Pewnych procesów nie jesteśmy w stanie zobaczyć na własne oczy – co zatem odbywa się tu, w trakcie procesu produkcyjnego?

W fabryce w Szeligach produkujemy matryce termograficzne, pełniące w naszym urządzeniu funkcję detektora termicznego. Proces ich produkcji jest związany z technologią ciekłokrystaliczną i odbywa się dzięki opracowanej przez nas metodzie tzw. ciągłego filmu ciekłokrystalicznego CLCF (ang. Continuous Liquid Crystals Film), która jest pochodną, tzw. metody knife coating (warstwy są rozprowadzone poprzez raklowanie na materiale podkładowym). Najważniejszym elementem matryc termograficznych jest ciekłokrystaliczna warstwa termooptyczna, również wytwarzana w fabryce w Szeligach.

Jaka jest wydajność linii produkcyjnej matryc i czy z biegiem czasu, jak urządzenie będzie dystrybuowane na kolejne rynki, w tym największy amerykański, obecna infrastruktura będzie wystarczająca?

Fabryka została zaprojektowana na pół miliona zestawów matryc termograficznych rocznie. Ponieważ jest to produkcja okresowa, ciężko tu mówić o wydajności dziennej/miesięcznej, gdyż jest ona uzależniona od zasobów oraz logistyki produkcji. W momencie ewentualnego zwiększenia zapotrzebowania, w ramach naszego parku maszynowego, jesteśmy w stanie obecną wydajność podnieść, pracując chociażby na 2-3 zmiany. Jest to realne, jednak pół miliona to wydajność projektowana, na którą jesteśmy już teraz gotowi, przy uwzględnieniu jednozmianowego wariantu produkcyjnego.

Jakie są podstawy medyczne zastosowania technologii termograficznej w urządzeniu Braster?

Kluczem zastosowania termografii kontaktowej w medycynie jest tzw. „efekt dermotermiczny”. Rozwój nowotworu związany jest ze wzrostem procesów metabolicznych, zachodzących w jego obrębie. Rak (nowotwór złośliwy), jak każda żywa tkanka, musi się odżywiać, a jego rozwój jest dosyć intensywny, stąd w kolejnych fazach jego wzrostu, kiedy dostarczanie metabolitów poprzez dyfuzję jest niewystarczające, ten zaczyna podłączać do siebie naczynia krwionośne. Z czasem wokół niego tworzy się sieć naczyń, która powoduje lokalny wzrost temperatur. Z tego względu termografię (jako metodę wykrywania zmian termicznych) można z powodzeniem stosować jako wsparcie czy uzupełnienie diagnostyki nowotworów piersi.

Termografia jest znana już od bardzo wielu lat, jednak dopiero Wam udało się znaleźć jej skuteczne zastosowanie w wykrywaniu raka piersi – jakie procesy i warunki pozwoliły na tak istotny przełom?

Faktycznie folie termograficzne są znane już od dziesięcioleci, wcześniej były bardziej laboratoryjnymi ciekawostkami, nie znajdowano innego ich zastosowania, niż termometry na czoło czy testery do badania cellulitu. Cały proces obrazowania i możliwości wykrywania raka piersi jest skomplikowany. Do tej pory tę metodę ograniczał szereg czynników, na czele z jakością matryc ciekłokrystalicznych oraz interpretacją otrzymanych wyników – nie każda lokalna zmiana temperatury jest od razu zaczątkiem rozwoju raka piersi.

Stąd wiele czasu poświęciliśmy na zrozumienie tych procesów interpretacyjnych i na nowo musieliśmy zdefiniować zasady, jakimi najlepiej jest się kierować przy określaniu stopnia ryzyka zachorowalności na raka piersi.

Próby wykrywania nowotworów piersi za pomocą ciekłych kryształów były już oczywiście wcześniej prowadzone – pierwsze polegały np. na smarowaniu odpowiednimi mieszaninami ciekłokrystalicznymi piersi kobiety, uprzednio nakładając na nią czarny podkład dla wzmocnienia kontrastu. Zatem w kwestii aplikacji technologii ciekłokrystalicznej, nic nowego nie odkryliśmy, jednak jako pierwsi stworzyliśmy skuteczne i działające urządzenie. Z zakresu ciekłych kryształów wykorzystaliśmy wiedzę oraz doświadczenie założyciela spółki BRASTER, wiceprezesa dr inż. Henryka Jaremka, a także nowe możliwości techniki, które pojawiły się dopiero w XXI w. Wcześniej wzrokowo poszukano różnych wzorów anomalii termicznych na powierzchni piersi, jednak przełomem okazała się możliwość zastosowania technik przetwarzania obrazów komputerowych. My naszą interpretację wykonujemy na dwa sposoby – komputerowo (poprzez zastosowanie algorytmów sztucznej inteligencji i innych klasyfikatorów, opartych na zasadach programistycznych) oraz bezpośrednio przez ekspertów medycznych z naszego centrum telemedycznego.

