Her er vinderen af Ingeniørens produktpris

Her er vinderen af Ingeniørens produktpris

Hovedprisen i Ingeniørens produktpriskonkurrence 2013 går til diagnostikvirksomheden Dako for udviklingen af kræftscreenings­-instrumentet Dako Omnis.

Mekanik, elektronik, software, bio­logi, automation og væsker. Det er ikke småting, udviklingsingeniørerne hos Dako skal kunne overskue. Alle de forskellige discipliner er samlet i Dako Omnis, vinderen af Ingeniørens produktpris 2013.

På hovedkvarteret i Glostrup lidt uden for København viser Stefan Cuoni Teilmann, der er leder af afdelingen for systemdesign og test, rundt. Første stop er en stor papkasse – eller rettere sagt en stor model af Dako Omnis bygget op i pap.

Foran ses skuffer til at lægge prøver i, en computerskærm og en stor frontplade af plast, som dækker for selve den automatiserede proces. Og automatiseret var den faktisk allerede på det tidspunkt. For Dako havde inviteret en række kunder til Danmark for at diskutere funktionaliteten af deres kommende produkt: et instrument, som fuldautomatisk kunne modtage vævsprøver fra kræftpatienter og uden yderligere indblanding fra personalet gennemføre den farvningsproces, der gør, at patologer kan fastslå, om vævet indeholder kræftceller.

Centralt i vævsanalysen er selve farvningsprocessen. En holder med fem vævsprøver lægges automatisk ned i modulet, som her ses i en 3D-printet test-model. (Foto: Das Büro

Det skulle ske med to metoder kaldet henholdsvis ‘immunohistochemistry (IHC)’ og ‘fluorescent in situ hybridization’ (FISH):

»Vi havde bygget instrumentet op i pap for at give kunderne en idé om, hvordan det kom til at se ud. På skuffer og bevægelige dele havde vi sat nogle pinde, og så stod to medarbejdere bag pap-modellen og trak skuffer ind og ud, når operatøren foran trykkede på skærmen,« husker Stefan Cuoni Teilmann.

På den måde fik kunderne det første indtryk af, hvordan instrumentet kunne komme til at se ud og fungere. Samtidig kunne de komme med input til funktionaliteten:

»For eksempel havde vi forestillet os, at der skulle være en stor trykfølsom skærm i midten af instrumentet. Men kunderne ville hellere have en mindre skærm ude i den ene side,« siger Stefan Cuoni Teilmann.

Forskellige faggrupper

Første møde mellem kunderne og papkasse-modellen var i 2008, hvorefter udviklingsprocessen gik i gang. Hurtigt blev medarbejdere med viden om vidt forskellige discipliner involveret. Biologer skulle tilrettelægge selve de processer, der skulle foregå for at kunne undersøge vævsprøverne. Folk med forstand på fluid mekanik blev sat til at sørge for, at de rette reagenser kom ned på prøverne i de rigtige mængder. Mekanikinge­niører skulle i samarbejde med den schweiziske automationsekspert Tecan udvikle hardwaren, altså selve instrumentet og de bevægelige dele, og softwarefolk skulle sikre, at det hele fungerede sammen og kunne samarbejde digitalt med hospitalets øvrige it-systemer.

En af de centrale komponenter i instrumentet er lige netop der, hvor vævsprøven skal tilføres den reagens, som farver de anomale celler, dette kaldes også for ‘staining’. Vævsprøven er skåret i en 4 mikrometer tynd skive og fæstnet til en glasplade. Fem prøver sættes fast i en holder og lægges ind i en skuffe i instrumentet.

I instrumentet skal reagensen fordeles ud over prøven. Prøven skal derfor vinkles en smule, mens et låg ‘masserer’ reagensen ud over prøven ved hjælp af kapilærkræfter. Men hvor stor skal vinklen være? Hvis den bliver for stejl, løber reagensen bare af, men hvis den bliver for lille, er det svært at fordele den. Svaret er 20 grader:

»Samtidig skulle vi bevæge låget optimalt i den rette afstand for at kunne udnytte kapilærkræfterne bedst muligt,« fortæller Stefan Cuoni Teilmann og viser en prototype på modulet.

For at få en forståelse af mekanikken blev det hele opbygget af 3D-printede komponenter. Dako har selv 3D-printere i udviklingsafdelingen, men disse prototyper er produceret hos en dansk underleverandør.

Arbejdet med prototyperne forsatte. Tecan havde allerede et instrument, som i udseende mindede lidt om det, Dako ønskede. For at sikre det gode match mellem Dakos krav og Tecans instrument blev der skåret et hul i bunden af instrumentet, og Dakos staining-modul blev sat op i for at se, om det overhovedet var realistisk at gå videre den vej. Det var det, og efter endnu en iteration var 0-serien klar. De første er allerede installeret ude på hospitalerne, og hos Dako står ti styk og gennemgår yderligere test:

Da kommende kunder første gang så en mock-up-model af Dakos instrument til vævsanalyser, var betjeningsskærmen stor og placeret i midten. Men kunderne ville hellere have en mindre skærm, og den skulle sidde ude i siden, fortæller leder af systemdesign og test Stefan Cuoni Teilmann, der her viser, hvordan en vævsanalyse sættes i gang med et enkelt tryk på skærmen. (Foto: Das Büro)

»Kunderne har reageret utrolig positivt – både dem, som har været med i udviklingen, og nye, der ser det for første gang,« fortæller Stefan Cuoni Teilmann.

Det er især på grund af det logiske workflow, hvor fem prøver ad gangen, hvilket i gennemsnit svarer til prøverne fra én patient, lægges i instrumentet. Herefter kan det næste sæt prøver lægges i. Man skal altså ikke vente, til de første er færdige.

Hurtigere svar til patienten

I alt kan Dako Omnis klare 120 prøver på en arbejdsdag og levere resultater på eksempelvis FISH-test inden for fire timer, hvor der tidligere gik fra 12 til 18 timer. Det er noget, dommerpanelet lagde vægt på i valget af Dako Omnis til årets produkt 2013.

Hurtigere gennemløbstid betyder hurtigere svar til patienten og færre overleveringer til andet personale, som betyder minimeret risiko for fejl. Alt sammen egenskaber, der øger velfærden for patienterne og giver bedre økonomi i sundhedssystemet.

Målet er nu at videreudvikle Dako Omnis, så den kommer til at fungere som en instrumentplatform for kommende processer. En af dem kaldes CISH, ‘chromogenic in situ hybridization’. hvilket betyder, at patologerne ikke behøver at undersøge vævsprøver i et mørkekammer.
Ifølge Finn Sander Albrechtsen, der er chef for forskning og udvikling hos Dako, er det forventningen, at Dako Omnis som produktplatform vil have en levetid på 12-13 år ude på verdens hospitaler.

Kommentarer (0)