Kein Tropfen Blut: Als ein St. Petersburger Startup erfand Brain Beat das genaue atraumatische Blutzuckermessgerät

„Brain Beat“ erschien 2014 als Startup an der Schnittstelle von Medizin und IT. Die Hauptrichtung des Unternehmens

wurde die Entwicklung von High-Tech-Gerätenmedizinische Geräte und technische Lösungen, die Menschen mit chronischen oder unheilbaren Krankheiten das Leben erleichtern. Wenn eine Krankheit das Leben eines Menschen erschwert und von der Verfügbarkeit eines Arztes, bestimmten Medikamenten oder Geräten, der Mobilität und der Beseitigung einer Reihe von Mängeln von Geräten vergangener Generationen abhängt, z. B. durch die Anbindung an das elektrische Netz oder die Notwendigkeit eines professionellen Arztes, eine invasive Verwendung oder Unmöglichkeit Verwenden Sie das Gadget auf Reisen.

Foto: Egor Tsvetkov / Haytek

Gründer und CEO von Brain BitEdward Kryzhanovsky interessierte sich für das Problem der Diabetiker nach einem Treffen mit Ärzten bei einem der Treffen zu seiner aktuellen Arbeit - damals arbeitete er an anderen Projekten, die auf Infrarotspektroskopie basierten. Von Ärzten hörte Kryzhanovsky erschreckende Statistiken - in Russland sind etwa 5 Millionen Menschen krank und weltweit leiden fast 422 Millionen Menschen an Diabetes. Darüber hinaus verdoppelt sich jede zwölfjährige Diabetiker-Zahl. Jedes Jahr sterben etwa 1,6 Millionen Menschen an Diabetes auf der Erde, und bis 2030 wird jeder siebte Tod durch diese Krankheit verursacht. Das Leben für Diabetiker erschwert und die Überwachung der Gesundheit. Um den Blutzuckerspiegel zu überprüfen, muss die Haut jedes Mal durchstochen werden. Dies verursacht nicht nur körperliche Beschwerden, sondern auch Infektionsgefahr. Daher ist die Verwendung begrenzt. Es lohnt sich nicht, den schmutzigen Finger auf der Straße zu durchbohren.

Kryzhanovsky entschied, dass die Entwicklung nichtinvasiv istEin Diabetikergerät kann ein hervorragendes Beispiel dafür sein, wie die Physik der Medizin hilft. Edward graduierte an der Big University in St. Petersburg in Richtung "Physik der Elementarteilchen". Und von seinem Abschluss an träumte er davon, Einsteins Arbeit fortzusetzen: einen einzigen Anfang zwischen den grundlegenden Interaktionen der physischen Welt zu finden. Große Wissenschaftler, darunter auch Stephen Hawking, haben ähnliche Forschungen durchgeführt, aber die praktische Umsetzung dieser Theorien ist eine Frage der fernen Zukunft. Die Lösung globaler Probleme im Zusammenhang mit der menschlichen Gesundheit erfordert jetzt konkrete und konkrete Schritte. Edward entschied, dass sein eigenes High-Tech-Geschäft der beste Weg ist, sein Wissen und seine Erfahrung einzusetzen. Das erste Team von "Brain Beat" besteht aus mehreren führenden Ärzten, Programmierern und Ingenieuren. Die meisten von ihnen haben Edward während eines Studiums an der St. Petersburg State University kennengelernt. So entstand ein Startup zur Schaffung eines nicht-invasiven und atraumatischen Glucometers.

Am Rande von Physik und Biologie

Schon während seines Studiums wählte Edward Biophysik für seine wissenschaftliche Arbeit. Seiner Meinung nach ermöglicht es Ihnen diese Richtung, die wahren Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung zu sehen.

In den späten 90ern entwickelte sich KryzhanovskyTechnologie, die zwischen synthetischen und natürlichen ätherischen Ölen unterscheiden kann. Die Methode wird noch in einer Abteilung von Estée Lauder verwendet, die auf die Herstellung von Naturkosmetik spezialisiert ist. Edward wurde als vielversprechender Wissenschaftler zu einem Praktikum in Minnesota, USA, eingeladen. Aber nach drei Monaten Übung kehrte Edward trotz der brillanten amerikanischen Perspektiven nach Russland zurück, weil er die nationale Wissenschaft entwickeln wollte.

