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Typ 2-Diabetes: Pflaster misst Glukose im Schweiß und appliziert Metformin

Donnerstag, 9. März 2017

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Seoul – Bioingenieure aus Südkorea haben zwei Sensoren in Form eines Hautpflasters entwickelt, die die Glukosekonzentration im Schweiß messen und – nach der Berech­nung der erforderlichen Dosis am Smartphone – den Wirkstoff Metformin abgeben können. Erste Tests in Science Advances (2017; doi: 10.1126/sciadv.1601314) lieferten vielversprechende Ergebnisse.

Die regelmäßige Bestimmung des Blutzuckers ist vielen Patienten mit Typ 2-Diabetes zu mühsam. Einige entwickeln eine so starke Abneigung gegen die Blutentnahme aus Finger oder Ohrläppchen, dass sie sich allein auf die unregelmäßigen Kontrollen beim Arzt verlassen. Eine Alternative wäre die Glukosebestimmung über die Haut. Ein Gerät, das mittels reverser Iontopherese den Blutzucker abschätzen konnte, wurde 2001 als Glucowatch eingeführt. Es war jedoch kein Erfolg, weil viele Patienten das Tragen des Armbands als noch unangenehmer empfanden als die konventionelle Blutzucker­bestimmung aus einem Blutstropfen. Eine lange „Aufwärmzeit“ machte die Blutzuckerkontrolle zudem recht umständlich. 

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Verschiede Forscherteams arbeiten derzeit an einer Verbesserung des unblutigen Glukosemonitorings. Vor zwei Jahren stellten Ingenieure der Universität von Kalifornien in San Diego ein Klebe-Tattoo vor, das die Glukose-Konzentration im Schweiß misst. Forscher am Institut für Grundlagenforschung in Seoul haben ein Pflaster entwickelt, das nicht nur den Zuckergehalt im Schweiß bestimmt, sondern über ein transdermales Therapeutisches System den Wirkstoff Metformin in die Haut abgibt. Vor einem Jahr hatten die Forscher ihren ersten Prototyp in Nature Nanotechnology (2016; doi: 10.1038/NNANO.2016.38) vorgestellt. 

Inzwischen haben sie ihr System verfeinert und verkleinert. Die Pflaster, die das Team um Kim Dae-Hyeong jetzt vorstellt, sind kaum größer als ein Geldstück. Dennoch enthalten sie gleich drei Glukose—Sensoren, vier pH-Sensoren und ein Messgerät zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit. Die Vielzahl der Sensoren ist notwendig, da die Glukosekonzentration im Schweiß niedriger ist als im Blut. Die ph-Messung ist erforderlich, da der Säurespiegel der Haut die Aktivität der Enzyme beeinflusst, mit denen der Blutzucker gemessen wird. Der Sensor für die Luftfeuchtigkeit zeigt an, wenn der Patienten genügend Schweiß gebildet hat und die Messung beginnen kann. 

Die Messung erfordert nur noch einen Milliliter Schweißflüssigkeit, die über Kapillar­effekte in den Messsensor gezogen wird. Die Messergebnisse werden genutzt, um die Dosis des Wirkstoffs Metformin zu bestimmen, der dann über ein kleines Nadelkissen in die Haut abgegeben wird. In den Experimenten radelten die Patienten auf einem Ergometer, bis die Schweißbildung einsetzte.

Die Forscher haben gleich zwei Versionen ihres Schweißzucker-Sensors konstruiert, ein Einweggerät und ein Messgerät für die wiederholte Anwendung. Die Berechnung der Dosis erfolgt mit einem Smartphone. Die stark miniaturisierten Messgeräte müssen dazu allerdings noch über ein Kabel mit dem Smartphone verbunden werden. Eine drahtlose Übertragung der Daten sollte sich jedoch problemlos integrieren lassen.

Laut Kim entsprachen die Messergebnisse sowohl im nüchternen Zustand als auch nach einer Mahlzeit den Werten bei einer konventionellen Bestimmung der Glukose­konzentration im Schweiß. Die Abgabe von Metformin wurde an diabetischen Mäusen untersucht. Es kam zu dem erwarteten Abfall des Blutzuckers. 

Für die klinische Anwendung ist das Gerät noch nicht ausgereift. Es fehlt der Nachweis, dass die Glukosekonzentration im Schweiß tatsächlich mit dem Blutzucker korreliert. Von einer Markteinführung ist derzeit nicht die Rede. © rme/aerzteblatt.de

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