90 klinik örnekten elde edilecek verilerle platformun klinik uygulanabilirliği ve uzaktan izleme potansiyeli değerlendirilecektir. IoT altyapısından gelen ölçüm ve meta-veriler standartlaştırılarak makine-okunur biçimde saklanacak ve çok-merkezli karşılaştırmalar ile büyük veri analitiğine ve yapay zeka (YZ) destekli sistemlere uygun bir veri havuzu oluşturulacaktır. Böylece, ABH’nin erken tanısına yönelik sahada uygulanabilir ve uzaktan izlemeye uygun PoC platformu klinik olarak değerlendirilecek ve çıktılar bütüncül biçimde raporlanacaktır.
Özetle, hedef immünosensörlerin IoT ve bulut entegrasyonu, yoğun bakımda gerçek zamanlı karar desteği sunarak kişiselleştirilmiş tıp uygulamalarını güçlendirecek mortalite–morbiditeyi azaltacaktır. ABH erken tanısının diyaliz gereksinimi ve hastanede yatış süresini düşürmesiyle sağlık maliyetleri azalırken, nanoteknoloji tabanlı özgün sensör tasarımı yeni nesil yatak başı tanı standartları ve uluslararası pazara yönelik yerli tıbbi cihaz geliştirilmesi için stratejik bir altyapı oluşturacaktır.