SDU-forskere hjælper hudlæge med grønnere hudbiopsi
Hudlæge Kristine Pallesen undrede sig over, at stålsakse og pincetter blev kasseret efter en enkelt hudbiopsiprocedure. Sammen med forskere fra SDU har hun udviklet prototyper og analyseret C02 og materialevalg til Green Biopsy, som samler flere funktioner i ét genanvendeligt instrument.
Da Kristine Pallesen arbejdede som afdelingslæge på Hudafdelingen på Aarhus Universitetshospital, undrede hun sig over synet af stålpincetter og kirurgiske sakse, der blev smidt i affaldsbeholderen efter en enkelt hudbiopsi.
Instrumenterne fejlede ingenting. Alligevel kunne det bedre betale sig at kassere dem end at sende dem gennem hospitalets system for rengøring og sterilisering.
– Jeg syntes, det var både mærkeligt og ressourcespild. Tidligere blev instrumenterne rengjort og steriliseret lokalt. Da opgaven blev centraliseret, og arbejdskraften blev dyrere, begyndte man at smide stålinstrumenter ud efter én procedure, fortæller Kristine Pallesen.
Da hun senere fik sin egen hudklinik i Haderslev, blev udfordringen endnu tydeligere. Stansebiopsien skulle bestilles, købes og derefter smides ud som risikoaffald og sakse og pincetter skulle rengøres og steriliseres efter brug.
Det fik hende til at stille et enkelt spørgsmål: Kunne man samle funktionerne i ét holdbart instrument, som kunne bruges igen og igen? Svaret blev Green Biopsy.
Ved den traditionelle procedure skærer lægen først ned i huden med en rund biopsistanse. Derefter løftes vævet med en pincet og skæres fri med en kirurgisk saks.
Green Biopsy samler de tre funktioner i ét instrument. Det kan tage vævsprøver i størrelser fra tre til otte millimeter, og alle dele er fremstillet, så de kan rengøres, autoklaveres og genbruges.
– Målet har været at udvikle et instrument, der passer naturligt ind i den kliniske hverdag. Det gør proceduren enklere for lægen, reducerer behovet for flere separate instrumenter og mindsker både ressourceforbrug og miljøbelastning, siger Kristine Pallesen.
Instrumentet kan også løse en praktisk udfordring, som mange hudlæger kender. Når vævsprøven løftes med en pincet, kan den blive klemt. Det kan påvirke prøvens kvalitet, når patologen efterfølgende skal undersøge den. Samtidig kan det være vanskeligt at få en kirurgisk saks helt ned under biopsien og skære vævet fri.
Green Biopsy er udviklet til at frigøre prøven med en lille indbygget skæremekanisme.
– For patienten er målet en mere smidig procedure med en vævsprøve af høj kvalitet. For lægen bliver arbejdsgangen mere enkel og funktionel, siger Kristine Pallesen.
Her arbejder forskerne blandt andet med livscyklusvurderinger, også kaldet LCA. Metoden bruges til at beregne et produkts miljøpåvirkning gennem hele dets levetid – fra råmaterialer og fremstilling til brug, rengøring og bortskaffelse.
– Man kan have en forventning om, at et produkt er bæredygtigt. Jeg ville vide, om beregningerne faktisk understøttede den forventning. Sundhedssektoren har brug for løsninger, der bygger på et solidt videnskabeligt fundament, siger Kristine Pallesen.
Sammen med postdoc Styrmir Gislason og resten af forskergruppen har hun arbejdet med materialevalg, funktion, design og miljøpåvirkning. Prototyperne er blevet fremstillet på Det Tekniske Fakultets værksteder og løbende ændret på baggrund af test og feedback fra læger.
– Miljøpåvirkningen blev tænkt ind, mens instrumentet stadig blev udviklet. Vi kunne derfor sammenligne forskellige materialer og designløsninger og bruge resultaterne aktivt i udviklingsprocessen, siger Styrmir Gislason.
Hun gennemførte ti prøvetagninger med hver af fem biopsistanser. Mellem hver prøve blev instrumenterne rengjort, autoklaveret og pakket på samme måde som genanvendelige kliniske instrumenter.
Efter testene undersøgte hun blandt andet plastikken, limen og stålet for skader. Hun målte også, hvor stor kraft der skulle bruges til at skære hver prøve ud, for at se om stansen blev sløv.
