Diese neue Technologie erspart Diabetikern Nadelstiche

Ein Alltag ohne Nadelstiche – das könnte für an Diabetes leidende Menschen wahr werden: Kürzlich wurde der Prototyp eines Sensors entwickelt, der den Glukosespiegel im Speichel misst und so die Überwachung der Erkrankung ermöglicht. Das internationale Team um Forschende der König Abdullah Universität für Wissenschaft und Technologie in Saudi Arabien, kurz KAUST, hebt die schnelle und schmerzlose Messweise hervor. "Ein einfach zu bedienendes, nicht-invasives (Anm.: rein äußerliches) Gerät zur Glukosemessung mit Speichel als Medium könnte für Millionen von Patienten weltweit lebensverändernd sein", sagt Abhinav Sharma der KAUST.

Bei Personen mit Diabetes kann der Körper seinen Blutzuckerspiegel nicht ausreichend regulieren. Ziel ist es daher, den Spiegel auf einem moderaten Niveau zu halten. Um das zu kontrollieren, mussten bisher Blutstropfen von Diabetes-Erkrankten analysiert werden, die durch Stiche in den Finger gewonnen werden. Eine Alternative sind Sensoren, die den Glukosewert im Zwischenzellwasser messen. 

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Der neu entwickelte Prototyp der KAUST enthält dünne Schichten verschiedener Halbleiter, die mit einem Enzym beschichtet sind. Wird eine Speichelprobe auf den Sensor gelegt, löst das einen Vorgang aus, bei dem Elektronen entstehen. Sie bewirken eine Veränderung des Stromflusses durch die Halbleiter. Infolgedessen ist es möglich, die Glukosekonzentration in der Probe zu messen.

Um das hochempfindliche Gerät zu testen, analysierte das Forschungsteam menschliche Speichelproben, denen unterschiedliche Glukose-Mengen beigemengt wurden. Ebenso wurde Speichel von Menschen getestet, die zuvor gefastet hatten. Man stellte sicher, dass der Sensor nicht durch Moleküle in den Proben, wie Fruktose und Saccharose, beeinträchtigt wurde und bereits nach weniger als einer Minute erhielt das Team korrekte Messergebnisse. Der Forschungserfolg wurde im Journal Biosensors und Bioelectronics veröffentlicht.

Die Technologie zeigte auch nach zweiwöchiger Lagerung bei Raumtemperatur gute Leistungen. Allerdings stellte man fest, dass die Empfindlichkeit des Geräts mit der Zeit abnahm. Der Glukosedetektor ist bei niedrigeren Blutzuckerwerten weniger genau und für Kinder nicht zugelassen. Da die mit dem Blutzuckerspiegel korrelierende Glukosekonzentration im Speichel viel niedriger als jene im Blut ist, brauchte man bisher noch hochentwickelte Laborausrüstung, um gute Messergebnisse zu liefern.

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Die neu entwickelten Glukosedektoren sind klein, leicht und stromsparenden, betont Abhinav Sharma. Sie könnten sich für die Massenproduktion als kostengünstige Einwegsensoren eignen. Das Team entwickelt ebenfalls Sensoren, die mehrere Stoffwechselprodukte gleichzeitig im Speichel nachweisen können. „Die Entwicklung solcher Sensoren, die in ein Smartphone integriert werden können, ist eine mögliche zukünftige Forschungsrichtung", sagt Forschungsleiter Thomas D. Anthopoulos.