Wenn man merkt, dass bestimmte Werte im Körper aus dem Ruder laufen, ist leider oft schon Schaden entstanden. Aus diesem Grund widmen sich Medizintechniker schon seit einiger Zeit der Entwicklung von tragbaren Überwachungssystemen, die kontinuierlich bestimmte Gesundheitswerte im Körper erfassen können. Doch nach wie vor lassen diese Systeme zu wünschen übrig. Wie das Forscherteam von der University of California in San Diego erklärt, besteht bei den bisherigen Systemen für Diabetiker vor allem das Manko, dass nur der Blutzuckerspiegel erfasst wird. Den Wissenschaftlern zufolge werden dabei Informationen ausgelassen, die ebenfalls eine wichtige Rolle für die Gesundheit spielen können. Bei ihrem nun vorgestellten Prototyp eines Multitasking Wearables haben sie zunächst eine Nachweismöglichkeit des Spiegels von Alkohol und Laktat integriert.
Wie die Forscher erklären, ist die Überwachung des Alkoholspiegels unter anderem deshalb sinnvoll, weil der Konsum von Wein und Co den Blutzuckerspiegel senken kann. Die Kenntnis beider Werte kann Menschen mit Diabetes dabei helfen, zu verhindern, dass ihr Blutzuckerspiegel nach dem Alkoholkonsum zu stark absinkt. Die Informationen über den Laktatspiegel können hingegen ein sinnvolles Maß an Sport aufzeigen. Denn die auch Milchsäure genannte Substanz entsteht, wenn die Muskulatur bei hoher Leistung mehr Sauerstoff benötigt, als durch das Blut zugeführt werden kann. “Mit unserem Wearable kann man das Zusammenspiel zwischen Glukosespitzen und -einbrüchen mit der Ernährung, dem Sport und dem Konsum alkoholischer Getränke sehen. Diese Informationen könnten dabei helfen, die Lebensqualität der Menschen zu verbessern”, sagt Co-Autor Farshad Tehrani.
Mikronadeln erfassen schmerzfrei Biomarker
Das Gerät ist etwa so groß wie ein Kronkorken und wird wie ein Pflaster auf der Haut des Oberarms getragen, während es drahtlos Analysewerte an eine spezielle Smartphone-App sendet. “Es fungiert wie ein kleines Labor auf der Haut: Es ist in der Lage, kontinuierlich mehrere Biomarker gleichzeitig zu messen, sodass die Nutzer ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden überwachen können, während sie ihren täglichen Aktivitäten nachgehen”, sagt Co-Autor Joseph Wang. Erfasst werden die Substanzen über einen Array aus mikroskopisch kleinen Nadeln, die jeweils etwa ein Fünftel so breit wie ein menschliches Haar sind. Sie dringen beim Anbringen des Geräts schmerzfrei in die oberste Schicht der Haut ein, wo sie mit Gewebsflüssigkeit in Kontakt kommen. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die in dieser Flüssigkeit gemessenen biochemischen Informationen gut mit den Werten im Blut korrelieren, erklären die Forscher.
Um die Biomarker zu erfassen, befinden sich auf den Spitzen der Mikronadeln Enzyme, die mit Glukose, Alkohol und Laktat reagieren. Dabei entstehen kleine elektrische Ströme, die von Sensoren in dem Gerät erfasst und in Informationen umgesetzt werden. Anschließend werden sie an das Smartphone des Nutzers gesendet, auf dem sie in Echtzeit angezeigt werden. Das System ist dabei auch an einen Langzeitgebrauch angepasst: Das Element mit den Mikronadeln ist reversibel mit dem elektronischen Bauteil verbunden, sodass es sich leicht austauschen lässt. Zum Wiederaufladen der Akkus des Geräts wird es zudem einfach auf ein kabelloses Ladepad gelegt.