2003 verteidigte Kryzhanovsky seine These undVier Jahre später gründete er zusammen mit seinem Freund, der ebenfalls ein Physik-Studium an der St. Petersburger Staatlichen Universität Armen Grigoryan absolvierte, die Firma Bioenergy Technologies, ein Unternehmen, das Komplexe entwickelte, um Menschen zu lehren, wie sie ihre eigenen Emotionen und ihren psychischen Zustand kontrollieren können. Ein von Kryzhanovsky und Grigoryan entwickeltes Hardwaresoftware-Gerät modellierte die Spielsituation, und das Subjekt kontrollierte die Figur auf dem Bildschirm ohne Maus, Tastatur oder andere physische Geräte. Der Einfluss auf den Charakter wurde nur aufgrund von Bewusstseinsveränderungen durchgeführt.

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Kryzhanovsky war für das mathematische Konzept verantwortlichModelle, berechnete Algorithmen und Grigorian schrieb Software-Codes und entwickelte Software. An dem Projekt beteiligten sich Ärzte, Ingenieure und Designer. Eine der Methoden - die auf IR-Spektroskopie basierende neuronale Schnittstelle - wird heute am Institute of Brain RAS eingesetzt. Darüber hinaus ist die Infrarotspektroskopie die einzige nicht-chirurgische Methode, um den Zustand des Gehirns unter Beobachtung der Dynamik des Sauerstoffgehalts in den Gefäßen zu bestimmen. Die Kosten für das Gerät sind um das Hundertfache niedriger als für die MRI-Installation, und der Aufgabenbereich ist vergleichbar.

Infrarotspektroskopie zur Diagnose von Krebs

In der Medizin Infrarotspektroskopiewird als Werkzeug für das Studium der Gewebebiochemie verwendet. Insbesondere die IR-Spektroskopie reagiert empfindlich auf die Struktur und Konzentration von Makromolekülen (Proteine, DNA) und ist für den Nachweis kleiner Moleküle, die in Zellen in geringen Konzentrationen vorkommen, weniger geeignet. Änderungen in den IR-Spektren biologischer Materialien weisen auf Pathologien hin, die mit einer beeinträchtigten biochemischen Zusammensetzung der Probe verbunden sind. Beispielsweise sind Krebsveränderungen oft mit dem Vorhandensein mehrerer Kerne in einer Zelle verbunden. Dementsprechend zeigt die Infrarotspektroskopie diagnostische Veränderungen, die mit einer erhöhten Absorption von Nukleinsäuren zusammenhängen.

Die Datenerhebung und -auswertung ist ebenfalls möglichdie klassische Methode (das Studium der Intensität der charakteristischen Absorptionsbanden aus den Spektren) oder die Erstellung räumlicher Karten der Intensität der Frequenzen. Im letzteren Fall wird ein Infrarotmikroskop verwendet, das es ermöglicht, Spektren sequentiell von bestimmten Punkten der Probe aufzunehmen und das Ergebnis dann als dreidimensionale Grafik anzuzeigen.

Der Vorteil dieser Forschungsmethode istVielseitigkeit der Geräte: Um ein breites Spektrum von Erkrankungen in verschiedenen Geweben zu untersuchen, sind keine umfangreichen Konfigurationsanpassungen oder die Verwendung spezieller Detektoren und Reagenzien erforderlich.

Seit fast 12 Jahren arbeitet das Kryzhanovsky-TeamZehn Personen haben sechs medizinische Geräte entwickelt, die in mehr als 30 Ländern eingesetzt werden. Von 2.000 Kunden sind etwa 50% ausländische Kliniken. Mittel aus dem Verkauf von Technologien ermöglichten es dem Unternehmen, sich in der Anfangsphase ohne Investitionen von Dritten mit Wissenschaft und neuen Entwicklungen zu beschäftigen.

