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Injizierbare Körpersensoren bringen die persönliche Chemie zu einem Handy näher an die Realität

Injizierbare Körpersensoren bringen die persönliche Chemie zu einem Handy näher an die Realität

Bei dieser Übersetzung, handelt es sich um eine Pressemitteilung von Profusa, über die offizielle Funktion ihrer neuen Hydrogel-Biosensoren, natürlich immer unter dem Schleier des medizinischen Vorteils.

Pressemitteilung von Profusa

NEW ORLEANS, 19. März 2018 – Bislang haben lokale Entzündungen und Narbengewebe, die durch die sogenannte „Fremdkörperreaktion“ entstehen, die Entwicklung von körpereigenen Sensoren verhindert, die eine kontinuierliche und langfristige Überwachung der Körperchemie ermöglichen.

Doch heute stellen Wissenschaftler Ergebnisse vor, die zeigen, dass winzige Biosensoren, die mit dem Körper eins werden, diese Barriere überwunden haben und Daten für den persönlichen und medizinischen Gebrauch an ein Mobiltelefon und in die Cloud übertragen.

„Während Fitness-Tracker und andere Wearables Einblicke in unsere Herzfrequenz, Atmung und andere physische Messwerte geben, liefern sie keine Informationen über den wichtigsten Aspekt unserer Gesundheit: die Chemie unseres Körpers“, erklärt Natalie Wisniewski, Ph.D.

„Basierend auf unseren laufenden Studien hat die gewebeintegrierte Sensortechnologie das Potenzial, Wearables in die Lage zu versetzen, das Versprechen der personalisierten Medizin einzulösen und das Gesundheitsmanagement bei Wellness und Krankheit zu revolutionieren.“

Dr. Wisniewski, der das Team der Biosensor-Entwickler leitet, ist Chief Technology Officer und Mitbegründer von Profusa Inc. einem in der San Francisco Bay Area ansässigen Life-Science-Unternehmen.

Die Forscher stellen ihre Ergebnisse heute auf der 255th National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS) vor. National Meeting & Exposition der American Chemical Society (ACS) vor.

Die ACS, die größte wissenschaftliche Gesellschaft der Welt, hält hier bis Donnerstag ihre Tagung ab. Sie bietet mehr als 13.000 Präsentationen zu einem breiten Spektrum wissenschaftlicher Themen.

Überwindung der Fremdkörperreaktion

Herkömmliche Sensoren, wie sie in kontinuierlichen Blutzuckermessgeräten zu finden sind, verfügen über einen Elektrodendraht, der die Haut durchdringt, um eine Zielchemikalie in der Flüssigkeit, die die Zellen umgibt, zu messen.

Da der Körper die Elektrode jedoch als Fremdkörper ansieht, muss sie innerhalb weniger Tage entfernt und an einer anderen Stelle ersetzt werden, um die Auswirkungen von Entzündungen und Narbengewebe zu vermeiden, die schließlich eine genaue Funktion der Elektrode verhindern.

Das Team von Profusa entwickelt eine Familie winziger Biosensoren, die aus einem gewebeartigen Hydrogel bestehen, ähnlich einer weichen Kontaktlinse, und die mit einer einzigen Injektion schmerzlos unter die Haut gesetzt werden.

Die Biosensoren werden nicht vom Körper isoliert, sondern sind vollständig in das Körpergewebe integriert – ohne Metallteile oder Elektronik, wodurch die Versuche des Körpers, sie abzustoßen, überwunden werden. Bislang haben die injizierten Biosensoren bis zu vier Jahre lang funktioniert.

Jeder Biosensor ist kleiner als ein Reiskorn und besteht aus einer flexiblen Faser von etwa 5 mm Länge und einem halben Millimeter Breite, die aus einem porösen Gerüst besteht, das das Einwachsen von Kapillaren und Zellen aus dem umliegenden Gewebe anregt.

Das Hydrogel ist mit lichtemittierenden fluoreszierenden Molekülen verbunden, die kontinuierlich Signale im Verhältnis zur Konzentration einer Körperchemikalie wie Sauerstoff, Glukose oder einem anderen Biomolekül von Interesse abgeben.

