Bestimmung optimaler Parameter für Thrombozytenfunktionsmessungen mittels Schwingquarzen und deren Regeneration

Abstract

Im Rahmen des seit 2006 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zum thematischen Schwerpunkt "Integrierte Mikrosysteme für biotechnologische Anwendungen (bioMST)" geförderten Forschungsprojektes wird in dieser Promotionsarbeit die Messung der Thrombozytenfunktion mittels Schwingquarzen, sowie die Wiederverwendbarkeit des zur Messung eingesetzten Schwingquarzes untersucht. Mit Hilfe des so genannten Dummy–Systems sollte eine Möglichkeit zur Regeneration von Quarzoberflächen entwickelt werden. Die Quarze sollten dadurch für eine Wiederverwendung zur Thrombozytenfunktionsmessung zur Verfügung stehen. Als weitere Fragestellung sollte die Regeneration der Quarze in einer automatischen Messanlage verifiziert und nachvollzogen werden. Hierbei sollte auch gezeigt werden, dass mehrere Messungen auf einem Quarz, sowohl in einer Serie von Messungen am Stück als auch in Einzelmessungen möglich sind. Darüber hinaus wurden Messungen an Blutproben durchgeführt, welche von mit ASS therapierten Probanden stammten. Hiermit sollte gezeigt werden, dass das System in der Lage ist, Thrombozytopathien von gesunden Thrombozyten zu unterscheiden.

Für die Regeneration konnte ein Verfahren gefunden werden mit dessen Hilfe innerhalb von ca. 10 Minuten ein bereits verwendeter Quarz mittels Natronlauge und einer Sodium Dodecyl Sulfat Lösung regeneriert werden kann. Diese Regeneration ermöglichte es, sowohl Polystyrol beschichtete als auch unbeschichtete Quarze mehrfach für Thrombozytenfunktionsmessungen zu verwenden. Mittels Aktivierung der Thrombozyten durch ADP oder Arachidonsäure konnte gezeigt werden, dass die Schwingquarzmethode zwischen mit Acetylsalicylsäure behandelten und gesunden Probanden unterscheiden kann. Neben der Auswertung der aufgezeichneten Frequenzverläufe, in Anlehnung an die Auswertung der Thrombozytenaggregometrie nach Born, konnten die Versuchsergebnisse mittels mikroskopischer und elektronenmikroskopischer Untersuchungen untermauert werden. Des Weiteren konnte mittels Antikörpern gegen den IIb/IIIa-Rezeptor die Adhäsion und Aggregation der Thrombozyten untereinander gehemmt werden und somit Kontrollmessungen durchgeführt werden.

In this doctoral thesis the measurement of platelet function by means of quartz crystal units, as well as the reusability of the quartz crystal that was used for the measurements was examined. This was part of a project, of the Federal Ministry for Education and Research (BMBF) in the series "Integrated microsystems for biotechnological applications (bioMST)". With the help of the so-called dummy system a possibility of regeneration of quartz surfaces should be developed. The crystals should thus become available for re-use of platelet function measurement. Furthermore the regeneration of the crystals in an automatic measurement system should be verified and retraced. It should be also shown that multiple measurements on a crystal are possible. In addition, measurements were performed on blood samples, which were from patients treated with ASS. This should show that the system is able to distinguish thrombocytopenia from healthy platelets.

For regeneration, a method could be found to regenerate a previously used quartz within 10 minutes, using sodium hydroxide and a sodium dodecyl sulfate. This regeneration allowed the multiple usage of both coated and uncoated polystyrene crystals for platelet function measurements. By activation of platelets by ADP or arachidonic acid was shown that the quartz crystal method can distinguish between aspirin treated and healthy subjects. Besides the evaluation of the recorded frequency responses, based on the evaluation of Thrombozytenaggregometrie according to Born, the test results were confirmed using microscopic and electron microscopic studies. Furthermore control measurements were performed, using antibodies against the IIb / IIIa receptor. This antibodies inhibited the adhesion and aggregation of platelets.