Polscy naukowcy opracowują innowacyjne urządzenia stosowane w kryminalistyce
Autorka: Monika Grzegorowska
Ekspertka: prof. Aneta Lewkowicz
Na miejscu zdarzenia często pojawiają się trudne sytuacje: zwłoki mogą być w złym stanie, może ich być wiele. Za działania odpowiada prokurator, ale pracuje tam także wiele osób, które analizują sytuację pod jego kierownictwem. Wstępne, możliwie najszybsze analizy tego, co zastano na miejscu, mają kluczowe znaczenie dla dalszych etapów postępowania. Dlatego zależało nam na stworzeniu urządzenia, które pozwoli przyspieszyć pracę techników kryminalistyki – mówi prof. Aneta Lewkowicz, kierowniczka Zakładu Badań Sądowych z Katedry Prawa Karnego Materialnego i Kryminologii.
Brała pani udział w opracowaniu innowacyjnej metody umożliwiającej bezinwazyjne szacowanie czasu zgonu, wieku oraz płci biologicznej. To znaczy, że dotychczasowe metody są niewystarczające?
Obecnie stosowane metody określania czasu zgonu wymagają inwazyjnego kontaktu z ciałem po śmierci. Naszym celem było opracowanie rozwiązania, zarówno metody, jak i urządzenia, które pozwoli badać czas zgonu w sposób nieinwazyjny, bez naruszania integralności ciała. Zależało nam, aby było to podejście respektujące godność i prawa człowieka, a także uwzględniające emocjonalny kontekst, w jakim znajduje się rodzina osoby zmarłej. W działaniach podejmowanych po śmierci kluczową rolę odgrywa czas. Czynności medycyny sądowej powinny być przeprowadzane możliwie sprawnie, ale jednocześnie z najwyższą starannością i precyzją, ponieważ mają istotne znaczenie dla dalszego postępowania procesowego.
Czyli chodziło o przyspieszenie pracy?
Tak. Po śmierci w ciele człowieka zachodzi szereg procesów, które znacząco utrudniają identyfikację zwłok oraz ustalenie czasu zgonu. Dodatkowym wyzwaniem są zmienne warunki środowiskowe na miejscu zdarzenia, takie jak wilgotność, temperatura czy promieniowanie UV. Dlatego kluczowe znaczenie ma moment pobrania materiału oraz szybkie przeprowadzenie analizy. Ciało powinno jak najszybciej trafić do prosektorium, jednak część badań musi zostać wykonana bezpośrednio na miejscu zdarzenia.
Zdarzają się również sytuacje szczególnie wymagające, na przykład w przypadku ofiar masowych katastrof, gdy nie rzadko mamy do czynienia z rozczłonkowanym ciałem. Praca w takich warunkach jest znacznie trudniejsza, a czas dostępny na działania pozostaje ograniczony. W realiach współczesnych zagrożeń, takich jak konflikty zbrojne czy katastrofy klimatyczne, narzędzia usprawniające identyfikację osób mają ogromne znaczenie.
W zdarzeniach zakończonych śmiercią czas odgrywa kluczową rolę. Niezbędne jest zmieszczenie się w wąskim przedziale czasowym, zwykle do 48 godzin. Po tym okresie nasilają się procesy pośmiertne, w tym rozwój bakterii i złożone przemiany biochemiczne, które zmieniają skład substancji potowo-tłuszczowej.
Dlaczego jest ona tak istotna?
Mając doświadczenie w analizie składu substancji potowo-tłuszczowej u osób żywych, wiemy, że znajdują się w niej określone substancje, które mogą pełnić funkcję biomarkerów, czyli wskaźników. Na ich podstawie jesteśmy w stanie z dużą dokładnością określić czas zgonu. Nasze badania mogą pomóc również ustalić wiek oraz płeć biologiczną osób zmarłych, co nie zawsze jest oczywiste, szczególnie w przypadku zdarzeń masowych.
Wracając do pierwszego pytania, obecnie na rynku nie ma tego typu nieinwazyjnych badań. Oczywiście różne międzynarodowe zespoły badawcze zajmują się tą tematyką i co jakiś czas pojawiają się doniesienia naukowe, jednak opierają się one na metodach inwazyjnych, czasochłonnych i wymagających bardzo specjalistycznego wyposażenia. Opracowana przez nas metoda ułatwia pracę w trudnych warunkach, jest nieinwazyjna i daje możliwość działania bezpośrednio na miejscu zdarzenia.
Dlaczego nieinwazyjność metod kryminalistycznych jest tak ważna?
Metody te mają być nieinwazyjne zarówno dla osoby badanej, jak i dla osoby przeprowadzającej analizę. Dlatego dążymy do tego, aby w naszych procedurach stosować możliwie najmniejszą ilość substancji oraz obniżać toksyczność wykorzystywanych rozpuszczalników. Chcemy, aby rozwiązania te miały jak najmniejszy wpływ na osoby badające ślady, a jednocześnie nie pogarszały jakości ich ujawniania. Zależy nam również na ograniczaniu zużycia materiału badawczego.
