Injizierbare Biosensoren für laufende Überwachung der Körperchemie?
Echtzeit-Überwachung von biochemischen Schlüsselsubstanzen des Körpers läutet die nächste Generation von Wearables ein
Injizierbare Biosensoren, die sich eins zu eins mit dem Körpergewebe verbinden, werden vielleicht eines Tages das klinische Labor ersetzen und uns stattdessen die Chemie unseres Körpers kontinuierlich im Sinne eines verbesserten persönlichen Wohlbefindens in Gesundheit und Krankheit zugänglich machen. Mit dieser Verheißung einer neuen Ära in der digitalen Gesundheit debütierte das in South San Francisco, Kalifornien, ansässige Profusa, Inc. seine injizierbare Lumee™ Biosensortechnologie auf dem Pioneers Festival.
geralt, pixabay.com, CC0
Ben Hwang, Ph.D., Profusas Chairman und Chief Executive Officer, stellte die gewebeintegrierten Sensoren des Unternehmens für die langfristige, laufende Überwachung der Körperchemie in einem Vortrag mit dem Titel „Beyond Fitness Trackers: Let Your Body Speak (Mehr als Fitness-Tracker: Ihr Körper hat etwas zu sagen)" vor. Hwang erläuterte, wie die Fähigkeit, laufend Livedaten bereitzustellen, zu einer Revolution unseres Verhältnisses zum eigenen Körper führen und das gesamte Ökosystem des Gesundheitswesens transformieren könne -- vom Einzelnen über den Pflegeanbieter bis hin zum Zahler.
„Die meisten von uns erhalten einmal im Jahr beim Arztbesuch einen Einblick in das, was in unserem Körper vorgeht", so Hwang. „Dabei stammen die wertvollsten und wichtigsten Informationen aus der ‚Konversation‛ mit unserem Körper, die hilft, umgehende Entscheidungen zu treffen, wenn die Körperdaten in Echtzeit zur Verfügung stehen, und genau dann, wenn es wichtig ist. Wir glauben, dass unsere Technologie das gesamte Spektrum der Interessengruppen im Gesundheitswesen beeinflussen kann und Ansatz und Arbeitsweisen tiefgreifend verändern wird".
Die Biosensoren des Unternehmens sollen Anwendungsfelder in sowohl Verbrauchergesundheit und Wellness als auch dem Management chronischer Krankheiten wie periphere arterielle Verschlusskrankheit (PAD), Diabetes und chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) abdecken.
„Unsere gewebeintegrierte Biosensortechnologie erfüllt drei Schlüsselkriterien für die laufende Überwachung: Erstens, die Daten müssen klinisch tauglich sein, damit Sie und Ihr Gesundheitsdienstleister medizinische Entscheidungen zu Ihrer Gesundheit und Ihrem Wohlbefinden treffen können. Zweitens: das Anwendererlebnis muss reibungslos sein, damit die Übernahme in jede Art von Workflow-Umgebung passt. Und letztendlich muss die Technologie zu einem vernünftigen Preis mit einfach anwendbarer Form und Funktion zugänglich sein", wie Hwang hinzusetzte.
Gewebeintegrierte Biosensoren
Mit Subventionen der Defense Advanced Research Project Agency (DARPA, eine Behörde des US-Verteidigungsministeriums), der US-National Institutes of Health und anderer Förderorganisationen wurde es durch die Technologie und den neuartigen Biotechnologieansatz von Profusa möglich, die Auswirkung der größten Hürde bei der langfristigen Verwendung von Biosensoren im Körper zu überwinden: die körpereigene Reaktion auf Fremdstoffe. Jeder der winzigen, mit einem eigens konzipierten Injektor unter die Haut platzierten Biosensoren besteht aus einer flexiblen Faser von 3 mm bis 5 mm Länge und einem Durchmesser von circa 500 Mikron. Die Biosensoren von Profusa sind nicht vom Körper isoliert, sondern arbeiten vollständig integriert innerhalb des Körpergewebes -- ohne Geräte aus Metall und ohne Elektronik -- und überwinden die Reaktion des Körpers auf Fremdstoffe.
Jeder der Biosensoren besteht aus einem biotechnologisch entwickelten „intelligenten Hydrogel" (vergleichbar mit dem Material von Kontaktlinsen) und bildet ein poröses, in das Gewebe integriertes Gerüst, welches das Einwachsen von Kapillaren und Zellen aus dem umgebenden Gewebe fördert. Das intelligente Gel ist mit einem Licht emittierenden Molekül verbunden, das laufend das Vorhandensein einer Körperchemikalie wie Sauerstoff, Glukose oder anderer Biomarker signalisiert.
Optisches Lesegerät
Ein an der Oberfläche der Haut angebrachtes oder mit der Hand gehaltenes separates optisches Lesegerät liest das Fluoreszenzsignal des eingebetteten Biosensors. Das Lesegerät sendet Anregungssignale durch die Haut an den Biosensor, der daraufhin fluoreszierendes Licht in Proportion zur Konzentration der relevanten Moleküle emittiert. Die Daten können an ein Smartphone zur Erstellung eines verschlüsselten Berichtes und Verlaufserfassung weitergeleitet und über HIPAA-konforme digitale Netze mit Gesundheitsdienstleistern geteilt werden.
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