System ciągłego monitorowania płynów drenażowych do oceny postępów leczenia chorych z wtórnym, bakteryjnym zapaleniem otrzewnej

Cel projektu

Opracowanie innowacyjnego, miniaturowego czujnika pH, zintegrowanego z drenem, umożliwiającego ciągłą ocenę postępów leczenia pacjentów z wtórnym zapaleniem otrzewnej (WZO).

Znaczenie problemu

Otrzewna to największa błona surowicza w organizmie człowieka, wyścielająca jamę brzuszną oraz jamę miednicy. Stan zapalny otrzewnej powstaje w wyniku przedostania się bakterii lub niezakażonego płynu ustrojowego do jamy otrzewnej. Najczęstszym rodzajem zapalenia otrzewnej jest wtórne, bakteryjne zapalenie otrzewnej (WZO), które zazwyczaj jest wynikiem perforacji przewodu pokarmowego. Rocznie, w Polsce wtórne, bakteryjne zapalenie otrzewnej rozwija się u 180/100 000 osób. WZO wymaga leczenia chirurgicznego i farmakologicznego, jednak pomimo znacznego postępu w zakresie farmakoterapii i chirurgii, choroba ta charakteryzuje się wysoką śmiertelnością w okresie okołooperacyjnym. Aby temu zapobiec, kluczowe jest wczesne rozpoznanie WZO i zastosowanie odpowiedniej terapii. Monitorowanie płynów drenażowych jest jednym z elementów oceny skuteczności terapii i umożliwia wczesną identyfikację rozwijających się powikłań. Co prawda, monitorowanie pH płynu drenażowego pacjentów z WZO nie jest obecnie standardem medycznym, jednakże może być użytecznym parametrem stosowanym do oceny postępów leczenia. Nagłe zmiany pH mogą wskazywać m.in.: na rozwój powikłań lub być wczesnym markerem nieszczelności zespolenia. W ramach Projektu zostanie opracowane narzędzie do pomiaru pH, zintegrowane z systemem drenażu do ciągłego monitorowania stężenia jonów H+ w płynach drenażowych pacjentów. Monitorowanie pH w czasie rzeczywistym ułatwi ocenę postępów leczenia i umożliwi szybką reakcję w przypadku zmiany tego parametru, na skutek pogorszenia stanu zdrowia pacjentów.

Cechy miniaturowych czujników pH:

• Wysoka stabilność pracy
• Wysoka czułość
• Brak ciekłego elektrolitu → miniaturyzacja
• Wytworzone techniką druku bezpośredniego

Potencjalne korzyści kliniczne

• Dodatkowy parametr wspierający decyzje terapeutyczne
• Poprawa skuteczności leczenia WZO
• Możliwość wykrywania nieszczelności zespolenia przewodu pokarmowego

Zespół badawczo-rozwojowy

Kierownik projektu: dr inż. Marcin Urbanowicz (IBIB PAN) 

Technolog chemiczny: dr inż. Agnieszka Paziewska-Nowak (IBIB PAN)

Technolog druku bezpośredniego: dr inż. Marek Dawgul (IBIB PAN)

Elektrochemik: mgr Kornelia Bobrowska (IBIB PAN)

Chemik analityk: mgr inż. Anna Sołdatowska (IBIB PAN)

Konsultant ds. medycznych: dr n. med. Marcin Ekman (UCK Gdańsk) [LINK do BIO]

Personel pomocniczy

Biolog: dr Krzysztof Pluta (IBIB PAN)

Biotechnolog: mgr Monika Wiśniewska (IBIB PAN)

Pomocnik ds. eksperymentów SPR: inż. Maria Baczyńska (studentka Politechniki Warszawskiej, kierunek Biotechnologia II stopień, specjalność Biotechnologia Medyczna)

Pomocnik ds. technologicznych: inż. Gabriela Krasiejko (studentka Politechniki Warszawskiej, kierunek Inżynieria Chemiczna i Procesowa II stopień, specjalność - Inżynieria Procesów Przemysłowych)

