Die Ingenieurin

Der Entwickler eines kompakten Dialysegeräts, das es Patienten mit Nierenversagen ermöglicht, sich zu Hause selbst zu behandeln, wurde mit dem MacRobert Award 2022 der Royal Academy of Engineering ausgezeichnet.

Quanta Dialysis Technologies wurde von der RAEng für die Entwicklung des SC+-Hämodialysesystems ausgezeichnet, einem tragbaren, einfach zu bedienenden Hochleistungsdialysegerät, das im Krankenhaus oder zu Hause eingesetzt werden kann.

In einer Erklärung sagte John E. Milad, CEO von Quanta Dialysis Technologies: „Ich bin unglaublich stolz auf unser Team, das eine Innovation entwickelt hat, die den prestigeträchtigen MacRobert Award verdient.“ Das ist wirklich eine Ehre für uns alle bei Quanta.“

Das Hämodialysesystem SC+ überzeugte die Jury in drei Kriterien: technische Innovation, kommerzieller Erfolg und greifbarer sozialer Nutzen.

Die Lösung von Quanta wirkt sich bereits positiv auf die Lebensqualität der Patienten aus, da sie einfacher zu bedienen, schneller zu trainieren und genauso leistungsstark ist wie herkömmliche In-Center-Dialysegeräte. Diese Flexibilität ermöglicht es den Patienten auch, sich über Nacht zu Hause zu behandeln, mehr Dialyseversorgung zu erhalten als im klinischen Umfeld und die Lücke zu schließen, in der Patienten über ein Wochenende ohne Dialyse auskommen.

Quanta arbeitet mit NHS Trusts zusammen und während des Lockdowns stellte das Unternehmen dem NHS seinen gesamten britischen SC+-Systembestand zur Verfügung, um den Druck auf Krankenhäuser und Intensivstationen zu verringern.

Laut RAEng waren die Juroren auch vom kommerziellen Potenzial des Systems beeindruckt. Das SC+ ist von der FDA zugelassen und wird in den USA verkauft, wo der Dialysemarkt voraussichtlich 12 Milliarden US-Dollar übersteigen wird. Im Jahr 2021 sammelte Quanta 245 Millionen US-Dollar, um die Einführung des SC+-Systems in den USA zu finanzieren. Dies war die größte private Finanzierungsrunde aller Zeiten für ein Unternehmen für Dialysegeräte.

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Das SC+-System arbeitet mit einer proprietären Einwegkartusche, die eine teure und zeitaufwändige Desinfektion zwischen den Behandlungen überflüssig macht. Jede Kartusche enthält pneumatische Membranpumpen anstelle der kolbengetriebenen Pumpen, die in herkömmlichen Dialysegeräten zu finden sind.

Bei herkömmlichen Dialysegeräten verändert ein Kolben das Volumen der Kammer mit der Dialysierflüssigkeit, indem er diese drückt und zieht, um einen gleichmäßigen Pumpvorgang zur Verabreichung der Behandlung zu erzeugen. Die Funktionen des Vorbereitens, Mischens, Pumpens und Verwaltens der Dialysatflüssigkeit werden alle von der Hardware und den Rohrleitungen im Inneren der Maschine über eine Anordnung ausgeführt, die mechanische Ventile, Pumpen, Schläuche und Mischkammern umfasst. Dies macht einen Großteil des Gewichts und der Größe herkömmlicher Dialysegeräte aus.

Beim SC+-System werden die Kolben und Ventile durch eine außen auf der Einwegkartusche aufgeklebte flexible Membran ersetzt, die zur Verwaltung der Dialysierflüssigkeit dient. Diese Membran liegt um die Außenseite der Kartusche herum und übt Druck aus, wodurch sich die Kartusche zusammenzieht/ausdehnt. Dieser Druck verändert das Volumen der Patrone und drückt und zieht Flüssigkeit durch die Patrone. Im Vergleich zu einem mechanischen Kolben kann die Membranpumpe den angewendeten Druck und die Häufigkeit, in welchem ​​Ausmaß und in welcher Dauer variieren. Es kann auch die Zu- und Abluftventile der Kartusche blockieren und so den Fluss der Dialysierflüssigkeit steuern.

