Implantat statt Pille

Medikamente werden bei diesem neuen Ansatz planmäßig über ein traubengroßes Implantat verabreicht, das ferngesteuert ist. Den Forschern ist es bereits gelungen, erfolgreich kontinuierlich vorher festgelegte Dosierungen von zwei Medikamenten gegen chronische Krankheiten zu verabreichen. Dafür wurde ein sogenanntes Nano-Channel-Delivery-System (nDS) eingesetzt, das über Bluetooth ferngesteuert wurde. Das Gerät ermöglicht die Freisetzung von Medikamenten ohne Pumpen, Ventile oder eine Energieversorgung. Manche Patienten sollen bis zu einem Jahr ohne eine Nachfüllung auskommen. Die Technologie wird 2020 auf der Internationalen Raumstation getestet.

Die in 'Lab on a Chip' veröffentlichten Ergebnisse weisen die Machbarkeit bei der Verabreichung von Medikamenten gegen rheumatoide Arthritis und Bluthochdruck nach. Sie werden häufig zu bestimmten Tageszeiten oder basierend auf den Bedürfnissen der Patienten in unterschiedlichen Dosierungen eingesetzt. Laut dem korrespondierenden Autor Alessandro Grattoni soll dieses universelle Wirkstoffimplantat ein Teil der Zukunft der Erneuerung des Gesundheitswesens sein.

'Manche Medikamente gegen chronische Krankheiten sind am wirksamsten, wenn sie in den Nachtstunden verabreicht werden. Das ist für die Patienten bei oral verabreichten Wirkstoffen unangenehm. Dieses Gerät könnte den Umgang mit der Krankheit erleichtern und verhindern, das seine Medikamentengabe versäumt wird, da eine medizinische Fachkraft die Behandlung fernsteuert', so Grattoni. Das batteriebetriebene Implantat enthält einen Mikrochip, der Bluetooth-fähig ist und basiert auf drahtloser Kommunikation.

Um zu beweisen, dass die Technologie funktioniert, wurde der Chip für drei verschiedene Einstellungen zur Medikamentenfreigabe programmiert: Standard, verringert und erhöht. Bei jeder Einstellung wurde eine bestimmte Spannung auf einen Nanokanal aus Silizium angewendet, der im Inneren des Implantats für die Kontrolle der Freisetzung des Medikaments zuständig ist. Die Forscher hoffen, dass dieses System für die Behandlung von Patienten via Telemedizin durchsetzt. Damit würde sich nicht nur die Lebensqualität verbessern, sondern auch eine Kostensenkung im Gesundheitssystem bei vielen Erkrankungen erreichen.

Herzmessung per Tattoo

Mit dem Elektrokardiogramm (EKG) haben Forscher der University of Texas zusammen mit Kollegen der Ingenieurschule ein neues Gerät entwickelt, mit dem sich das Herz präziser und umfassender überwachen lässt. Sie nennen es 'E-Tattoo', weil es sich um eine Elektronik handelt, die auf der Brust befestigt wird. Sie besteht aus leichtgewichtigem Material, in das Sensoren integriert sind.

Entwicklerin Nanshu Lu hat sich auf flexible Elektronik spezialisiert. Das Gerät ist so leicht und anpassungsfähig, dass es über längere Zeit auf der Brust befestigt bleiben kann, ohne eine Einschränkung für den Träger zu bedeuten. Dieser spürt es nämlich kaum. Das Gerät misst sowohl die elektrischen Signale, die vom Herzen ausgehen, als auch die seismischen, also die Bewegung des Brustkorbs aufgrund des Herzschlags.

Den Experten nach ist das Gerät das erste seiner Art, das, von einem Smartphone mit Energie versorgt, beide Daten erfasst. 'Wir gewinnen einen besseren Einblick in die Herzfunktion, wenn wir beide Daten parallel erfassen', sagt Lu, die Assistenzprofessorin für Raumfahrt, Mechanik und Biomedizin ist. Das Gerät basiert auf Polyvinylidenfluorid, einem Kunststoff, der piezoelektrische Eigenschaften hat. Wird er mechanisch belastet, erzeugt er elektrische Signale. Diese werden genutzt, um die optimale Position des Gerätes auf der Brust zu erfassen.

Das nächste Ziel der Forscher ist die Entwicklung einer drahtlosen Energieversorgung und Datenübertragung an ein Smartphone, das der Träger des Geräts bei sich hat. Per Kabel funktioniert beides schon. Eine App, die Lu und ihr Team entwickelt haben, macht den Herzschlag auf dem Display sichtbar. Als Datenspeicher dient ebenfalls das Smartphone. Jeder, der schon einmal ein Langzeit-EKG ertragen musste, wird die Neuentwicklung begeistert begrüßen. Denn das Gerät ist sperrig und schwer und stört vor allem beim Schlafen.

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