Czy wasze badania zakończą się wyprodukowaniem jakiegoś konkretnego urządzenia, za pomocą którego będzie można wykonywać te badania?
Na to liczymy. Po zakończeniu badań chcielibyśmy wprowadzić na rynek urządzenie użyteczne dla techników kryminalistyki, którego obsługa nie będzie wymagała specjalistycznej wiedzy.
Czy to znaczy, że technicy mogliby zastąpić na miejscu zbrodni lekarzy medycyny sądowej?
Nie o to nam chodzi. Absolutnie nie chcemy odbierać kompetencji lekarzom medycyny sądowej i nadal zakładamy ścisłą współpracę z nimi. Bez ich wiedzy dotyczącej procesów pośmiertnych oraz konsultacji nie bylibyśmy w stanie przejść do etapu badań środowiskowych. Na miejscu zdarzenia często występują jednak trudne warunki: zwłoki mogą być w złym stanie, może być ich wiele. Za działania odpowiada prokurator, ale pracuje tam także wiele innych osób analizujących sytuację pod jego kierownictwem.
Wstępne, możliwie najszybsze analizy tego, co zastano na miejscu, mają istotne znaczenie dla dalszych etapów postępowania i właśnie tym zajmują się technicy kryminalistyki. Lekarze medycyny sądowej koncentrują się na ustalaniu przyczyn i okoliczności zgonu. Technicy nie mają uprawnień do samodzielnego określania czasu śmierci. Opracowywane urządzenie pozwoli im uzyskać wstępne informacje, które przyspieszą szacowanie czasu zgonu i usprawnią dalsze działania zespołu ekspertów.
Jak wygląda praca nad wynalezieniem tego typu urządzenia?
Proces ten składa się z wielu etapów. Najpierw analizujemy literaturę i sprawdzamy, jakie rozwiązania są już dostępne na rynku oraz nad czym pracują inne zespoły badawcze. Następnie przechodzimy do pracy laboratoryjnej, gdzie pracujemy na próbkach referencyjnych: zakupujemy związki, modyfikujemy środowisko ich występowania, uwzględniając procesy pośmiertne oraz zmiany środowiskowe. Ciało ludzkie po śmierci nie zawsze znajduje się w idealnych warunkach, dlatego musimy brać pod uwagę także wpływ środowiska, który może oddziaływać na odpowiedź naszego urządzenia. Obecnie mamy już sprecyzowaną koncepcję badań, wytypowane związki i prowadzimy analizy próbek środowiskowych.
Warto zaznaczyć, że nie od razu pracowaliśmy na zwłokach. Istotnym elementem badań jest również pobieranie próbek od osób żywych, co ma kluczowe znaczenie z punktu widzenia badań podstawowych, ponieważ pozwala uwzględnić naturalną zmienność biologiczną i zwiększa wartość statystyczną analiz. W tym celu uzyskaliśmy odpowiednie zgody Komisji Etycznej Uniwersytetu Gdańskiego.
Jakie znaczenie dla ustalania czasu zgonu mają próbki od żywych osób?
Skład substancji potowo-tłuszczowej w początkowym okresie pośmiertnym, czyli do około 48 godzin, jest zbliżony do składu tej substancji u żywego człowieka. Dzięki takiemu porównaniu można precyzyjniej określić moment, w którym procesy życiowe definitywnie ustają, a zaczynają dominować procesy pośmiertne, takie jak autoliza czy gnicie, co stanowi kluczową informację dla medycyny sądowej.
Kolejnym etapem są analizy prowadzone na zaprojektowanych próbkach laboratoryjnych. Realizujemy je w tym samym schemacie, uwzględniając wszystkie zmienne, które mogą wpływać na wynik analizy.
Następnie przechodzimy do etapu tworzenia urządzenia. W tym celu odbyliśmy spotkania z prof. Mattia Pierpaoli - optoelektronikiem z Politechniki Gdańskiej, podczas których omawialiśmy rezultaty naszych badań, wizję konkretnego rozwiązania oraz wymagania techniczne, jakie powinno spełniać. Ten etap wymaga już specjalistycznej wiedzy technicznej i inżynieryjnej.
Dlatego tak istotna jest współpraca między ośrodkami badawczymi, w której każdy zespół ma jasno określone zadania, od przygotowania niezbędnej dokumentacji, przez pobieranie próbek od osób zmarłych w Zakładzie Medycyny Sądowej kierowanym przez prof. Michała Kaliszana, aż po analizy laboratoryjne i pracę bezpośrednio na próbkach. W ten sposób, przechodząc od badań podstawowych przez analizy środowiskowe, dochodzimy do etapu wstępnego prototypu.
Kiedy jest realna szansa na to, żeby powstało urządzenie, które będzie można już używać na miejscu zdarzenia?