Pomocnik ds. medycznych: Katarzyna Połomska (studentka Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego w Gdańsku, kierunek lekarski)

Doradztwo naukowe

prof. dr hab. inż. Dorota G. Pijanowska (IBIB PAN) (IBIB PAN)

prof. dr hab. n. med. Jarosław Kobiela (Gdański Uniwersytet Medyczny) [https://ppm.gumed.edu.pl/info/author/GUM879397daddeb4ed1af19eecfbc490e9b/]

Finansowanie

Projekt finansowany przez Agencję Badań Medycznych w ramach Rządowego Planu Rozwoju Sektora Biomedycznego na lata 2022–2031 na kwotę 4 815 100 PLN. Nr umowy: KPOD.07.07-IW.07-0115/24.

Nawiązane współprace

1. Katedra i Klinika Chirurgii Onkologicznej Transplantacyjnej i Ogólnej, Uniwersyteckie Centrum Kliniczne w Gdańsku.

2. Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, Politechnika Wrocławska

Patenty

1. Zgłoszenie Patentowe: M. Urbanowicz, M. Dawgul, D. G. Pijanowska; Planarna mikroelektroda jonoselektwyna oraz sposób jej wykonania. P.448894 [WIPO ST 10/C PL448894] (2024)

Artykuły naukowe:

A. Paziewska-Nowak, M. Urbanowicz, M. Dawgul, K. Bobrowska, A. Sołdatowska, M. Ekman, D. G. Pijanowska, Highly stable direct-printed polyazulene-based miniaturized electrode for pH analysis in human body fluid, Biocybernetics and Biomedical Engineering, 46, 2026, 40-49 https://doi.org/10.1016/j.bbe.2025.11.008 IF: 6.6

Konferencje:

1. M. Urbanowicz, A. Paziewska-Nowak, K. Bobrowska, A. Sołdatowska, M. Dawgul, M. Ekman, D.G. Pijanowska, Direct-printed, solid-contact pH sensor for clinical applications: Challenges of non-specific adsorption, EUROSENSORS XXXVII, September 07-10 2025, Wrocław, https://www.ama-science.org/proceedings/getFile/AwZ3AN

2. M. Urbanowicz, M. Dawgul, A. Paziewska-Nowak, K. Bobrowska, A. Sołdatowska, D.G. Pijanowska, Direct printed potentiometric sensors for pH monitoring in body fluids, NBC 2025 & PCBBE 2025 - Joint 20th Nordic-Baltic Conference on Biomedical Engineering & 24th Polish Conference on Biocybernetics and Biomedical Engineering, June 16-18 2025, Warszawa

Rozwój naukowy młodej kadry

Prace magisterskie:

1. Badanie funkcjonalizowanych elektrod wykonanych techniką druku bezpośredniego do konstrukcji potencjometrycznego bioczujnika mocznika, dyplomantka: inż. Maria Baczyńska, Promotor: dr hab. inż. Łukasz Górski, Opiekun naukowy: dr inż. Marcin Urbanowicz

2. Charakterystyka elektrochemiczna układów elektrodowych wykonanych techniką druku bezpośredniego jako podłoża czujników selektywnych na jony potasu, dyplomantka: inż. Gabriela Krasiejko, Promotor: dr inż. Zuzanna Bojarska, Opiekun naukowy: dr inż. Marek Dawgul

