Mikro-subkutane Implantate, mit denen der Blutzucker, die Herzfrequenz und andere physiologische Zustände einer Person kontinuierlich gemessen werden können, sind der heilige Gral der modernen Medizin.
Die Forschung hat kürzlich einen Quantensprung gemacht, um diese Vision von Mikrosensoren und injizierbaren Implantaten der Realität näher zu bringen.
Ein Team der NUS, National University of Singapore, hat einen neuen drahtlosen Leser entwickelt, der so empfindlich auf kleinste Änderungen der Messwerte eines Sensors reagiert, dass er erstellt werden kann Mikrosensoren unterhalb des Millimeters, klein genug, um unter die Haut injiziert zu werden.
Eine alte Mauer steht kurz vor dem Einsturz
Bemühungen zur Miniaturisierung dieser Mikrosensoren wurden weitgehend durch technologische Einschränkungen behindert. Diese Sensoren sind zu klein, um mit einer Batterie betrieben zu werden, sodass ein Lesegerät in unmittelbarer Nähe erforderlich ist. Die ständige Erfassung von Signalen wie chemischen oder Druckänderungen erfolgt durch Magnetfelder.
Damit ein Leser die Signale verstehen kann, muss der Sensor groß genug sein, um ein lesbares Signal zu erzeugen. Bisher konnten Forscher keine lebensfähigen Mikrosensoren mit einer Größe von weniger als 1 Millimeter herstellen.
Die von NUS-Forschern entwickelte hochempfindliche drahtlose Technologie kann Gesundheitsindikatoren wie den Blutdruck mithilfe von Mikrosensoren überwachen, die klein genug sind, um unter die Haut injiziert zu werden. (Bild: NUS)
Mikrosensoren sind Realität
Das Team von NUS Elektrotechnik und Informationstechnik und NUS Institut für Gesundheitsinnovation und -technologie unter der Leitung von Professor John Ho hat eine neue Methode zur Messung des Signals entwickelt, die Leser von Mikrosensoren dreimal empfindlicher macht.
Das Ergebnis ist, dass auch Daten von Sub-Millimeter-Mikrosensoren gelesen werden können. Injizierbare Implantate direkt unter der Haut ohne die Notwendigkeit einer Operation.
Das Team entwickelte einen funktionierenden Prototyp des Lesegeräts, mit dem Mikrosensoren mit einem Durchmesser von 0,9 mm gelesen werden können, die mit einer Spritze unter die Haut implantiert wurden.
In Labortests konnte der Leser die Atemfrequenz und die Herzfrequenz überwachen, indem er die subtilen Bewegungen batterieloser Mikrosensoren feststellte.
Das Team hat von Februar 2017 bis Januar 2019 zwei Jahre lang geforscht, um diese innovativen injizierbaren Implantate zu entwickeln.
Das Ergebnis des Teams wurde in der Fachzeitschrift Nature Electronics veröffentlicht.
„Wir hoffen, dass unser Durchbruch der Wegbereiter für eine Zukunft von nicht-invasiven Gesundheitsüberwachungslösungen sein wird. Mikrosensoren werden es Patienten ermöglichen, sofort alarmiert zu werden. Eine Möglichkeit, einzugreifen, wenn ihre physiologischen Bedingungen wie Herzfrequenz und Blutzucker eine kritische Schwelle überschreiten "sagte Professor Ho.
"Nachdem wir nun die Machbarkeit unseres Lesegeräts demonstriert haben, besteht der nächste Schritt darin, eine Reihe von passiven (batterielosen) Mikrosensoren zu entwickeln. Geräte, die in der Lage sind, verschiedene physiologische Parameter wie Glukose, bioelektrische und chemische Aktivität des Blutes zu überwachen".
Quelle: Nationale Universität von Singapur.