Resultaterne viste skader på materialerne efter gentagen behandling. Forsøgene fik derfor teamet til at ændre designet og satse på mere holdbare materialer.
Den færdigudviklede prototype består udelukkende af stål og aluminium. Instrumentet kan skilles ad, så delene kan rengøres, steriliseres og udskiftes enkeltvis.
– Forsøgene viste, hvor vigtigt materialevalget er, når man udvikler genanvendeligt medicinsk udstyr. Den viden førte til flere redesigns og i sidste ende til et instrument i metal, siger Kristine Pallesen.
Instrumentets samlede klimaaftryk fra fremstillingen er beregnet til cirka 352 gram CO₂-ækvivalenter. Ved 100 anvendelser bliver klimaaftrykket fordelt på de mange procedurer og falder til cirka 38 gram pr. biopsi. Et traditionelt sæt af engangsinstrumenter har i projektets beregning et klimaaftryk på cirka 407 gram pr. procedure.
Den samlede miljøgevinst afhænger blandt andet af, hvor mange gange instrumentet kan bruges, hvordan det produceres, og hvordan det rengøres og steriliseres.
– Holdbarheden er helt afgørende. Jo længere instrumentet kan bruges, desto mindre bliver miljøpåvirkningen pr. biopsi. Derfor har vi arbejdet med et robust design og dele, som kan udskiftes ved behov, siger Styrmir Gislason.
Green Biopsy er nu færdigudviklet som prototype. Kristine Pallesen søger en industriel partner fra medicoindustrien, som kan føre instrumentet videre gennem de nødvendige test, godkendelser og produktion frem mod en lancering til klinikker og hospitaler.
Projekterne handler blandt andet om engangsudstyr sammenlignet med genanvendelige instrumenter, miljøpåvirkningen fra forskellige måder at give medicin på og udledninger gennem sundhedssektorens leverandørkæder.
I et igangværende forskningsprojekt har SDU indsamlet data fra dermatologiske afdelinger på fem danske hospitaler. Forskerne har kortlagt instrumenter, emballage, transport, vask og sterilisering i forbindelse med hudbiopsier.
– Et enkelt instrument fylder ganske lidt i hospitalets samlede klimaregnskab. Når sundhedsvæsenet udfører et meget stort antal behandlinger, kan små ændringer i hver procedure samlet give en betydelig effekt, siger Styrmir Gislason.
Forskerne ser et stort potentiale i at bringe ingeniører og sundhedspersonale sammen omkring konkrete kliniske udfordringer.
– Læger og sygeplejersker kender behovene fra hverdagen. Vi kan bidrage med produktudvikling, materialevalg og miljøberegninger. Når faglighederne mødes tidligt, kan vi udvikle løsninger, der både fungerer i praksis og bruger ressourcerne mere effektivt, siger Styrmir Gislason.
På Institut for Grøn Teknologi ønsker forskerne at bidrage med viden om materialer, ressourceforbrug og miljøpåvirkning.
SDU og Odense Universitetshospital samler desuden forskere og sundhedspersonale til en workshop om bæredygtighed i sundhedsvæsenet. Målet er at skabe overblik over eksisterende forskning og udvikle nye samarbejder på tværs af fagområder.
For Kristine Pallesen viser Green Biopsy, hvad der kan opstå, når et konkret problem fra klinikken møder teknisk og miljømæssig forskning.
– Jeg håber, at både opfindelsen, udviklingsprocessen og forskningen fra SDU kan inspirere andre klinikere, forskere og virksomheder. Vi har brug for flere løsninger, der kan understøtte et mere bæredygtigt sundhedsvæsen.
Instrumenterne fejlede ingenting. Alligevel kunne det bedre betale sig at kassere dem end at sende dem gennem hospitalets system for rengøring og sterilisering.
– Jeg syntes, det var både mærkeligt og ressourcespild. Tidligere blev instrumenterne rengjort og steriliseret lokalt. Da opgaven blev centraliseret, og arbejdskraften blev dyrere, begyndte man at smide stålinstrumenter ud efter én procedure, fortæller Kristine Pallesen.
