גלוקומטר לבדיקת רמות גלוקוז בדם לחולי סכרת פותח בעזרת קומסול מולטיפיזיקס:

הנדסה ביו רפואית
בדיקה עצמית של רמות גלוקוז בדם היא חיונית לחולי סכרת, אשר באופן קבוע ברחבי העולם מבצעים את הרוטינה של הנחת טיפת דם על סטיק מפלסטיק, והכנסתו לתוך מכשיר שמודד את רמת הגלוקוז, ומכונה גלוקומטר. המכשיר אמנם קטן וצנוע, אך הוא למעשה חיישן מתוכנן היטב. הוא חייב לעמוד במטרות הדיוק של הבדיקה החשובה, להיות קל לשימוש ולייצור, בעלות נמוכה, ולעמוד בסטנדרטים מחמירים של רגולציה רפואית.
הנדסה ביו רפואית
למרות שגישה זו של החוקרים הניבה פתרונות שמיצו את רוב המשתנים, זה לא האופטימום במוצרים שחייבים להיות ברמה הכי גבוהה של פיתוח, כיוון שהנחת הנחות מופשטות מתעלמת מאינטראקציות כימיות מפורטות קריטיות.
לכן החוקרים חייבים להתחשב בגורמים כגון ריכוז המוצר, היחסים האופייניים של תגובות אנזימיות סובסטרטיות, צפיפות, ריכוז זנים מחומצנים, וטמפרטורה. דבר כזה הוא בלתי אפשרי לביצוע מדויק, בשיטות האנליטיות הקלאסיות.

לקבלת פרטים נוספים אודות המוצרים והשירותים שחברת נומריקל מספקת, נא השאירו פרטים.

חברת LifeScan סקוטלנד בע"מ מקבוצת ג'ונסון&ג'ונסון מתכננת ומייצרת ערכות בדיקת גלוקוז בדם לשוק הגלובאלי, ונחשבת למרכז העולמי למצוינות עבור אלו שעובדים בתחום הסכרת. במשך שלוש שנים חוקרי LifeScan סקוטלנד השתמשו בתוכנת קומסול מולטיפיזיקס על מנת לאפיין תרשימים של חיישנים ביולוגיים חדשים וקיימים.
בעבר, חוקרים ב LifeScan הסתמכו על שיטות אנליטיות בעיצוב המוצר. הם פתרו משוואות דיפרנציאליות חלקיות ע"י פישוט הנחות גיאומטריות, ראגנטים (חומרים המשמשים לריאקציה כימית), ותנאי גבול. מאוחר יותר המודלים התרחבו וכללו זנים כימיים מרובים, אינטראקציות כימיות ואלקטרוכימיה מלאה.
"מטרתנו היא לפתח סטיקים לבדיקה שיניבו תוצאות במהירות יותר גבוהה, לצמצם עלויות ייצור, ולהגביר את הדיוק כדי לעמוד בדרישות הרגולציה העתידיות", אומר סטפן מקניטוש, מדען בכיר ב LifeScan סקוטלנד. "גיאומטריות מורכבות ומוחלטות נדרשות על מנת לתאר מערכות כאלה, ובמקרים הנ"ל, מודלים מספריים שימושיים יותר ממבנים אנליטיים".
המשוואות מתגלות עם הזמן כמורכבות מאוד, ופועלים בהם משתנים רבים של תגובות כימיות שיש לקחת בחשבון בתהליכי הסימולציה. הפיזיקה מסובכת ולרוב משלבת כוחות רבים שיש לבדוק בסימולציה יעילה, וישנן דיפוזיות חומרים (פעפוע: פיזור של חומר במורד מפל ריכוזים) שחייבים להתחשב בהן. האתגר הוא שמקדמי הפיזור משתנים בדרכים עדינות ומורכבות בהתאם למאפיינים הספציפיים של כל דגימת דם.
תוכנת קומסול מולטיפיזיקס עזרה למקינטוש לפתח מודלים חזקים מאוד לעבודה, ע"י מספר מודולים שהרחיבו את יכולותיה של חברת LifeScan. המודולים בהם משתמשים מקינטוש וצוות הסימולציה והמידול לעיתים קרובות הינם: "מעבר חום" על מנת ללמוד את תפרוסת הטמפרטורה, ו "בטריות&תאי דלק" על מנת לסייע בפיתוח של ריאקציות אלקטרוכימיות מפורטות. מודולים אלה מוצמדים בקלות ליכולות אחרות שיש לקומסול מולטיפיזיקס: "תעבורת זנים מדוללים" על מנת ללמוד על פיזור חומרים המוני, ו"ממשקים PDE", כדי לחקור תנאי גבול מוגדרי לקוח.      
בשל הצלחת העבודה, השימוש בקומסול מולטיפיזיקס מתרחב למעבדת אינברנס, ואדם קרגס, מהנדס אלגוריתם בכיר, מוביל את בניית תשתיות טכנולוגיות המידע הנדרשות. מקינטוש מציין כי קומסול מולטיפיזיקס עזרה באופטימיזציית עלויות נמוכות של מכשיר, מבחינה כימית וגיאומטרית. תפוקות כמו הקורלציה בין ריכוז החומר שאת תכונותיו מודדים במעבדה, לבין הסימן הנוכחי, בפרקי זמן שונים ובמתווים חלופיים, יחד עם שיפועי ריכוז מפורטים אותם התוכנה הפיקה, הגבירו את ההבנה של תכונות האותות וההשפעה של שינויי עיצוב.
מקינטוש מציין כי תוצאות הסימולציה בקומסול מולטיפיזיקס הן בהתאמה טובה מאוד לעבודות הניסוי בהן נעשה שימוש באבי טיפוס ובמערכות קיימות.     

קראו סיפורי משתמשים נוספים:

הנדסה ביו רפואית
מתעניינים בנושאים כימיים? אולי גם זה יעניין אתכם
לקבלת פרטים נוספים ללא התחייבות
שדה מילוי חובה מסומן ב- *
רוצים ללמוד עוד על יכולותיה המולטיפיזיקליות הגבוהות של ®COMSOL?

זה פשוט וקל להכיר אונליין את הממשק האינטואיטיבי של התוכנה!

צפו בהדרכות מקוונות מפורטות אודות האפשרויות הרבות ב- ®COMSOL Multiphysics

כנסו לדף ייעודי המתעדכן מדי שבוע וכולל סרטוני הדרכה מלאים עם כתוביות בעברית

 
הסיפור נלקח ממגזין 2013 ®COMSOL
 
 כתובת: פארק המדע, פנחס ספיר 8, נס ציונה I אימייל: info@numerical.co.il  |  טל: 03-9629621

Numerical© 2017 כל הזכויות שמורות