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Erweiterte Emotion Controllerexistiert jetzt in Form eines Gadgets, das den Massen zugänglich ist. Der Wissenschaftler selbst sagt: Nachdem er gelernt hat, mit Emotionen umzugehen, kann sich eine Person in einer Stresssituation in einen entspannten Zustand begeben, ohne dass Stress die Arbeit des Körpers stört. Bewusstes Wechseln der Phasen der Gehirnaktivität lässt Sie viel schneller schlafen.

Physik in der Endokrinologie

Diabetes ist heute nicht heilbarärzte geben nur ernährungsempfehlungen und verschreiben medikamente, um den blutzuckerspiegel zu senken. Die zweite Art von Diabetes erfordert keine Insulinschüsse, während die Kontrolle der ersten Art von Krankheit die subkutane Injektion von Insulin ist. Die Dosierung des Arzneimittels wird anhand von Blutzuckerindikatoren bestimmt. Bis vor kurzem war es nur möglich, den Blutzuckerspiegel durch eine invasive Methode zu messen: Durchstechen der Haut, Auftragen von Blut auf den Teststreifen und Ablesen des Messgeräts. Bei Typ-1-Diabetes müssen Sie Ihren Zuckerspiegel mehrmals am Tag kontrollieren.

Invasive Methode zur Bestimmung des Zuckergehaltserzeugt körperliche Beschwerden: Schmerzen und Vergröberung der Fingerspitzen. Hohe Infektionswahrscheinlichkeit. Es ist psychologisch schwierig für Kinder mit Diabetes, die Notwendigkeit, ständig die Schmerzen von Injektionen zu erleben, zu bewältigen.

Die Entwicklung eines nicht-invasiven Blutzuckermessgerätes ist im Gange.Seit Jahrzehnten ist jedoch kein beeindruckender Erfolg erzielt worden. Und in den Medien erscheinen Publikationen überhaupt, dass nicht-invasive Geräte nur ein Mythos und eine "Scheidung" für Geld sind. In Russland sind etwa zehn Teams von Wissenschaftlern auf der Suche nach Methoden beschäftigt. Um diese ehrgeizige wissenschaftliche Aufgabe zu lösen, hat Kryzhanovsky im Jahr 2014 das Brain Beat Startup gegründet. Jetzt beschäftigt das Unternehmen 11 Mitarbeiter. Anfangs arbeiteten Biophysiker, die an dem Gerät arbeiteten, zu Hause.

Von Chile nach Japan

Nach dem Studium der Arbeit der Vorgänger und AnalyseAufgrund ihrer Fehler nutzte eine Gruppe von Wissenschaftlern "Brain Beat" die Prinzipien der optischen Spektroskopie als Grundlage und setzte die Forschung fort, die Kryzhanovsky zuvor durchgeführt hatte. Die Wahl wurde durch das Vorhandensein von Erfahrungen in diesem Wissenschaftszweig und die Möglichkeit, die Variabilität der Bestandteile der qualitativen Zusammensetzung von Haut und Blut zu erfassen, bestimmt. Während der Experimente zeigte sich die Abhängigkeit der Messgenauigkeit von der für die Hautfarbe verantwortlichen Pigmentmenge Melanin. „Die maximale Absorption von Licht in Glukose und Wasser liegt bei 940 und 960 Nanometern, und dieses physikalische Merkmal behinderte die Entwicklung eines nicht-invasiven Geräts von früheren Entwicklern. Unser Team konnte eine nichtlineare Lichtabsorptionsformel berechnen, was einen großen Durchbruch in der Forschung darstellt “, erklärt Edward.

Die Neuheit der Technik liegt in der Messmethodedie Menge an Glukose im Blut. Der Indikator wird auf der Grundlage der Informationen berechnet, die aus der Messung der Absorption der Strahlung durch Glukose im optischen Bereich des Spektrums erhalten werden. Messungen werden gleichzeitig in drei Bereichen durchgeführt. Wenn das Gerät arbeitet, werden Informationen von Photosensoren mit einer Frequenz von bis zu mehreren zehn Messungen pro Sekunde aufgenommen und nach Wasserabsorptionsbereichen gefiltert. Bei der Konstruktion des Geräts wurden benutzerdefinierte LEDs verwendet.