Das System wird durch Software angetrieben und ist somit stufenlos variabel, anstatt durch einen festen Mechanismus oder eine mechanische Betätigung angetrieben zu werden. In der Praxis kann die Bewegung der Membranpumpe fein gesteuert werden, um ein breites Spektrum an Verschreibungen und unterschiedlichen Behandlungsarten abzugeben. Dies sorgt für ein hochpräzises Flüssigkeitsmanagement und eine verbesserte Verteilung innerhalb des Dialysators selbst, der als künstliche Niere fungiert, und minimiert gleichzeitig Kreuzkontaminationen und die biologische Belastung (die Anzahl der Mikroorganismen, die auf einer nicht sterilisierten Oberfläche leben) zwischen den Behandlungen.

Professor Sir Richard Friend FREng FRS, Vorsitzender der Jury des MacRobert Award der Royal Academy of Engineering, sagte: „Das Team verkörpert die Beharrlichkeit, Innovation und das unkonventionelle Denken, die seit langem ein Markenzeichen der größten technischen Erfolgsgeschichten Großbritanniens sind, und sie sind würdige Gewinner.“ des MacRobert Award.“

Das Quanta-Team wurde am Dienstag, dem 12. Juli, beim Awards-Dinner der Royal Academy of Engineering im Londoner Hotel am Leicester Square als Gewinner des mit 50.000 Pfund dotierten Preises bekannt gegeben.

Fragen und Antworten mit John E. Milad von Quanta Dialysis Technologies

Können Sie uns Ihre Technologie kurz beschreiben?

Quantas innovatives Einweg-Flüssigkeitskartuschensystem wurde ursprünglich zur Rekonstitution von Orangensaft aus Konzentrat entwickelt und für den Einsatz in einem kompakten Hämodialysegerät umfunktioniert. Das SC+-Hämodialysesystem von Quanta ist einfacher zu bedienen und dennoch so leistungsstark wie herkömmliche Dialysegeräte und wurde entwickelt, um die Dialyse direkt zum Patienten zu bringen. Die Innovation ermöglicht es mehr Patienten, sich zu Hause selbst zu behandeln, anstatt Stunden pro Woche in Gesundheitseinrichtungen zu verbringen.

Was sind einige der wichtigsten technischen Herausforderungen?

Das technische Pumpen komplexer nicht-Newtonscher Flüssigkeiten mit solch hoher Genauigkeit und Reinheit unter Verwendung flexibler Kunststoffkomponenten steht an erster Stelle, aber der Zusammenbau eines so komplexen, softwaregesteuerten, elektromechanischen Geräts erfordert andere vielfältige Fähigkeiten und Kenntnisse in den Bereichen Biokompatibilität, elektromagnetische Interferenzen und menschliche Faktoren zur Cybersicherheit. Um dieses vielfältige Themenspektrum abzudecken, ist es erforderlich, Menschen mit fundiertem Fachwissen zu finden und anzuziehen und gleichzeitig das Systembewusstsein aufrechtzuerhalten, was im Vereinigten Königreich derzeit sehr schwierig ist.

Auf welche nächsten Schritte konzentrieren Sie sich und wie wird Ihnen der Gewinn des MacRobert Award dabei helfen?

Der Gewinn des Preises wird dazu beitragen, das öffentliche Bewusstsein für Quanta, Nierenversagen und Heimhämodialyse zu schärfen; Und im Gegenzug werden die besten und talentiertesten Leute angezogen, um dabei zu helfen, das vielfältige Spektrum an Fachwissen zu besetzen, das für die Entwicklung eines derart komplexen Systems erforderlich ist. Die Ausweitung der Produktion und die Aufrechterhaltung der Qualität sind dabei der Schlüssel zum vollen kommerziellen Erfolg. „Nageln Sie es, bevor Sie es skalieren“ ist ein Mantra, an das wir fest glauben. Danach gibt es einige sehr spannende Entwicklungen rund um die digitale Gesundheit und die Nutzung der von unseren Maschinen generierten Daten, aber auch deren Verknüpfung mit anderen medizinischen Geräten, um ein ganzheitliches Gesundheitsökosystem zu bilden um die Patientenauswahl und die klinische Entscheidungsfindung zu stärken.