Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein Notfallimplantat für Menschen entwickelt, die unter Typ-1-Diabetes leiden. Das Implantat kann in Notfällen eine Dosis Glucagon abgeben, um den Blutzuckerspiegel zu stabilisieren und vor einer lebensbedrohlichen Hypoglykämie zu schützen.
Menschen mit Type-1-Diabetes sind der ständigen Gefahr ausgesetzt, dass der Glukosespiegel zu stark absinkt. Im schlimmsten Fall kann das lebensbedrohlich sein und zum Tod führen. Davor schützen kann eine Injektion von Glucagon, ein Peptidhormon, das Alpha-Zellen in der Leber dazu anregt, Glykogen abzubauen und zugleich dazu führt, dass gespeicherte Glukose in den Blutkreislauf freigesetzt wird.
Viele Diabeteskranke merken selbst, wenn etwas nicht stimmt und können sich dann mithilfe der Gabe eines Notfallmedikaments helfen. Kinder bemerken dies jedoch oft nicht. Sie erkennen meist nicht die ersten Anzeichen. Während des Schlafs sind zudem alle Diabetiker gefährdet.
An dieser Stelle kommt das Implantat des MIT ins Spiel. Dabei handelt es sich um ein kleines Gerät, das unter die Haut des Patienten implantiert wird und Glucagon abgeben kann, sobald der Blutzuckerspiegel zu stark absinkt und der Patient nicht selbst in der Lage ist, sich das Glucagon schnell zu verabreichen. Das schließt eine automatische Gabe während des Schlafes ein.
Das kleine Gerät besteht aus einem 3D-gedruckten Medikamentenbehälter aus einem Polymer, der mit einer Metall-Komponente aus Nickel-Titan versiegelt ist, schreiben die Forscher in der Studie „Emergency delivery of particulate drugs by active ejection using in vivo wireless devices“, die in Nature Biomedical Engineering erschienen ist. Die Legierung rollt sich bei einer Temperatur von 40 °C zusammen. Die dazu nötige Erhitzung der Versiegelung wird ferngesteuert über eine externe drahtlose Verbindung aktiviert. Ein kleiner elektrischer Strom bringt die Metallversiegelung dazu auf Temperatur und öffnet sie. Das in der Medikamentenkammer enthaltene Glucagol wird dann freigesetzt und löst die nötigen Prozesse im Körper des Diabetikers aus.
Haltbares Glucagon in Pulverform
Statt flüssiges Glucagon zu verwenden, nutzen die Forscher pulverförmiges. Der Vorteil: Die Pulverversion bleibt länger stabil. Die Forscher rechnen damit, dass das Glucagon ein Jahr lang haltbar ist. Danach muss es ausgetauscht werden. Es kann jedoch auch länger halten. Dazu seien noch genauere Untersuchungen nötig, heißt es von den MIT-Wissenschaftlern.
Das Gerät kann manuell oder automatisch über externe Sensoren, die Diabetes-Patienten oft zur Überwachung des Blutzuckerspiegels verwenden, ausgelöst werden.
Das Forschungsteam probierte das Notfallimplantat an diabetischen Mäusen aus. Nach Aktivierung sank deren Blutzuckerspiegel innerhalb von zehn Minuten, stabilisierte sich und verblieb im Normbereich. Das Gerät arbeitete auch dann zuverlässig, wenn eine Narbenbildung aufgetreten war. Zudem erprobten die Forscher die Gabe anderer Medikamente, wie etwa Adrenalin in Pulverform. Die Herzfrequenz konnte nach Auslösen des Implantats innerhalb von ebenfalls zehn Minuten gesteigert werden.
Das Implantat entfernten die Forscher nach vier Wochen wieder. Sie arbeiten nun daran, die Lebensdauer des Geräts und damit den Verbleib im Körper zu erhöhen. Die Wissenschaftler schätzen, dass das Gerät ein Jahr bis hin zu mehreren Jahren im Körper verbleiben kann. Genaues wissen sie allerdings noch nicht. Sie arbeiten daran, die optimale Lebensdauer zu ermitteln. Auf jeden Fall wird das Implantat irgendwann ersetzt werden müssen.
Bis das Notfallimplantat in der Medizin eingesetzt werden kann, dauert es aber noch. Die MIT-Forscher gehen davon aus, dass es in etwa drei Jahren am Menschen erprobt werden kann.
(olb)
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