In der Zukunft ohne Pieks?

Berlin, 13.10.2021

Eine verletzungsfreie exakte Messung des Glukosewertes, beliebig oft oder kontinuierlich. Und das ohne Verbrauchsmaterialien. In der Zukunft könnte dies durchaus möglich sein. Technologien, die heute teilweise noch an Science-Fiction denken lassen, könnten – sofern sie es zur Marktreife schaffen – eine von vielen Menschen langersehnte Erleichterung im Diabetesmanagement bringen. Wir haben geschaut, welche Techniken und Devices dabei ins Spiel kommen könnten.

Schmerzfrei Glukosewerte messen, ohne sich dafür stechen zu müssen, ist der Wunsch vieler Menschen mit Diabetes. Das gilt nicht nur für jene Patienten*innen, die mit Hilfe der invasiven Selbstmessung der Blutglukose (SMBG) ihren Diabetes managen. Zwar ist bei der kontinuierlichen Glukosemessung (CGM) kein mehrmals tägliches Stechen notwendig, aber selbst bei werkskalibrierten CGM-Geräten führt bei der Überprüfung z. B. auffälliger Werte bisher kein Weg am Pieks vorbei. Und schließlich muss bei einem CGM-System der Sensor in regelmäßigem Turnus ins Unterhautfettgewebe eingebracht werden. Auch das könnte als unangenehm empfunden werden. Der Bedarf an noninvasiven Möglichkeiten zur Glukosemessung ist also groß. Und die Pipeline in Sachen neuer Technologien scheint gut gefüllt zu sein. Wie viel dazu derzeit geforscht wird, zeigte auch die kürzlich veröffentlichte Publikation von Shang et al.1 Sie bietet eine Übersicht von mehr als 30 noninvasiven Systemen, die sich derzeit in der Entwicklung befinden.1

Mit Licht zum Glukosewert

Einige der Ansätze beruhen auf optischen Methoden und machen sich zunutze, dass Glukosemoleküle im Gewebe eingestrahltes Licht, z. B. aus dem Infrarotbereich, absorbieren.2 Oder aber sie messen die Wärmeenergie, die Glukosemoleküle im Gewebe abgeben, nachdem sie durch Infrarotlicht gezielt zu Schwingungen angeregt wurden.2 In beiden Fällen wird über einen entsprechenden Sensor – zum Messen wird die Fingerkuppe auf ein Messfeld gelegt – die Glukosekonzentration bestimmt.2

Biosensoren – das geht unter die Haut oder ins Auge

Einen anderen Weg der optischen Glukosemessung geht ein amerikanisches Unternehmen, mit einem – zugegebenermaßen nicht völlig verletzungsfreien – Ansatz. Ein subkutan injizierter Biosensor, so groß wie ein Reiskorn, soll proportional zur vorhandenen Glukosekonzentration im Gewebe fluoreszieren, wenn die Haut mit Licht aus dem Nah-Infrarotbereich bestrahlt wird. Im Rahmen des ATTD wurden erste Daten zur Anwendung beim Menschen vorgestellt.3 Dank eines schützenden Hydrogels soll der Biosensor für einen langfristigen Einsatz geeignet sein und dauerhaft im Körper verbleiben können.3,4

Auf die Messung der Glukose in der Tränenflüssigkeit setzt eine koreanische Forschergruppe. Sie entwickelt eine Kontaktlinse mit einem Nanopartikel, der über eine Spektralanalyse ein noninvasives Glukosemontoring erlauben soll.5 Allerdings scheint diese Technik noch in den Kinderschuhen zu stecken. Weiter fortgeschritten hingegen ist ein niederländisches StartUp. Hier wurden bereits zwei Studien mit dem Prototyp des Biosensors publiziert.6,7 Unter dem unteren Augenlid platziert, soll das kleine spiralförmige Device über einen Empfänger die kontinuierliche Messung von Glukose in der Tränenflüssigkeit erlauben.6,7 Die Autoren*innen sprechen von einer „akzeptablen“ Messgenauigkeit im Vergleich zur Blutglukosemessung.7

Vielfältige Forschung mit Dynamik

Die Entwicklung neuer Technologien zur noninvasiven Messung der Glukose sind äußerst vielfältig, wie die hier beispielhaft genannten Projekte zeigen. Zusätzlicher Schub könnte auch aus dem Bereich der Wearables kommen. So gab kürzlich ein amerikanisches Unternehmen bekannt, ein neues miniaturisiertes Sensormodul basierend auf Infrarotspektroskopie entwickelt zu haben, das sich z. B. in ein Armband integrieren und mit einer Smartphone App verbinden ließe.8 Laut Unternehmensangaben sind damit derzeit zumindest bereits Glukosetrends messbar.8 Es ist zu erwarten, dass bekannte Tech-Riesen diese Technologie für sich nutzen werden. Daneben sprechen jüngste Meldungen von der Entwicklung von Sensoren auf der Basis hochfrequenter elektromagnetischer Wellen (RF-Wave).9 Die Forschung scheint somit einer ständigen Dynamik zu unterliegen. Spannend wird sein, zu beobachten, ob es zu den einzelnen Technologien in absehbarer Zeit ausreichend valide Daten hinsichtlich Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messungen geben wird, um deren klinischem Einsatz einen Schritt näher zu kommen. Schließlich würde die Zulassung einzelner Devices zur noninvasiven Glukosemessung einen von Patienten*innen bereits seit langem erwarteten Durchbruch in der Diabetesbehandlung darstellen.

Weiterführende Informationen


Sie möchten Näheres zu Entwicklungen im Bereich der non- und minimalinvasiven Glukosemessung und den dabei verwendeten Messverfahren wissen? Die Publikation von Shang et al.1 finden Sie hier.

Vermutlich werden Smartwatches, die in der Lage sind, einen Glukosetrend anzuzeigen, nicht mehr lange auf sich warten lassen. In ihrem Informationsbeitrag empfiehlt die Arbeitsgemeinschaft Diabetes + Technologie (AGDT)10, Systeme zur noninvasiven Glukosemessung auf Praktikabilität im Hinblick auf den geplanten Einsatz zu überprüfen. Im Beitrag findet sich eine Checkliste zu den notwendigen Bedingungen, die ein Device erfüllen muss, um sich als System zur Glukosemessung zu eignen.


Quellen:
1. Shang T et al. J Diabetes Sci Technol 2021; Jun 13: 19322968211007212
2. Thomas A, Heinemann L. diatec journal, Medical Tribune 10.08.2021
3. Mader J et al. Diabetes Technol & Therapeutics 2021 23; S2: A37-A38
4. www.profusa.com (Stand 23.09.2021)
5. Kim S et al. Sci Rep 2020; 10: 8254
6. Kownacka AE et al. Biomacromolecules 2018; 19: 4504-4511
7. Geelhoed-Duijvestijn P et al. J Diabetes Sci Technol 2020; Oct 23: 1932296820964844
8. Pressemitteilung Rockley Photonics 14.07.2021
9. Thomas A, Heinemann L. diatec journal 2021; 5 (3): 4
10. AGDT. https://www.diabetes-technologie.de/agdt-info-fuer-systeme-zur-nichtinvasiven-glukosemessung/ (Stand: 23.09.2021)

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