Estudio del moteado interferencial de luz como herramienta para la caracterización de medios biológicos

Abstract

RESUMEN: La producción de componentes sanguíneos destinados a transfusión exige la realización de controles de calidad de los productos intermedios y finales con el fin de garantizar la calidad y seguridad de dichos componentes. Conforme a la normativa vigente (RD 1088/2005) y a los estándares de las distintas asociaciones científicas relacionadas con la medicina transfusional (CAT, AABB, etc.) estos controles de calidad deben incluir, entre otros, un recuento celular específico que garantice que el componente a transfundir (concentrado de plaquetas, concentrado de hematíes) contiene células suficientes como para ejercer el efecto terapéutico deseado. Aunque en la actualidad existen diferentes opciones para realizar estas medidas, en todos los casos se necesita la obtención previa de una muestra separada de cada derivado de sangre almacenado. El análisis puede estar basado en un proceso químico o en la utilización de un dispositivo óptico diseñado para este propósito. En todos los casos estos procedimientos implican una serie de inconvenientes asociados a la propia obtención de muestra (pérdida de volumen final, riesgo de contaminación, tiempo necesario) como a los propios procedimientos (tiempo de medida relativamente largo, necesidad de equipamiento caro y de gran tamaño). En este proyecto proponemos un nuevo método de evaluación de la calidad de los componentes sanguíneos basado en la medida de las características de la luz difundida por los componentes almacenados en las bolsas cuando se ilumina con una fuente de luz coherente. Este método es sencillo, económico y capaz de determinar en tiempo real la concentración de los diferentes componentes. Además, se puede utilizar para estimar de forma objetiva la importancia de los procesos que sufren dichos componentes durante el almacenamiento. El método está basado en medidas de contraste de Speckle (patrón de interferencia aleatorio) a través de luz retro difundida (Greiner et al, 2011. Mattley et al, 2001). A continuación se expone el problema teórico y real que presenta la realización de este experimento, el proceso de investigación y desarrollo del dispositivo experimental, los procesos de análisis de las medidas realizadas y los primeros resultados alcanzados para las medidas de concentración de hematíes y hemolisis.

ABSTRACT: The production of blood components for transfusion requires quality controls on halfway and final products in order to guarantee the quality and safety of these components. According to current regulations (RD 1088/2005) and the standards of the different scientific associations related to transfusion medicine (CAT, AABB, etc.), these quality controls must include, among other things, a specific cellular count that ensures the component to be transfused (platelet concentrate, red blood cell concentrate) contains cells enough to exert the desired therapeutic effect. Although there are different options for performing these measures nowadays, in each case a subtracted sample of each stored blood derivative is required. The analysis may be based on a chemical process or the use of an optical device designed for this purpose. In all cases, these procedures involve a number of drawbacks associated with the process of obtaining the sample itself (final volume reduction, contamination risk, time required for extraction) and the procedures themselves (relatively long measurement time, large size and expensive equipment required). In this project we propose a new method to evaluate the quality of blood components based on the measurement of the characteristics of light diffused by the components stored in the bags when illuminated with a coherent light source. This method is simple, economic and able to determine in real time the concentration of the different components. In addition, it can be used to objectively estimate the importance of processes that undergo such components during storage. The method is based on Speckle contrast measurements (random interference pattern) through backscattered light (Greiner et al, 2011 Mattley et al, 2001). The theoretical and real problem to accomplish this experiment, the research process and experimental device development, the analysis processes of the measurements made and the first results reached for the red blood cell concentration measurements and hemolysis are presented below.