Heparinkonzentration in wenigen Minuten messen

Am Institut für Biophysik der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt haben Forscher ein Verfahren entwickelt, mit dem aus einer Blutprobe schnell und direkt die Konzentration von Heparin bestimmt werden kann.

Heparin wird in verschiedenen Formen seit vielen Jahren zur Senkung der Blutgerinnung eingesetzt und bei Operationen oder zur Thromboseprophylaxe verwendet. Die Dosierung basiert bisher nur auf dem Körpergewicht des Patienten und berücksichtigt nicht seine individuelle Reaktion. Auch die oft verwendete Messung der Blutgerinnungszeit ergibt nur einen indirekten Hinweis auf die Heparinmenge, so dass bei Operationen oft innere Blutungen oder die Bildung von Blutgerinnseln als Folge einer Über- beziehungsweise Unterdosierung auftreten.

Eine direkte Bestimmung der Heparinkonzentration war bisher nur mit beträchtlichem Aufwand im Labor möglich und wird daher in der klinischen Routineanalyse nicht praktiziert.

Die Frankfurter Forscher nutzen zum Nachweis des Heparins die Tatsache, dass es fest an das Gegenmittel Protamin bindet, mit dem üblicherweise nach einer Operation die normale Blutgerinnung wiederhergestellt wird. Sie konnten zeigen, dass Heparin und Protamin zusammen Nanopartikel bilden, deren Menge ein Maß für die vorhandene Heparinmenge ist.

Zur genauen Bestimmung der Menge dieser Nanopartikel entwickelten sie in ihrem Labor eine optische Methode, mit der über Lichtstreuung bei mehreren Winkeln die Partikelmenge und damit die Heparinkonzentration bestimmt werden kann. Die Empfindlichkeit des Verfahrens reicht aus, um schon kleine Heparindosen, wie sie beispielsweise zur Thromboseprophylaxe gegeben werden, zu bestimmen. Auf der anderen Seite können auch die sehr hohen Heparinkonzentrationen bei größeren Eingriffen, etwa bei Herzoperationen, genau erfasst werden.

Für das Verfahren wird nur eine kleine Menge Blut entnommen. Das Blutplasma wird dann mit einem Überschuss des Heparin-Gegenmittels Protamin vermischt. Die Partikelbildung lässt sich mit dem Lichtstreumessgerät verfolgen und ist nach wenigen Minuten abgeschlossen, so dass der Meßwert abgelesen werden kann.

Im Test mit Blutproben von bekannter Heparinkonzentration erzielten die Wissenschaftler um Prof. Dr. Werner Mäntele eine sehr gute Genauigkeit. Im nächsten Schritt werden sie die Methode an einem großen Herzzentrum erproben. Dazu wird im Verlauf von Bypassoperationen regelmäßig die Heparinkonzentration gemessen und mit den parallel dazu bestimmten Blutgerinnungswerten verglichen. Ein kompaktes Gerät für diesen Zweck hat die Arbeitsgruppe bereits entwickelt. Die Forscher sind zuversichtlich, dass diese neue und unkomplizierte Methode bald routinemäßig in der Klinik eingesetzt werden kann und eine präzisere Kontrolle der Blutgerinnung ermöglichen wird.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Werner Mäntele, Dr. Vitali Vogel, Dipl.-Phys. Cathleen Häse
Institut für Biophysik, Max-von-Laue-Straße 1, 60438 Frankfurt
Tel. 069-798-46410, E-Mail: maentele@biophysik.uni-frankfurt.de