– Kroppen er ganske slem mot fremmedlegemer, konstaterer Trine Seeberg mens hun balanserer pipetten stødig mot skålen under.

– Ja, i dag finnes det ingen sensorer som er utviklet for å kunne fungere i kroppen i årevis, tilføyer kollega Ingelin Clausen.

På Sintefs laboratorium for mikro- og nanoteknologi (MiNaLab ) jobber et forskerteam med å utvikle sensorer på størrelse med støvkorn. De ørsmå sensorene kan plasseres inn i menneskekroppens mest sårbare områder, som i hjernen eller inne i blodårer.

Her bidrar de til å overvåke pasientens helsetilstand gjennom å måle trykk, temperatur og andre fysiologiske parametre.

Blir herset med av kroppen

– Lenge har det blitt forsket på kroppens evne til å tåle slike fremmedlegemer – såkalt biokompabilitet.

Nå skal vi undersøke hva som skjer med sensorenes evne til å levere varene, når de plasseres inne i kroppen vår, forteller Ingelin Clausen som har tatt initiativ til en større satsing i Sintef på denne type medisinske sensorer.

Elektronikk og implantater korroderer ofte på grunn av den høye pH-verdien og det høye saltnivået. Derfor må forskerne også skreddersy systemene som er rundt ulike typer sensorer.

De må for eksempel sørge for at sensoren blir belagt med et materiale som spiller på lag med kroppens immunsystem.

– Dessuten har kroppen en egen evne til å kapsle inn eller flytte på sensorer. Det kan gi upålitelige måleverdier. Derfor forsker vi på sensorenes evne til å fungere i kroppen i lang tid, sier Seeberg.

Det er det god grunn til. Sensorene og operasjonene som må til for å få dem på plass i kroppen, er langt fra billige. Både pasient og helsevesen har dermed stor nytte av at de små innretningene varer lenge og er så pålitelige som mulig.

Donert lever ble lab

Men før en sensor kan testes inne i kroppen til dyr og deretter mennesker, må det gjøres forberedende tester av litt spesielt format:

– Vi vet at materialvalg kan være avgjørende for hvordan kroppen reagerer på et fremmedlegeme. For å simulere menneskekroppen bruker vi derfor en væske som er framstilt av leveren til en donor, forteller Seeberg.

– Dette ekstraktet inneholder en miks av de fleste proteinene du finner inne i kroppen. Væsken fungerer altså som en slags ”generalprøve” for hva en sensor vil møte der inne.

Etter at sensoren har fått sin tilmålte tid i levervæsken, måles sensorens effekt med ulike elektroniske og mikrobiologiske metoder.

Nå er forskerne i gang med å teste ulike belegg som er såkalt biokompatible, for å se om materialene kan hindre begroing og dermed øke sensorens mulighet til å virke som den skal.

– Tverrfaglighet er veldig viktig i dette arbeidet. Vi jobber jo i grenselandet mellom medisin, mikroteknologi, mikrobiologi og materialvitenskap, sier Trine Seeberg.

Samtale med sensoren i hofta?

Forskerne må i tillegg finne fram til systemer som gjør at sensoren kan kommunisere med annen elektronikk på en sikker måte, og det arbeides iherdig med å designe nye systemer for trådløs overføring av data.

– Å ta i bruk en teknologi som blir integrert i pc-er og mobiltelefoner, er en løsning som står høyt på vår ønskeliste.

- På den måten kan for eksempel sensorene kommunisere med pasientens eller legens mobiltelefon, sier Seeberg.

Hofteproteser stor utgiftspost

Men ikke alle sensorer er plassert i kroppen for å avlevere måleresultater som hjerterate og blodtrykk til helsepersonell.

Noen sensorer skal også sjekke at proteser og implantater til pasienter fungerer tilfredsstillende.

Clausen og kollegene hennes samarbeider nå med Oslo Universitetssykehus, Ullevål og den franske sensorprodusenten Tronics om å utvikle en helt ny trykksensor som skal overvåke hofteproteser over lang tid.

Professor og ortoped Lars Nordsletten på Ullevål har det medisinske ansvaret for forsøket.

Han forteller at 8000 nordmenn får nye hofteledd hvert år – til en pris av 85 000 kroner stykket, og at målet med prosjektet er å få ny kunnskap om hva som skjer når hofteproteser løsner på grunn av beintap.

– Vi tror at beintapet starter med økt produksjon av leddvæske, og dermed forhøyet trykk. Vi skal måle endringene i trykket med den lille sensoren som skal plasseres inne i selve protesen.

– Det vil gi oss ny kunnskap om hvorfor og hvordan dette skjer, sier professoren som regner med at forsøkene vil vare i minst et par år. Resultatene kan bidra til å gi økt levetid for ”reservedelshofta” og bedre livskvalitet for pasienten.

Flere bruksområder

Ingelin Clausen mener at mikroteknologi gir helt nye muligheter for pasientovervåking og diagnostisering.

- Når vi har funnet en metode for at de implanterte sensorene kan spille på lag med kroppens immunsystem, kommer vi til å oppleve en utstrakt bruk av sensorer i kroppen.

- Dette kan dreie seg om alt fra å overvåke trykk og drenering hos mennesker med diagnose vannhode til å overvåke små implantater som gradvis doserer ut den medisinen pasienten trenger over lang tid, avslutter hun.