Normalerweise reguliert unser Körper den Blutzucker selbst: Steigen die Werte im Blut nach einer Mahlzeit an, geben Zellen der Bauchspeicheldrüse das Hormon Insulin ab, das für die Aufnahme des Zuckers in die Zellen sorgt. Doch bei Menschen mit Diabetes Typ 1 und starkem Diabetes Typ 2 funktionieren die insulinproduzierenden Zellen nicht mehr richtig. Diese Patienten müssen daher selbst ihren Blutzucker messen und sich die jeweils nötige Menge an Insulin injizieren. Für die Betroffenen bedeutet dies, dass sie sich regelmäßig in die Fingerkuppe pieksen und dann selbst eine Spritze setzen müssen – das ist schmerzhaft und kostet Überwindung. Deshalb suchen Wissenschaftler schon seit längerem nach alternativen Methoden für die Blutzuckermessung und die Applikation des Insulins. So gibt es bereits erste Prototypen von Sensor-Pflastern mit Mikronadeln oder auch “intelligenten” Gelen, die nur bei Bedarf den Wirkstoff freigeben.
Kontaktlinse ist Sensor und Applikator in einem
Einen anderen Ansatz haben nun Do Hee Keum von der Pohang Universität in Südkorea und seine Kollegen gewählt. Sie haben eine Kontaktlinse entwickelt, die den Blutzuckerspiegel anhand der Tränenflüssigkeit im Auge bestimmt und entsprechende Wirkstoffe freisetzen kann. “Die Oberfläche der Hornhaut repräsentiert eine praktische und nichtinvasive Schnittstelle zur Physiologie des menschlichen Körpers”, erklären die Forscher. Deshalb könne das Auge auch und gerade bei Diabetikern als Fenster in den Körper dienen. Aus früheren Studien weiß man, dass sich Veränderungen des Blutzuckerspiegels auch in der Tränenflüssigkeit widerspiegeln. Die neue Kontaktlinse besteht aus fünf Komponenten: einem Biosensor für Glucose, einem Wirkstoffreservoir mit gesteuerter Freisetzung, einem Mikrochip, einer induktiven Stromversorgung und einem drahtlosen Kommunikationsmodul. Alle Teile sind so miniaturisiert und flach, dass sie in den Rand einer normalen Kontaktlinse integriert werden können, wie die Wissenschaftler berichten.
Der in die Kontaktlinse integrierte Biosensor misst den Zuckergehalt der Tränenflüssigkeit mithilfe eines Hydrogels, das bei Reaktion mit Zucker seine Leitfähigkeit ändern. Diese Veränderungen werden von zwei Platinelektroden registriert, vom Mikrochip ausgewertet und übermittelt. Wie verlässliche diese Werte sind, testeten Keum und sein Team bei diabetischen Kaninchen. Diese bekamen in betäubtem Zustand die Kontaktlinsen auf das Auge und erhielten dann eine Insulin-Injektion. “Der Augen-Glukose-Sensor zeigte erst einen Anstieg der Glukosewerte bis zu 30,5 Milligramm pro Liter an und dann eine Absenkung auf nur noch 16,7 Milligramm pro Liter, als der Insulineffekt einsetzte”, berichten die Forscher. “Diese Werte stimmten gut mit den Blutzuckerwerten überein.” Wiederholte Tests ergaben zudem, dass der Biosensor auch bei bis zu 63 Tage alten Kontaktlinsen noch verlässlich funktionierte.