Jakie części składowe tworzą Wasz innowacyjny know-how i jakie komponenty zostały objęte ochroną patentową?

Bardzo mocno nowatorski jest sposób wytwarzania – w skali przemysłowej – matryc termograficznych, m.in. produkcja i bezpośrednie nakładanie warstw aktywnych, jak i sama ich kontrola jakości. Uzyskane przez nas patenty chronią właśnie receptury mieszanin i emulsji ciekłokrystalicznych oraz sposoby ich produkcji.

Same matryce są źródłem największej innowacyjności – przyłożone do piersi, skutecznie ujawniają procesy czynnościowe zachodzące w gruczole piersiowym (barwnie obrazują rozkład temperatur w układzie barw: czerwonej, zielonej i niebieskiej). Oprócz matryc Braster składa się jeszcze z urządzenia rejestrującego, które w połączeniu z aplikacją instalowaną na telefon komórkowy, jest w stanie przeprowadzić pacjentkę przez badanie, a następnie wyniki przesłać do naszego centrum telemedycznego, gdzie dzieje się prawdziwa „magia” – z zarejestrowanych obrazów termograficznych wyciągane są wnioski, których słuszność gwarantuje bardzo skomplikowany system algorytmów, opracowany przez naukowców oraz inżynierów spółki BRASTER. Informacja o wynikach analiz tych obrazów jest przesyłana do pacjentki. Uzyskane dane są zapisywane cyfrowo, po czym możliwe jest ich wielokrotne odtwarzanie i prezentowanie. Stanowi to kluczowy aspekt know-how, wyróżniający nasze urządzenie. Dodatkowo nasz model biznesowy jest nowością – jest to pierwsze w swojej klasie urządzenie telemedyczne, które dzięki takiej komunikacji z pacjentką umożliwia wykonanie badania w domu i otrzymanie wyniku najpóźniej w ciągu 2 dni.

BRASTER S.A. zanim stał się właścicielem chyba najbardziej wyczekiwanego urządzenia telemedycznego na rynku, był małym, skromnym start-up’em. Jak wyglądały początki firmy?

Prace nad urządzeniem rozpoczęły się już w 2008 r. z inicjatywy dr Jacka Stępnia oraz dr inż. Henryka Jaremka, wywodzącego się z Wojskowej Akademii Technicznej, z tzw. „szkoły ciekłokrystalicznej” profesora Józefa Żmiji. Na realizację projektu pozyskaliśmy dotacje, m.in. w ramach POIG 1.4-4.1 oraz programach krajowych INNOTECH (na urządzenia do kontroli jakości) oraz INNOMED (opracowanie prototypu urządzenia oraz badania kliniczne). W trakcie tych 8 lat nasz projekt mocno się zmieniał, ewoluował i ostatecznie dojrzał do komercjalizacji, która swój finał miała 19 października 2016 r., kiedy to uruchomiono sprzedaż urządzenia.

Braster to wynik współpracy wielu naukowców, jednostek uczelnianych, połączenia wiedzy z różnych branż…

Tak, naturalnie. W projekt Braster było zaangażowanych wielu naukowców, z różnych instytucji, dlatego pozwolę sobie wspomnieć o tych najbardziej aktywnych. W temacie opracowania i wdrożenia prototypu urządzenia warto wymienić: Wojskową Akademię Techniczną (Wydział Nowych Technologii i Chemii), Politechnikę Wrocławską (Laboratorium OptoMechatroniki i Technologii Laserowych) oraz Politechnikę Warszawską (Wydziały Mechatroniki, Elektroniki i Technik Informacyjnych oraz Matematyki i Nauk Informacyjnych). Z kolei współpracę związaną z badaniami klinicznymi oparliśmy o lekarzy z Wojskowego Instytutu Medycznego oraz Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego.