Insulin-Pflaster statt Spritze

Forscher in North Carolina arbeiten an einem "smarten" Pflaster für Diabetiker, das automatisch Insulin ins Blut abgeben soll.

Zuckerkranke Menschen müssen regelmäßig ihren Blutzuckerspiegel überprüfen und sich Insulin spritzen. Zwar gibt es bereits Insulinpumpen mit Sensoren auf dem Markt, die dieses Prozedere erleichtern. Doch die sind teuer – und Patienten müssen alle paar Tage einen dünnen Katheter durch die Haut stechen, was nicht unbedingt angenehm ist.

Forscher an der University of North Carolina (UNC) und der North Carolina State (NCS) haben deshalb ein Insulinpflaster entwickelt, das einfacher und schmerzfrei zu handhaben ist. Es soll automatisch auf das Blutzuckerniveau reagieren und kann dann zum richtigen Zeitpunkt Insulin in den Körper abgeben.

Das transparente Pflaster, das die Forscher "Smart Insulin Patch" getauft haben, ist gerade einmal so groß wie eine US-Cent-Münze. Darauf befinden sich mehr als hundert bioverträgliche Mikronadeln, deren Einstechen in die Haut nicht weiter schmerzt. Die Nadeln enthalten wiederum winzige Bläschen mit einem zunächst festen Insulinkern und einer Enzymlösung, die Glukose detektieren kann. Steigt der Zuckerspiegel im Blut zu stark an, dringen einige Moleküle in die Bläschen ein. Das Enzym wandelt sie in Gluconsäure um. Dabei wird Sauerstoff verbraucht, was die Bläschen irgendwann zum Platzen bringt. Nun gelangt das Insulin ins Blut und baut dort den Zucker ab.

Das Forscherteam ließ sich dabei von den natürlichen Abläufen im gesunden Körper inspirieren. Hier arbeiten sogenannte Betazellen sowohl als Insulingeneratoren als auch Vorratslager. Sie geben den Stoff feingesteuert ab.

Am Typ-1-Diabetes-Tiermodell an Mäusen senkte das Pflaster den Blutzuckerspiegel für neun Stunden in den normalen Bereich, viel länger als eine Insulinspritze. Bevor es an klinische Studien am Menschen geht, müssen jedoch noch diverse vorklinische Tests absolviert werden, um die Sicherheit des Verfahrens nachzuweisen. Das Material, aus dem das Pflaster besteht, ist biokompatibel und ungiftig.

Wann das Smart Insulin Patch zu einem Produkt werden könnte, ist derzeit noch unklar. Zudem müsste der Insulinbedarf genau an den Träger abgestimmt werden, sagen die Forscher. "Das ganze System lässt sich personalisieren und auf das Gewicht und die Insulinempfindlichkeit abstimmen", so Zhen Gu, Professor am gemeinsamen Institut für biomedizinische Ingenieurwissenschaften von UNC und NCS, der das Projekt zusammen mit John Buse, Direktor am UNC Diabetes Care Center, federführend vorantreibt.

Weltweit sollen aktuell fast 390 Millionen Menschen von Diabetes betroffen sein. Buse hofft, dass das neue Verfahren helfen kann, den Betroffenen das Management ihrer Erkrankung zu erleichtern. "Wer die falsche Menge an Insulin spritzt, kann schwerwiegende Komplikationen erleiden – etwa ein Erblinden oder Gliedmaßen, die amputiert werden müssen."

Schlimmstenfalls drohten ein diabetisches Koma oder gar der Tod. Entsprechend wichtig sind Systeme, die Fehler vermeiden helfen, sagt er. Doch Insulinpumpen und Sensoren seien viel zu komplex. (bsc)