Artikel zur Langlebigkeit

Neue Möglichkeit, Glukose mit einem schmerzfreien Mikronadelpflaster zu testen

studie findet neue Möglichkeit, den Glukosespiegel mit einem schmerzfreien Mikronadelpflaster zu testen
  • Ein Mikronadelpflaster mit einem Papiersensor könnte eine neue nicht-invasive und schmerzlose Methode zur Messung des Glukosespiegels sein, die bei der Überwachung von Prädiabetes helfen könnte. 

  • Mikronadeln entnehmen kein Blut; Vielmehr ziehen sie Flüssigkeit in die Haut, die Biomarker enthält. 

Dieser Artikel wurde in den University of Tokyo News veröffentlicht: 

Patches scheinen heutzutage in aller Munde zu sein. Es gibt Verhütungspflaster, Nikotinpflaster und transdermale medizinische Pflaster, um nur einige zu nennen.

Jetzt hat ein Forscherteam unter der Leitung von Beomjoon Kim am Institute of Industrial Science der Universität Tokio ein Nadelstück entwickelt, das mit einem Papiersensor verbunden ist, um Erkrankungen wie Prädiabetes zu diagnostizieren. Glücklicherweise verstärkt dieses Pflaster nicht die Schmerzen und Beschwerden einer einzelnen Injektionsnadel. Tatsächlich sind diese Mikronadeln schmerzlos und biologisch abbaubar.

Forscher haben versucht, eine praktische Möglichkeit zu entwickeln, Mikronadeln – winzige Nadeln mit einer Länge von weniger als 1 mm – für die routinemäßige medizinische Überwachung zu Hause zu verwenden.

Mikronadeln sind so kurz, dass sie in der Haut bleiben und keinen Kontakt mit Neuronen haben, was bedeutet, dass sie keine Schmerzen verursachen. Anstatt Blut zu entnehmen, ziehen sie Flüssigkeit in die Haut, die die meisten wichtigen Biomarker enthält, nach denen Bluttests suchen.

Es gibt verschiedene Arten von Mikronadeln, aber bisher war es schwierig, ein praktisches Gerät zu entwickeln, das die Flüssigkeit schnell analysiert. „Wir haben dieses Problem überwunden, indem wir eine Möglichkeit entwickelt haben, poröse Mikronadeln mit papierbasierten Sensoren zu kombinieren“, sagt Kim. „Das Ergebnis ist kostengünstig, wegwerfbar und erfordert keine zusätzlichen Instrumente.“

Um das Pflaster herzustellen, stellten die Forscher zunächst die Mikronadeln her, indem sie unter Hitzeeinwirkung eine geschmolzene Mischung aus einem biologisch abbaubaren Polymer und Salz in die kegelförmigen Hohlräume einer Mikroform gossen. Dann drehten sie die Form und die Nadeln um und legten sie auf ein Stück Papier, diesmal mit hohem Druck von oben.

Der hohe Druck drückte die Mischung in die Poren des Papiers, sicherte die Befestigung und ließ die durch die Nadeln angesaugte Flüssigkeit mühelos in das Papier eindringen.

Nach dem Herausnehmen aus der Form wurden die Nadeln in einer Lösung abgekühlt, die das gesamte Salz heraussaugte und Tausende von Löchern oder Poren zurückließ, durch die die Flüssigkeit auf ihrem Weg zum Papier fließt. Die Salzkonzentration war ein Schlüsselfaktor, den sie optimieren mussten, indem sie mehrere Salzkonzentrationen testeten, um zu bestimmen, wie porös die Mikronadeln sein sollten.

Um das Pflaster fertigzustellen, befestigten sie mit doppelseitigem Klebeband einen Papierglukosesensor auf der Papierbasis des Nadelarrays.

Das Team testete das Pflaster auf einem Agarosegel, in dem Glukose gelöst war. Flüssigkeit aus dem Gel floss vom Gel in die porösen Mikronadeln und von dort in das Papier und die Sensorschicht. Die Glukosekonzentration wurde als Farbveränderung im Papier genau aufgezeichnet.

Die Pflaster sind wegwerfbar, biologisch abbaubar und für deren Verwendung sind keine medizinischen Fachkenntnisse oder Schulungen erforderlich. Sie sind außerdem biokompatibel, sodass es kein Problem darstellt, wenn beim Entfernen des Pflasters Rückstände in der Haut zurückbleiben.

„Natürlich sind Prädiabetes-Tests nur eine Anwendung der Technologie“, sagt Erstautor Hakjae Lee. „Der papierbasierte Sensor kann je nach Biomarker, den Sie überwachen möchten, variieren.“

Nach diesem Erfolg besteht der nächste Schritt darin, die Praktikabilität des Geräts mit menschlichen Teilnehmern zu testen und Konfigurationen zur Überwachung anderer Substanzen und damit zur Feststellung des Vorliegens anderer Erkrankungen zu entwickeln.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Medizinische Geräte und Sensoren im Juli 2020. 



Älterer Eintrag Neuerer Beitrag