Tak naprawdę wstępną wersję urządzenia już posiadamy i obecnie pracujemy nad jej udoskonaleniem. Potrzebujemy czasu na przeprowadzenie badań statystycznych, ponieważ urządzenie musi cechować się bardzo wysoką precyzją i dokładnością. W tym kontekście istotne jest również właściwe wytypowanie osób zmarłych, od których pobierane są próbki.
Co to znaczy?
Musimy mieć pewność, że nie mamy do czynienia z ciałem, które wcześniej zostało poddane działaniom mogącym zmienić jego skład, na przykład umyte lub poddane tuż przed śmiercią terapii bardzo inwazyjnymi lekami, ponieważ wszystko to wpływa na wyniki analizy. Oczywiście w praktyce życiowej takie próbki będą się pojawiać, ale w naszych badaniach próbka musi być wystandaryzowana.
Narzędzie, nad którym pracujecie, ma określać nie tylko czas zgonu, ale też wiek i płeć biologiczną, co w niektórych przypadkach nie jest oczywiste…
Tak. Kiedy zaczęliśmy analizować nasze próbki, zauważyliśmy wyraźne różnice w składzie substancji potowo-tłuszczowej między płcią biologiczną. Różnice pojawiały się także w zależności od wieku i były powtarzalne. Na próbkach środowiskowych, które mieliśmy do dyspozycji, czyli na osobach zmarłych, zaobserwowaliśmy te same tendencje. Oznacza to, że nasze badania dają szeroką perspektywę nie tylko w zakresie szacowania czasu zgonu, ale również w ustalaniu dwóch dodatkowych cech. Jest to bardzo istotne przy identyfikacji osób i ustalaniu ich tożsamości, szczególnie gdy nie mamy możliwości pracy z całymi zwłokami lub gdy ciała są znacznie uszkodzone.
Projekt, o którym rozmawiamy, nie jest jedynym, nad którym pracujecie…
To prawda. Realizujemy obecnie projekt, w którym chcemy połączyć różne dotychczas znane metody identyfikacji w jedną, uwzględniając również śladowe ilości DNA. Często nawet nie zdajemy sobie sprawy, że na miejscu zdarzenia można znaleźć tzw. touch DNA, niewidoczne gołym okiem, które może posłużyć do identyfikacji osób.
Celem naszych prac jest opracowanie procedur spektroskopowych umożliwiających bezinwazyjne badanie śladów biologicznych, takich jak odbitki palców czy fragmenty tkanek, bez ich niszczenia. Dzięki temu proces identyfikacji osób i rekonstrukcji zdarzeń w postępowaniach sądowych może przebiegać sprawniej i skuteczniej.
Efektem prac między ośrodkowych jest powstanie w ramach gdańskiej uczelni Zakładu Badań Sądowych, który bardzo szybko zaczął odnosić sukcesy. Jaki jest na to sposób?
Mam doskonałą grupę badawczą: moje doktorantki mgr Martyna Czarnomska i mgr Emilia Gruszczyńska, dr hab. med. Łukasz Balwicki, prof. GUMed, kierownik Zakładu Zdrowia Publicznego i Medycyny Społecznej Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, prof. dr hab. med. Michał Kaliszan, kierownik Katedry i Zakładu Medycyny Sądowej GUMed, dr Mattia Pierpaoli, prof. PG z Katedry Optoelektroniki Politechniki Gdańskie. Dodatkowo rozwijałam badania naukowe w niszowym obszarze, koncentrując się na substancji potowo-tłuszczowej, co okazało się trafnym wyborem. Jest to substancja wydzielana przez całe ciało, jednak jej najwyższe stężenie występuje m.in. na opuszkach palców i odgrywa kluczową rolę w powstawaniu tzw. śladów daktyloskopijnych, czyli odbitek linii papilarnych.
Pani kolejny wynalazek, który dotyczy właśnie innowacyjnej metody wizualizacji śladów daktyloskopijnych, uzyskał ochronę Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej. Proszę powiedzieć, na czym polega.
Ujawnianie śladów daktyloskopijnych tradycyjnymi metodami bywa utrudnione, ponieważ opierają się one na toksycznych rozpuszczalnikach, takich jak metanol. Nie nadają się one do pracy z papierem termicznym, który ma złożony skład chemiczny. Podczas wizualizacji śladów daktyloskopijnych taki papier ulega zaczernieniu, ponieważ aktywowane są obecne w nim związki chemiczne.
Udało mi się zaprojektować metodę, która uwzględnia również trudne powierzchnie, takie jak paragony czy dokumenty urzędowe o dużej wadze państwowej. Dodatkowo mój wynalazek pozwala na ujawnianie odbitek linii papilarnych na powierzchniach chłonnych i porowatych nie tylko w laboratorium kryminalistycznym, ale dzięki obniżeniu toksyczności roztworu także bezpośrednio na miejscu zdarzenia. Krótko mówiąc, nie ma potrzeby zabierania dokumentów do laboratorium, aby je zbadać.