Da hun senere fik sin egen hudklinik i Haderslev, blev udfordringen endnu tydeligere. Stansebiopsien skulle bestilles, købes og derefter smides ud som risikoaffald og sakse og pincetter skulle rengøres og steriliseres efter brug.
Det fik hende til at stille et enkelt spørgsmål: Kunne man samle funktionerne i ét holdbart instrument, som kunne bruges igen og igen? Svaret blev Green Biopsy.
Tre instrumenter samlet i ét
En hudbiopsi bliver blandt andet brugt ved mistanke om hudkræft og andre hudsygdomme. Lægen fjerner en lille, cylinderformet vævsprøve, som sendes til en patolog og undersøges under et mikroskop.Ved den traditionelle procedure skærer lægen først ned i huden med en rund biopsistanse. Derefter løftes vævet med en pincet og skæres fri med en kirurgisk saks.
Green Biopsy samler de tre funktioner i ét instrument. Det kan tage vævsprøver i størrelser fra tre til otte millimeter, og alle dele er fremstillet, så de kan rengøres, autoklaveres og genbruges.
– Målet har været at udvikle et instrument, der passer naturligt ind i den kliniske hverdag. Det gør proceduren enklere for lægen, reducerer behovet for flere separate instrumenter og mindsker både ressourceforbrug og miljøbelastning, siger Kristine Pallesen.
Instrumentet kan også løse en praktisk udfordring, som mange hudlæger kender. Når vævsprøven løftes med en pincet, kan den blive klemt. Det kan påvirke prøvens kvalitet, når patologen efterfølgende skal undersøge den. Samtidig kan det være vanskeligt at få en kirurgisk saks helt ned under biopsien og skære vævet fri.
Green Biopsy er udviklet til at frigøre prøven med en lille indbygget skæremekanisme.
– For patienten er målet en mere smidig procedure med en vævsprøve af høj kvalitet. For lægen bliver arbejdsgangen mere enkel og funktionel, siger Kristine Pallesen.
Bæredygtighed skulle dokumenteres
Kristine Pallesen ønskede fra begyndelsen et videnskabeligt grundlag for produktets miljømæssige egenskaber. Derfor kontaktede hun professor Morten Birkved og hans forskningsgruppe på Institut for Grøn Teknologi ved Syddansk Universitet.Her arbejder forskerne blandt andet med livscyklusvurderinger, også kaldet LCA. Metoden bruges til at beregne et produkts miljøpåvirkning gennem hele dets levetid – fra råmaterialer og fremstilling til brug, rengøring og bortskaffelse.
– Man kan have en forventning om, at et produkt er bæredygtigt. Jeg ville vide, om beregningerne faktisk understøttede den forventning. Sundhedssektoren har brug for løsninger, der bygger på et solidt videnskabeligt fundament, siger Kristine Pallesen.
Sammen med postdoc Styrmir Gislason og resten af forskergruppen har hun arbejdet med materialevalg, funktion, design og miljøpåvirkning. Prototyperne er blevet fremstillet på Det Tekniske Fakultets værksteder og løbende ændret på baggrund af test og feedback fra læger.
– Miljøpåvirkningen blev tænkt ind, mens instrumentet stadig blev udviklet. Vi kunne derfor sammenligne forskellige materialer og designløsninger og bruge resultaterne aktivt i udviklingsprocessen, siger Styrmir Gislason.
Plastik klarede sig dårligt i test
De første versioner af instrumentet indeholdt plastik. Kristine Pallesen gennemførte derfor en række forsøg for at undersøge, hvordan en almindelig biopsistanse af plastik reagerer på gentagen brug og sterilisering.Hun gennemførte ti prøvetagninger med hver af fem biopsistanser. Mellem hver prøve blev instrumenterne rengjort, autoklaveret og pakket på samme måde som genanvendelige kliniske instrumenter.
Efter testene undersøgte hun blandt andet plastikken, limen og stålet for skader. Hun målte også, hvor stor kraft der skulle bruges til at skære hver prøve ud, for at se om stansen blev sløv.
Resultaterne viste skader på materialerne efter gentagen behandling. Forsøgene fik derfor teamet til at ændre designet og satse på mere holdbare materialer.
Den færdigudviklede prototype består udelukkende af stål og aluminium. Instrumentet kan skilles ad, så delene kan rengøres, steriliseres og udskiftes enkeltvis.