Aktualności

Styczeń 2026

Rozbudowa infrastruktury badawczej IBIB PAN dzięki finansowaniu z ABM

W ramach realizacji projektu zaplecze aparaturowe IBIB PAN zostało rozbudowane o nowoczesny system do pomiarów techniką rezonansu plazmonów powierzchniowych (SPR). Jest to pierwszy w Polsce system Octet® SF3, a jednocześnie jeden z siedmiu systemów dostępnych w Europie. Wdrożenie tej aparatury stanowi istotny skok naprzód w prowadzonych badaniach, umożliwiając bezznacznikową analizę oddziaływań molekularnych w czasie rzeczywistym, w tym ocenę niespecyficznych interakcji składników płynów drenażowych z powierzchniami czujnikowymi. Unikatowość aparatury wynika z zastosowania zaawansowanych rozwiązań, takich jak możliwość prowadzenia pomiarów w gradiencie stężeń, pozwalających na wyznaczenie parametrów kinetycznych oraz powinowactwa w trakcie jednej iniekcji próbki. Rozwiązanie to znacząco skraca czas eksperymentów, ogranicza zużycie próbek oraz minimalizuje ryzyko błędów przygotowawczych. Dodatkowo, aparatura umożliwia pełną automatyzację pomiarów, zapewniając wysoką stabilność sygnału, co jest szczególnie istotne podczas badań z wykorzystaniem próbek biologicznych o złożonej matrycy. Aparatura znajdzie również szerokie zastosowanie w przyszłych badaniach nad rozwojem nowych bioczujników przeznaczonych do zastosowań klinicznych.

 
Grudzień 2025

Kolejny krok ku zastosowaniom klinicznym – testy z płynami drenażowymi pacjentów i publikacja w czasopiśmie Biocybernetics and Biomedical Engineering 

Nasze rezultaty prac badawczych uzyskane w ramach projektu zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym indeksowanym w bazie JCR, według ASJC kategoria - inżynieria biomedyczna, I-szy kwartyl i 92 percentyl. A. Paziewska-Nowak, M. Urbanowicz, M. Dawgul, K. Bobrowska, A. Sołdatowska, M. Ekman, D. G. Pijanowska, Highly stable direct-printed polyazulene-based miniaturized electrode for pH analysis in human body fluid, Biocybernetics and Biomedical Engineering, 46, 2026, 40-49 IF: 6.6, Liczba punktów ministerialnych: 140 https://doi.org/10.1016/j.bbe.2025.11.008

W ramach współpracy z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym (nr umowy 13/ZP/2025) do IBIB PAN dostarczono próbki płynów drenażowych od pacjentów leczonych z powodu wtórnego zapalenia otrzewnej. Dzięki temu rozpoczęto testy opracowanych czujników pH z wykorzystaniem materiału biologicznego pobranego od pacjentów

Listopad 2025

Testy czujników pH w warunkach przepływowych

Opracowany czujnik pH został przetestowany w warunkach przepływowych, dzięki dedykowanej celce przepływowej opracowanej we współpracy z Politechniką Wrocławską w ramach umowy nr 14/ZP/2025. Badania te potwierdziły działanie opracowanych w ramach projektu miniaturowych czujników pH w warunkach przepływu, co jest kolejnym krokiem w kierunku translacji opracowanego rozwiązania do zastosowania klinicznego.

Październik 2025

Od komponentów do integracji – czujnik pH gotowy do dalszych testów

Zintegrowanie miniaturowej elektrody pH z miniaturową elektrodą odniesienia w jeden układ pomiarowy stanowi kolejny krok milowy w realizacji projektu. Zaprojektowaliśmy i wykonaliśmy kompaktowy, funkcjonalny czujnik pH z myślą o wsparciu diagnostyki i monitorowania pacjentów z wtórnym zapaleniem otrzewnej.

Byliśmy obecni podczas 15. Forum Rozwoju Mazowsza, gdzie mogliśmy zaprezentować dotychczasowe osiągnięcia uzyskane w naszym projekcie. Więcej informacji pod adresem: https://www.ibib.waw.pl/pl/1394-15forum-mazowsza

Wrzesień 2025

Od badań laboratoryjnych do realnych potrzeb klinicznych

Wyniki badańdotyczące wpływu niespecyficznej adsorpcji składników płynów drenażowych zostały zaprezentowane podczas konferencji EUROSENSORS XXXVII (7–10 września 2025 r.). Na plakacie pt. „Direct-printed, solid-contact pH sensor for clinical applications: Challenges of non-specific adsorption” zaprezentowano zaawansowanie technologii oraz świadomość wyzwań klinicznych.

