Forschende am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein innovatives medizinisches Implantat entwickelt, das Menschen mit Typ-1-Diabetes im Notfall vor einer gefährlichen Unterzuckerung – einer sogenannten Hypoglykämie – schützen kann. Das kleine 3D-Druck Implantat enthält das Hormon Glucagon, das bei Bedarf automatisch in den Körper abgegeben wird.
Diabetes zählt zu den häufigsten chronischen Krankheiten weltweit. In Deutschland sind etwa 10 % der Erwachsenen betroffen – rund 90 % davon leiden an Typ-2-Diabetes. Menschen mit Typ-1-Diabetes, bei denen der Körper kein eigenes Insulin mehr produziert, sind besonders gefährdet, an Hypoglykämie zu erkranken. Diese tritt auf, wenn der Blutzuckerspiegel zu stark abfällt. In extremen Fällen kann dies zu Krämpfen, Bewusstlosigkeit oder sogar zum Tod führen.
Das Implantat könnte mit einem Glukose Messer verbunden werden (Bild: USA Today)
Ein normaler Tag im Leben eines Typ-1-Diabetikers
Typ-1-Diabetiker müssen sich täglich Insulin spritzen, um den Blutzuckerspiegel stabil zu halten. Dies kann jedoch in manchen Fällen zu einer Hypoglykämie führen. In solchen Fällen muss normalerweise Glucagon gespritzt werden, das die Leber dazu anregt, Glukose ins Blut abzugeben. Doch nicht alle Patientinnen und Patienten erkennen die Warnzeichen rechtzeitig.
„Manche spüren den Abfall ihres Blutzuckerspiegels und können entsprechend reagieren“, erklärt MIT-Professor Daniel Anderson. „Andere merken es nicht und geraten in Verwirrung oder Koma – besonders gefährlich ist das im Schlaf, wenn sie auf die Alarme ihrer Sensoren angewiesen sind.“ Genau hier setzt das neue Implantat an. Es wird unter die Haut eingesetzt und dient als eine Art Medikamenten-Reservoir. In Notfällen kann es automatisch Glucagon freisetzen – entweder durch ein angeschlossenes Blutzuckermessgerät oder per manueller Auslösung.
Das Spritzen von Insulin kann zu einer Hypoglykämie führen (Bild: Getty Images)
Ein genauerer Blick auf das Gerät
Die etwa vierteldollargroße Struktur wurde mithilfe von 3D-gedruckten Polymeren entwickelt. Im Inneren befindet sich ein Reservoir, das durch eine sogenannte Shape-Memory-Legierung aus Nickel-Titan geschützt ist. Diese spezielle Legierung verändert bei einer Temperatur von rund 40 Grad Celsius ihre Form und ermöglicht so die Freigabe des Medikaments. Da Glucagon in seiner natürlichen Form im Körper nur kurz haltbar ist, entwickelten die Forschenden eine stabile Puderversion des Hormons, das sich langfristig im Reservoir lagern lässt. Pro Implantat sind bis zu vier Dosen möglich.
„Unser Ziel war es, ein Gerät zu entwickeln, das Patienten jederzeit vor Unterzuckerung schützt. Wir glauben, dass dies auch dazu beitragen kann, die Angst vor Hypoglykämie zu lindern, unter der viele Patienten und ihre Eltern leiden“, betont Anderson. Besonders hilfreich könnte das Implantat für Kinder sein, die sich im Notfall nicht selbst eine Injektion verabreichen können. Auch nächtliche Hypoglykämien könnten so automatisch behandelt werden.
Anwendungen abseits von Diabetes
Zudem sehen die Wissenschaftler Potenzial über Diabetes hinaus: Denkbar ist eine zukünftige Anwendung mit anderen Notfallmedikamenten wie Epinephrin – etwa bei allergischen Schocks oder Herzinfarkten. Wie lange das Implantat im menschlichen Körper verbleiben kann, ist derzeit noch nicht abschließend geklärt. Die Forschenden hoffen jedoch, dass es bis zu einem Jahr funktionsfähig bleiben wird.
Auch andere Medikamente könnten mit dem Implantat verabreicht werden (Bild: MIT)
Robert Langer, Mitautor der Studie und Professor am MIT, zeigt sich zuversichtlich: „Es ist wirklich spannend zu sehen, wie unser Team dies erreicht hat. Ich hoffe, dass dies eines Tages Patienten hilft und generell ein neues Paradigma für die Verabreichung von Notfallmedikamenten schaffen wird.“ Mehr Informationen finden Sie HIER.
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*Titelbildverweis: MIT