– Forsøgene viste, hvor vigtigt materialevalget er, når man udvikler genanvendeligt medicinsk udstyr. Den viden førte til flere redesigns og i sidste ende til et instrument i metal, siger Kristine Pallesen.
Klimaaftrykket falder ved gentagen brug
Forskerne fra SDU har foretaget en foreløbig livscyklusvurdering af Green Biopsy. Beregningen omfatter materialer, fremstilling, sterilisering og bortskaffelse.Instrumentets samlede klimaaftryk fra fremstillingen er beregnet til cirka 352 gram CO₂-ækvivalenter. Ved 100 anvendelser bliver klimaaftrykket fordelt på de mange procedurer og falder til cirka 38 gram pr. biopsi. Et traditionelt sæt af engangsinstrumenter har i projektets beregning et klimaaftryk på cirka 407 gram pr. procedure.
Den samlede miljøgevinst afhænger blandt andet af, hvor mange gange instrumentet kan bruges, hvordan det produceres, og hvordan det rengøres og steriliseres.
– Holdbarheden er helt afgørende. Jo længere instrumentet kan bruges, desto mindre bliver miljøpåvirkningen pr. biopsi. Derfor har vi arbejdet med et robust design og dele, som kan udskiftes ved behov, siger Styrmir Gislason.
Green Biopsy er nu færdigudviklet som prototype. Kristine Pallesen søger en industriel partner fra medicoindustrien, som kan føre instrumentet videre gennem de nødvendige test, godkendelser og produktion frem mod en lancering til klinikker og hospitaler.
Et voksende forskningsområde på SDU
Arbejdet med Green Biopsy er en del af et større forskningsområde på Institut for Grøn Teknologi. Flere forskere og ph.d.-studerende undersøger i dag, hvordan sundhedssektoren kan reducere sin miljøbelastning.Projekterne handler blandt andet om engangsudstyr sammenlignet med genanvendelige instrumenter, miljøpåvirkningen fra forskellige måder at give medicin på og udledninger gennem sundhedssektorens leverandørkæder.
I et igangværende forskningsprojekt har SDU indsamlet data fra dermatologiske afdelinger på fem danske hospitaler. Forskerne har kortlagt instrumenter, emballage, transport, vask og sterilisering i forbindelse med hudbiopsier.
– Et enkelt instrument fylder ganske lidt i hospitalets samlede klimaregnskab. Når sundhedsvæsenet udfører et meget stort antal behandlinger, kan små ændringer i hver procedure samlet give en betydelig effekt, siger Styrmir Gislason.
Forskerne ser et stort potentiale i at bringe ingeniører og sundhedspersonale sammen omkring konkrete kliniske udfordringer.
– Læger og sygeplejersker kender behovene fra hverdagen. Vi kan bidrage med produktudvikling, materialevalg og miljøberegninger. Når faglighederne mødes tidligt, kan vi udvikle løsninger, der både fungerer i praksis og bruger ressourcerne mere effektivt, siger Styrmir Gislason.
Passer ind i MedTech Odense
Samarbejdet omkring Green Biopsy rammer direkte ind i ambitionerne bag MedTech Odense, hvor SDU, Region Syddanmark, Odense Universitetshospital, regionens øvrige hospitaler og Odense Kommune arbejder sammen om at udvikle fremtidens sundhedsteknologi.
Initiativet skal bringe kliniske behov, forskning og virksomheder tættere sammen, så nye løsninger kan bevæge sig fra idé til afprøvning, godkendelse og anvendelse i sundhedsvæsenet.På Institut for Grøn Teknologi ønsker forskerne at bidrage med viden om materialer, ressourceforbrug og miljøpåvirkning.
SDU og Odense Universitetshospital samler desuden forskere og sundhedspersonale til en workshop om bæredygtighed i sundhedsvæsenet. Målet er at skabe overblik over eksisterende forskning og udvikle nye samarbejder på tværs af fagområder.
For Kristine Pallesen viser Green Biopsy, hvad der kan opstå, når et konkret problem fra klinikken møder teknisk og miljømæssig forskning.
– Jeg håber, at både opfindelsen, udviklingsprocessen og forskningen fra SDU kan inspirere andre klinikere, forskere og virksomheder. Vi har brug for flere løsninger, der kan understøtte et mere bæredygtigt sundhedsvæsen.