Per Anhalter durch den Körper

Um endoskopische Untersuchungen erträglicher zu gestalten, arbeiten Forscher seit gut zehn Jahren an verkapselten Kameras. Bisher hatten ihre Geräte einen gewaltigen Nachteil. Sie ließen sich nicht steuern, um spezielle Bereiche im Magen oder Darm zu untersuchen. Professor Dr. Metin Sitti vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart hat deshalb ein magnetisch angetriebenes Endoskop mit weicher Kapsel (Magnetically Actuated Soft Capsule Endoscope) entwickelt. Masce, so das Akronym, besteht aus zwei Steuermagneten und einer Kammer für Arzneistoffe.

„Wir stellen uns vor, dass Ärzte damit künftig im Magen oder im Darm gezielt geringe Mengen an Medikamenten dosieren – etwa bei Entzündungen oder einzelnen Tumoren“, sagt Sitti. Je nach Bauart lässt sich die Kapsel durch ein externes Magnetfeld sogar zur Scheibe deformieren und bleibt mehrere Tage im Magen. Sind kleine Greifer, sogenannte Microgripper, an Bord, nimmt Masce sogar Gewebeproben. 

Von der Diagnostik zur Therapie. Medimetrics aus den Niederlanden arbeitet seit rund fünf Jahren an intelligenten Kapseln, um Pharmaka zu transportieren. „Unsere Herausforderung bestand darin, ein Tool mit innovativen, aber verfügbaren Technologien und Komponenten zu entwickeln“, so CTO Jeff Shimizu.

Schließlich entstand das IntelliCap-System mit Sensoren, Prozessoren, Pumpen, einem Arzneimitteltank und drahtlosen Sendefunktionen. Patienten schlucken eine Kapsel, die äußerlich größeren Vitaminpillen ähnelt. Sie kann so programmiert werden, dass an bestimmten Stellen Pharmaka freigesetzt werden, etwa über den pH-Wert gesteuert. Während ihrer Reise durch den Körper funken sie Daten an einen Laptop oder ein Smartphone.

Forschende Arzneimittelhersteller setzen bereits heute auf digitale Kapseln, um die Resorption neuer Moleküle an verschiedenen Orten des Gastrointestinaltrakts zu untersuchen.

Patienten mit Typ-1- oder Typ-2-Diabetes sind ähnlich nachlässig. Sie empfinden die Glukosebestimmung im Blut und die Insulingabe als äußerst unangenehm. Grund genug für Technologiekonzerne, nach Lösungen zu suchen. Google arbeitet zusammen mit Novartis an Kontaktlinsen, um Glukose-Werte in der Tränenflüssigkeit zu bestimmen. Per Funk gehen Daten an eine Smartphone-App. Gleichzeitig warnen integrierte LEDs, sollte der Wert kritische Grenzen über- oder unterschreiten. Technische Herausforderungen bleiben. So ist die Konzentration von Glukose in der Tränenflüssigkeit 50 mal geringer als im Blut, und Änderungen machen sich nur verzögert bemerkbar.

Diese Nachteile lassen sich schon heute durch implantierbare Systeme umgehen, wie sie beispielsweise Senseonics aus Germantown (Maryland) entwickelt. Per Smartphone erfassen Patienten kontinuierlich ihren Blutglukosespiegel. Wissenschaftler um Zhen Gu und John Buse von der University of North Carolina in Chapel Hill gingen einen Schritt weiter. Sie präsentieren intelligente Pflaster mit mikroskopischen Nadeln aus kristalliner Hyaluronsäure, die bis zu den Kapillargefäßen reichen. Steigende Glukosespiegel führen zum Zerfall von Membranen und zur Ausschüttung von Insulin, bis der Stoffwechsel wieder im Lot ist. Das Hightech-Pflaster arbeitet per se zwar ohne Elektronik, lässt sich theoretisch aber mit Sensoren und Apps kombinieren.

Alle Systeme haben trotz ihrer Unterschiede einen kleinsten gemeinsamen Nenner. Sie erfassen Daten und analysieren diese per Cloud. Oft bleibt unklar, wer welche Zugriffsrechte hat – und wie Patienten eigene Informationen wieder löschen können. Laien fehlt die Sensibilität im Umgang mit gesundheitsbezogenen Informationen. Verbindliche Regelungen für Hersteller könnten helfen, um Gesundheitssysteme auch unter datenschutzrechtlichen Aspekten sicherer zu machen.