Zespół projektowy z IBIB PAN został zaproszony na spotkanie networkingowe z klinicystami, które zostało zorganizowane przez prof. dr hab. n. med. Jarosława Kobielę, ordynatora Kliniki Chirurgii Onkologicznej, Transplantacyjnej i Ogólnej Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego w Gdańsku. Spotkanie, które odbyło się w dniach 24-26 września 2025 r. wzmocniło dialog pomiędzy inżynierami, a lekarzami, oraz pozwoliło na zidentyfikowanie scenariuszy przyszłych zastosowań w praktyce klinicznej narzędzi opracowywanych w IBIB PAN w ramach realizowanego projektu. Więcej informacji o wydarzeniu pod adresami: • https://www.ibib.waw.pl/pl/1392-ibib-pan-rozwija-innowacje-dla-chirurgii • https://kkcotio.gumed.edu.pl/86507.html

Lipiec 2025

Nowa miniaturowa elektroda odniesienia i zielone światło dla badań z wykorzystaniem płynów drenażowych od pacjentów z WZO

Opracowaliśmy nową, miniaturową elektrodę odniesienia wykonaną w technologii druku bezpośredniego, pozbawioną elektrolitu wewnętrznego. To kolejny ważny krok w udoskonaleniu miniaturowego czujnika pH.
Uzyskaliśmy pozytywną opinię Komisji Bioetycznej przy Gdańskim Uniwersytecie Medycznym (nr KB/343/2025). Umożliwi to zespołowi projektowemu prowadzenie badań z wykorzystaniem próbek płynów drenażowych pochodzących od pacjentów z wtórnym zapaleniem otrzewnej (WZO). Jest to również ważny krok w stronę zastosowania wyników badań uzyskanych w ramach projektu w praktyce klinicznej.

Czerwiec 2025

Rezultaty prac badawczo-rozwojowych projektu finansowanego przez ABM na konferencji międzynarodowej

Pierwsze rezultaty naszych badań zostały zaprezentowane podczas międzynarodowej konferencji NBC 2025 & PCBBE 2025 (16–18 czerwca 2025 r.) w ramach wystąpienia pt. „Direct printed potentiometric sensors for pH monitoring in body fluids”.

Maj 2025

Zminiaturyzowane elektrody czułe na zmiany pH wykonane z wykorzystaniem technologii druku bezpośredniego

Zespół projektowy opracował innowacyjną, zminiaturyzowaną elektrodę pH wykonaną w technologii druku bezpośredniego. Rozwiązanie to otwiera drogę do tworzenia kompaktowych, elastycznych i łatwych do integracji czujników jonoselektywnych, zaprojektowanych z myślą o nowoczesnych zastosowaniach biomedycznych i klinicznych.

Marzec 2025

Podpisanie umowy na realizację projektu

W marcu 2025 r. podpisano umowę na realizację projektu: System ciągłego monitorowania płynów drenażowych do oceny postępów leczenia chorych z wtórnym, bakteryjnym zapaleniem otrzewnej finansowanego przez Agencję Badań Medycznych w ramach Rządowego Planu Rozwoju Sektora Biomedycznego na lata 2022–2031. Całkowita wartość dofinansowania wynosi 4 815 100 PLN. Nr umowy: KPOD.07.07-IW.07-0115/24.

Luty 2025

Decyzja ABM o finansowaniu projektu

​

Projekt „System ciągłego monitorowania płynów drenażowych do oceny postępów leczenia chorych z wtórnym, bakteryjnym zapaleniem otrzewnej” uzyskał dofinansowanie Agencji Badań Medycznych w ramach konkursu na realizację badań o charakterze aplikacyjnym. Projekt znalazł się na liście rankingowej naboru ABM 2024. Kwota uzyskana na ten cel to 4 815 100 PLN.
Lista rankingowa: https://abm.gov.pl/pl/konkursy/archiwalne-nabory-1/2024/2634,Konkurs-dla-jednostek-naukowych-na-realizacje-badan-o-charakterze-aplikacyjnym-w.html

Kontakt:

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.