Die implantierbaren Biosensoren von Profusa, die kleiner als ein Reiskorn sind, können kontinuierlich körpereigene chemische Parameter wie Sauerstoff und Glukose messen und wurden entwickelt, um die „Fremdkörperreaktion“ zu überwinden, die zu lokalen Entzündungen oder Abstoßung führt. © Profusa Inc. 2018

Ein separates optisches Lesegerät, das auf die Hautoberfläche geklebt oder in der Hand gehalten wird, liest das Fluoreszenzsignal des eingebetteten Biosensors. Das Lesegerät sendet Anregungssignale durch die Haut an den Biosensor, der dann als Reaktion auf das vorhandene Biomolekül Fluoreszenzlicht aussendet.

Die Daten werden an ein Smartphone weitergeleitet, um eine verschlüsselte persönliche Aufzeichnung und eine historische Nachverfolgung zu ermöglichen. Die Daten können sicher über digitale Netze mit Gesundheitsdienstleistern ausgetauscht werden.

Die Lumee™ Oxygen Platform, die erste medizinische Anwendung der Biosensortechnologie, wurde letztes Jahr in Europa zum Verkauf zugelassen und unterstützt Wundheilungsspezialisten bei der Überwachung des Sauerstoffs in den unteren Extremitäten von Patienten, die wegen chronischer Extremitätenischämie behandelt werden.

Das Gerät zielt darauf ab, Amputationen zu vermeiden, indem es das Pflegepersonal über den sinkenden Sauerstoffgehalt in den Gliedmaßen eines Patienten informiert. Neben der Sauerstoffmessung entwickeln Dr. Wisniewski und ihre Kollegen bei Profusa auch Biosensoren für die kontinuierliche Überwachung von Glukose, Laktat, Kohlendioxid und anderen Molekülen, um ihre Biosensoranwendungen in Gesundheit und Krankheit zu erweitern.

Über Profusa Inc.

Profusa ist führend in der Entwicklung von biotechnologischen Sensoren, die mit dem Körper verschmelzen, um verwertbare, medizinisch verwertbare Daten der Körperchemie für den persönlichen und medizinischen Gebrauch zu erkennen und kontinuierlich zu übertragen.

Die gewebeintegrierten Biosensoren von Profusa überwinden die Fremdkörperreaktion auf implantierbare Überwachungsgeräte für den Langzeitgebrauch und öffnen die Tür für den Zugang, die Verbindung und die Anwendung der Körperchemie auf noch nie dagewesene Weise, wodurch das Management von persönlicher Gesundheit und Krankheit verändert wird.

Die Lumee™ Oxygen Platform von Profusa ist in der EU für die Überwachung der Gewebesauerstoffdurchblutung bei der klinischen Behandlung von peripheren Arterienerkrankungen und chronischen Wunden CE-gekennzeichnet. In den USA ist Lumee ein Forschungsgerät, das nach amerikanischem Recht nur für Forschungszwecke verwendet werden darf. Profusa Inc. ist ein privates Unternehmen mit Sitz in South San Francisco, Kalifornien. Für weitere Informationen siehe https://profusa.com.

Die Forschung basiert auf Arbeiten, die von der DARPA, dem Biological Technologies Office (BTO) und dem ARO Grant [W911NF-16-1-0341] unterstützt wurden.

Die hierin enthaltenen Ansichten und Schlussfolgerungen sind die der Autoren und sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie notwendigerweise die offizielle Politik oder Befürwortung der DARPA, des BTO, des ARO oder der US-Regierung darstellen, weder ausdrücklich noch implizit. Die US-Regierung ist berechtigt, Nachdrucke für Regierungszwecke zu vervielfältigen und zu verbreiten, ungeachtet des Urheberrechtsvermerks auf dem Text.

Die Forschung, über die in dieser Pressemitteilung berichtet wird, wird vom National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering der National Institutes of Health unter der Preisnummer R01 EB016414 unterstützt. Der Inhalt liegt in der alleinigen Verantwortung der Autoren und gibt nicht unbedingt die offiziellen Ansichten der National Institutes of Health wieder.