"Das von unserem Team entwickelte Blutzuckermessgerät kannVerwenden Sie nicht nur ein unabhängiges Gerät, sondern übertragen Sie auch Daten von diesem auf andere Geräte. - Durch die Verbindung über Bluetooth oder USB können Gesundheitsinformationen an einen PC, ein Tablet oder ein Smartphone gesendet werden, sagt Edward. - Die Funktionalität des Geräts beinhaltet die Möglichkeit, die Ergebnisse der Analyse automatisch online zu senden. Das Messgerät kann in bestimmten Intervallen gemessen werden und Daten an Ihren Arzt senden. Bei einer Abweichung der Glukosekonzentration von der Norm erhält der Patient umgehend Empfehlungen. “

Bis Ende 2014 auf eigene KostenDie Firma "Brain Beat" hat den ersten Prototyp des Geräts erstellt. Etwa 500 Tausend Rubel wurden für die Entwicklung ausgegeben. Das erste Gerät wurde in St. Petersburg und Puerto Rico getestet. Die Auswahl der Testorte hängt von der Notwendigkeit ab, Menschen verschiedener Rassen mit unterschiedlicher Hautfarbe zu diagnostizieren. Besondere Aufmerksamkeit wurde dem Brain Bit Glucometer in Argentinien und Chile gewidmet, wo das Diabetes-Problem besonders akut ist.

"Die Rekordländer für die Inzidenz von Diabetes: USA, Indien, Indonesien und Lateinamerika, - sagt Edward. - Deshalb haben wir das Gerät in Chile und Argentinien vorgestellt. Diese Staaten haben ein Programm zur Unterstützung der Patienten geschaffen, das ihnen kostenlos Glukometer und Teststreifen zur Verfügung stellt. Die medizinische Gemeinschaft in diesen Ländern hat großes Interesse an der Brain Bit-Technik gezeigt. “

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Die Schlüsselformel für LichtabsorptionsspitzenDas in Russland patentierte Messgerät hat einen Antrag in einer ähnlichen internationalen Struktur des PCT eingereicht. Nun wird das Patent auf die nationalen Phasen in 16 Ländern übertragen und die Messgenauigkeit beträgt 15%, was mit der Genauigkeit herkömmlicher Blutzuckermessgeräte vergleichbar ist. Bei der Bestimmung des extrem hohen Glukosespiegels ist die Genauigkeit des Geräts um 3% niedriger.

Weitere Verbesserung benötigte MittelSo beteiligten sich Wissenschaftler am Beschleuniger. Dank der Unterstützung von GenerationS-Mentor Oleg Malsagov konnte die Kryzhanovsky-Gruppe die finanzielle Komponente des Projekts simulieren und einen Geschäftsplan entwickeln. Das Projekt "Brain Beat" interessierte INVITRO und den anerkannten Marktführer bei der Herstellung traditioneller Blutzuckeranalysatoren Johnson & Johnson.

Mittel aus der ersten Investitionstranchefür die Verbesserung der Methoden aufgewendet: Optimierte Fingerposition auf dem Analysegerät, erweitert den Arbeitsbereich des Geräts. Im zweiten Halbjahr 2016 war eine weitere Investition erforderlich, um ein Kalibrierungsmodul zu entwickeln und das Gerät mit mobilen Geräten zu synchronisieren.

Im Jahr 2018 initiierte die Skolkovo-Stiftung die TeilnahmeStart im internationalen Innovationswettbewerb im asiatischen Raum. Die Veranstaltung findet zum siebten Mal in einem Vorort von Tokio statt, wo einer der japanischen Entwickler einen intelligenten urbanen Raum baut. 20 Teilnehmer zeigten Arbeiten auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz und fortschrittlicher medizinischer Geräte.

"Brain Beat" gewann den zweiten Platz im Wettbewerb,Ich erhielt die Anerkennung, dass sie sich in die richtige Richtung bewegen, und ein atraumatisches Blutzuckermessgerät ist ein wichtiges Instrument für die Menschheit. Die Mitglieder des Brain Bit-Teams, die den Hundertstel der Bewertung hinter sich ließen, erhielten zwei Jahre lang einen Preis in Höhe von 300 Tausend Rubel und drei freie Jobs in Tokio.

