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#Neues aus der Industrie
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Ein farbwechselndes "unsichtbares Tattoo" zur langfristigen Gesundheitsüberwachung
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Deutsche Forscher haben eine innovative Methode entwickelt, um im Körper zirkulierende Biomarker und Medikamente kontinuierlich zu verfolgen und zu überwachen. Das implantierbare Gerät sitzt unter der Hautoberfläche und misst über Wochen und Monate hinweg Spitzen und Tiefen in den Konzentrationen dieser Moleküle, was eine Fülle von Anwendungsmöglichkeiten in der personalisierten Medizin oder der pharmazeutischen Entwicklung eröffnet.
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Implantierbare Biosensoren für die Gesundheitsüberwachung gibt es vom Konzept her schon seit einiger Zeit. Das Problem ist jedoch, dass der Körper sie nach der Implantation als fremd empfindet und abstößt. Hier aktivieren Immunreaktionen die Bildung von fibrösem Gewebe, das die Sensoren der Geräte einhüllt und sie inaktiv macht.
Um dieses Problem zu lösen, haben sich Forscher der Johannes Gutenberg-Universität Mainz der Nanotechnologie zugewandt. Das Team hat ein kleines Gerät entwickelt, das aus programmierbaren Gold-Nanopartikeln besteht, die in einem Hydrogel suspendiert sind. Dieses polymere Hydrogel spielt eine zentrale Rolle dabei, das Immunsystem in Schach zu halten, indem es als Gerüst für Blutgefäße und andere Gewebe dient, die darin einwachsen
Winzige Blutgefäße beginnen, in das Hydrogel einzudringen, und transportieren spezifische Analyten von Interesse (z. B. Krankheits-Biomarker oder zirkulierende Medikamente) zu den suspendierten Nanopartikeln. Dies löst dann einen Farbwechsel in den Nanopartikeln aus, eine Signalausgabe, die von der Konzentration des Zielanalyten beeinflusst wird. Dieses farbige Signal kann dann nicht-invasiv durch die Haut nachgewiesen werden. Die Forschung wurde in Nano Letters veröffentlicht.
"Wir sind es gewohnt, dass farbige Objekte mit der Zeit ausbleichen. Gold-Nanopartikel hingegen bleichen nicht aus, sondern behalten ihre Farbe dauerhaft. Da sie sich leicht mit verschiedenen Rezeptoren beschichten lassen, sind sie eine ideale Plattform für implantierbare Sensoren", sagt eine der Erfinderinnen des Geräts, Katharina Kaefer.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Implantate klein und unauffällig sind und den Anwender nur minimal beeinträchtigen.
"Unser Sensor ist wie ein unsichtbares Tattoo, nicht viel größer als ein Pfennig und dünner als ein Millimeter", sagt ein weiterer Wissenschaftler der Studie, Carsten Soennichsen. Das Team validierte sein Gerät in einem haarlosen Rattenmodell, bei dem die Sensoren so programmiert wurden, dass sie die Konzentrationen eines verabreichten Antibiotikums über mehrere Monate hinweg überwachen.