Sensor-Pflaster als Medikamentenspender

23. April 2014
Berlin: Insel der AltenSenior and young holding handsDas Sensor-Pflaster könnte das Leben vieler Parkinson-Patienten erheblich verbessern

Für Sportler gibt es sie bereits seit einiger Zeit: Kleine technische Geräte, die um Arm oder Beim geschnallt werden und diverse Körperfunktionen messen. Ob Schweißzusammensetzung, Blutdruck oder Herzfrequenz – die Vielfalt der Fitnessparameter ist immens. Auch in der Medizin kommen kleine technische Messgeräte immer mehr zum Einsatz. Wissenschaftler aus Südkorea forschen nun an einem Sensor-Pflaster für Parkinson-Patienten.

Dae-Hyeong Kim ist Forscher mit Leidenschaft. Seit über sechs Jahren tüftelt der Professor für Materialforschung von der Universität Seoul an hauchdünnen Messgeräten, die vor Parkinson-Patienten bei der Monitoring ihrer Krankheit helfen sollen. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazin Nature Nanotechnology beschreiben Doe-Hyeong Kim und seine Kollegen ihre bisherigen Erfolge.

Sensor-Pflaster: leicht, flexibel und ansehnlich

Ziel ist es, „einen tragbaren Sensor zu entwickeln, der den Zustand eines Patienten [dauerhaft] überwachen kann“, schreibt Kim. Er soll im Gegenzug zu bereits erhältlichen Geräten leicht und angenehm zu tragen sein und zudem noch gut aussehen. Die Anforderungen an das Hightech-Pflaster sind groß, aber nicht unmöglich: „Als Bewegungs-Sensor haben wir eine sehr dünne Lage Silizium verwendet. Und als Speichermedium nutzen wir Titanoxid und eine Goldschicht. Das Ganze ist abgedeckt von einer Polymerschicht, die gerade einmal 1,5 Mikrometer Dicke misst. Das Gerät ist insgesamt nur drei Mikrometer dick. Weil es so dünn ist, ist es sehr flexibel.“

Sensor-Pflaster misst ständig Muskelbewegungen

An Armen und Beinen der Probanden geklebt, registriert und speichert das Sensor-Pflaster die Frequenz und Intensität der Muskelbewegungen. Die erhaltenen Daten sind besonders bei Parkinson Patienten von Bedeutung. Sie können vom Arzt ausgewertet werden und die Medikamenten-Dosierung entsprechend dem Ergebnis angepasst werden. Und auch hier will Kim ansetzten: Der Prototyp seines Pflasters enthält auf der Innenseite winzig kleinen Nanopartikel. Diese können mit Medikamenten für Parkinsonpatienten beladen werden, die dann direkt in die Haut abgegeben werden können. Eine so individuell eingestellte Medikamentendosierung könnte die Symptome und Schmerzen im Vergleich zur konventionellen Therapie deutlich stärker lindern.

„Ein wichtiger Punkt ist, dass wir die Geschwindigkeit der Medikamenten-Abgabe beeinflussen können, und zwar durch ein eingebautes Wärme-Element, das aus einer einzigen Lage Gold-Atomen besteht. Indem wir die Temperatur auf 45 Grad Celsius erhöhen, diffundiert drei Mal mehr Medikament durch die Haut als bei Raumtemperatur.“

Sensor noch nicht marktreif

Die Idee des Produktes ist genial und könnte das Leben vieler Parkison-Patienten erleichtern. Doch bis das Sensor-Pflaster auf dem Markt erscheinen kann, muss noch fleißig weitergeforscht und getüftelt werden. Denn noch fehlen zwei entscheidene Eigenschaften: Die Energieversorgung und die Datenübertragung. Kim erklärt: „Wir müssten eine dehn- und biegbare Batterie in das Pflaster einbauen. Oder der Patient trägt außerdem eine Smart Watch, eine intelligente Armbanduhr, die dann die Energie liefern könnte.“ Für die Auswertung der Muskelbewegungen ist weiterhin ein Mikroprozessor notwendig, der ermöglicht, die generierten Daten auf ein außenstehendes Gerät zu übertragen. Auch wenn hier noch kein konkreter Plan steht, haben bereits einige große Elektronik-Konzerne ihr Interesse bekundet. Sicher ist, wenn Dae-Hyeong Kim und sein Team weiter so fleißig basteln und testen wie bisher, wird das Sensor-Pflaster schon bald in Serie gehen können.

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