Demonstration des Messgeräts vor den JapanernUnternehmen, so Kryzhanovsky, stießen bei japanischen Entwicklern von medizinischen Geräten auf großes Interesse. Partnerschaften mit japanischen Herstellern medizinischer Geräte werden laut dem Gründer des Startups nicht-invasiven Blutzuckermessgeräten den Eintritt in den asiatischen Markt ermöglichen.

Im britischen Cambridge wurde "Brain Beat" vorgestelltIhr Glucometer auf dem internationalen Forum Ende 2018. Das Team war als Gewinner des Wettbewerbs dabei, der gemeinsam von der Skolkovo-Stiftung und AstraZeneca ausgetragen wurde - zusammen mit fünf weiteren Vizemeistern der Startup Challenge 2018 und dem Vorsitzenden der Skolkovo-Stiftung Arkady Dvorkovich.

Zu Beginn der klinischen Studien

Im ersten Quartal 2018 wurde "Brain Beat" eingereichtDokumente für die Zertifizierung von nicht-invasiven Blutzuckermessgeräten in Roszdravnadzor. Der mehrstufige Zertifizierungsprozess für Medizinprodukte dauert eineinhalb Jahre und umfasst die Koordinierung der technischen Bedingungen, die Entwicklung einer Risikomanagementdatei, die Erstellung von Testberichten und Benutzerhandbüchern. In der nächsten Stufe werden toxikologische und technische Tests durchgeführt. Das letzte Ziel ist, die Erlaubnis für klinische Prüfungen unter den Bedingungen medizinischer Einrichtungen, dh für Tests am Menschen, zu erhalten. Nach dem Studium der Prüfberichte wird die an den Hersteller gerichtete Dokumentation gegebenenfalls aktualisiert. Nach erfolgreichem Bestehen des Tests besteht das Recht auf Anmeldebescheinigung. Dies bedeutet, dass das Gerät für die Massenproduktion empfohlen wird.

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Mit dem Erhalt eines Patents in unserem Land Schwierigkeitenist entstanden Um ein Patent im Ausland zu erhalten, kostete es mehr Geld und Zeit. Im Allgemeinen kostete die Übertragung des Patents mehr als 2 Millionen Rubel.

Edward Kryzhanovsky plant nicht zu produzierenatraumatisches Blutzuckermessgerät von seiner Firma. Die Übertragung einer Lizenz an Hersteller medizinischer Geräte beschleunigt den Markteintritt des Geräts und senkt die Herstellungskosten.

Das Instrument der Massenproduktion wird vertretenein optischer Sensor mit 180 g, der sowohl offline arbeiten als auch mit Computern und mobilen Geräten kommunizieren kann, indem er Daten über Bluetooth oder USB überträgt. Die Genauigkeit der Messungen hängt nicht von den individuellen Hauteigenschaften der Patienten ab. Laut den Entwicklern werden keine Nebenwirkungen durch die Verwendung des Geräts aufgedeckt. Die genauen Kosten eines nichtinvasiven Blutzuckermessgeräts sind noch nicht ermittelt worden. Kryzhanovsky zufolge wird es innerhalb von 20 Tausend Rubel liegen, und die ersten Geräte werden Ende 2019 nach der Zertifizierung durch Roszdravnadzor verfügbar sein.

"Anfang 2019 wurden serielle Sensoren empfangen,produziert in China und Russland. Jetzt werden sie getestet. Während der Tests wird die Formel optimiert, fügt Edward Kryzhanovsky hinzu. "Sobald Ergebnisse erzielt werden, die denen des Prototyps nahekommen, wird das Messgerät in eine Serie gebracht."

Die Verfügbarkeit und Schmerzfreiheit von nicht-invasiven Blutzuckermessgeräten macht den ersten Selbsttest von Diabetes sicher und komfortabel.

Apropos Brain Beat's Perspektiven, EdwardKryzhanovsky stellt fest: „Wir haben zehn weitere neue Projekte, aber es ist noch zu früh, um über Fortschritte zu sprechen. Dies wird gerechtfertigt sein, nachdem die derzeitige Entwicklung auf dem Markt oder nach dem Verkauf einer Lizenz stattgefunden hat. “