Lichtsignale gehen unter die Haut

Eine Art von auf die Haut geklebtes Pflaster kann die Konzentration eines zuvor injizierten Diagnostikums bestimmen und die Messwerte an einen Computer weiterleiten. Aus diesen Daten lässt sich dann die Organfunktion ableiten. Das neue Verfahren haben Forscher der Universitätsmedizin Mannheim entwickelt. Im Rahmen eines EU-geförderten Projekts haben sich die Forscher zunächst mit der Funktion der Nieren beschäftigt.

Um deren Funktion zu überprüfen, wird eine Substanz in den Blutkreislauf injiziert; anschließende Blutentnahmen liefern dann Informationen darüber, wie viel dieser Substanz ausgeschieden oder in andere Substanzen umgewandelt wurde. Ein Nachteil liegt darin, dass besonders aussagekräftige Ergebnisse dicht aufeinander folgende Messergebnisse erfordern; entsprechend sind häufige Blutentnahmen notwendig.

Bei der neu entwickelten Methode wird zunächst ein gesundheitlich völlig unbedenklicher Marker einmalig injiziert. Er besteht aus Fruchtzuckerketten, die mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert sind und die sich daraufhin im ganzen Körper verteilen.

Das auf die Haut aufgebrachte „intelligente“ Pflaster sendet nun über eine Leuchtdiode (LEDs, light emitting diode) in regelmäßigen, kurzen Abständen ein blaues Lichtsignal. Die ebenfalls optische Rückmeldung aus dem Körpergewebe in Form von grünem Licht mit einer niedrigeren Wellenlänge wird von einer Photodiode empfangen und mit einem in die Elektronik des Pflasters eingebauten Sender an einen PC übertragen. Je stärker die Rückmeldung, desto mehr Kontrollsubstanz ist noch vorhanden und desto weniger konnte das Organ bis zum Messzeitpunkt eliminieren. Mit jedem Molekül, das über die Nieren ausgeschieden wird, sinkt die Konzentration im Gewebe, das grüne Lichtsignal wird schwächer. Das Ergebnis der Messung ist eine detaillierte Verlaufsgrafik, die ohne invasive Messmethoden zustande kommt und nur auf der „lichttechnischen“ Kommunikation zwischen der Leiterplatte im Pflaster und dem Marker im Körpergewebe beruht.

Das innovative Verfahren hat sich in ersten Untersuchungen sowohl bei gesunden Organen als auch bei eingeschränkter Organfunktion als valide erwiesen, liefert also zutreffende Ergebnisse. Auch kurzzeitige Änderungen, etwa ein rasches Anfluten der Kontrollsubstanz, zeichnet es zuverlässig auf.

Die Messung mit dem „schlauen Pflaster“ soll in Zukunft auch bei anderen Organen angewendet werden, dazu muss lediglich die organspezifische Testsubstanz angepasst werden.

Quelle: Pressemitteilung der Universitätsmedizin Mannheim, 30. September 2010.