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Glukosekontrollpflaster

29.09.2020

Ein Forscherteam des Instituts für Industriewissenschaften der Universität Tokio hat ein Mikronadelpflaster in Kombination mit einem Papiersensor zur Überwachung des Glukosespiegels entwickelt.

Mikronadeln sind winzige Nadeln mit einer Länge von weniger als 1 mm, die so kurz sind, dass sie beim Eindringen in die Haut keine Neuronen berühren und somit keine Schmerzen verursachen. Sie durchstechen die Haut nicht bis zur Blutung, können aber subkutane Flüssigkeit sammeln, die die meisten wichtigen Biomarker enthält.

Ingenieure auf der ganzen Welt haben bereits mehrere Arten von Mikronadeln entwickelt, aber bis jetzt schien es schwer fassbar, ein praktisches Gerät zu entwickeln, das eine Flüssigkeit schnell analysiert und ein Ergebnis liefert.

Japanische Wissenschaftler haben dieses Problem überwunden, indem sie eine Methode entwickelt haben, poröse Mikronadeln mit Papiersensoren zu kombinieren. Das Ergebnis ist ein kostengünstiger, schmerzloser, einfach zu handhabender und äußerst praktischer Einmaltest zur Diagnose von Prädiabetes oder zur Kontrolle des Blutzuckerspiegels bei Diabetes.

Um ein solches Diagnosegerät herzustellen, werden zunächst Mikronadeln hergestellt. Dazu wird die geschmolzene Mischung aus biologisch abbaubarem Polymer und Salz in die kegelförmigen Hohlräume der Mikroplatte gegossen. Dann wird die Form umgedreht und die Unterseite der Mikronadeln auf ein Blatt Papier gelegt und unter Druck gepresst. Dadurch dringt die Mischung in die Poren des Papiers ein und fixiert die Mikronadeln. Nach dem Entformen werden die Nadeln in einer speziellen Lösung gekühlt, die ihnen das gesamte Salz entzieht und Tausende von Löchern oder Poren hinterlässt, durch die die subkutane Flüssigkeit fließen kann. Schließlich wird ein Papierglukosesensor mit doppelseitigem Klebeband an der Papierbasis des Mikronadelsatzes befestigt.

Die Wissenschaftler testeten das Pflaster auf einem Agarosegel, in dem Glukose gelöst war. Flüssigkeit aus dem Gel floss durch die porösen Mikronadeln in das Papiersubstrat und von dort auf die Sensorschicht. Die Glukosekonzentration wurde durch den Farbumschlag des Papiersensors genau erfasst.

Der große Vorteil der neuen Technologie ist, dass für ihre Anwendung keine medizinischen Kenntnisse oder spezielle Ausbildung erforderlich sind. Darüber hinaus sind die Mikronadeln biolöslich und biokompatibel, was bedeutet, dass sie auch dann keine Probleme verursachen, wenn sie nach dem Entfernen des Verbands in der Haut verbleiben.

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