Kaliumspiegel selbst messen: Forscher arbeiten an minimalinvasiver Lösung für zu Hause

In Zusammenarbeit mit dem französischen Start-up Ki’tech arbeiten Forschende des Fraunhofer-Institutes für Mikrotechnik und Mikrosysteme an einem als Einwegprodukt konzipierten Patch zur Bestimmung des Kaliumspiegels für zu Hause.

Der für den Gesundheitszustand wichtige Kaliumwert kann derzeit nur durch eine zeitaufwändige Blutuntersuchung bei geplanten Ambulanz- und Arztbesuchen und mit Laborausrüstung gemessen werden. Hier setzen die Forschungsarbeiten des Fraunhofer-Institutes und des französischen Start-up-Unternehmens an. Ziel der Partnerschaft ist es, die Patientenüberwachung durch eine minimalinvasive Lösung zu erleichtern, die Biomarker in der interstitiellen Flüssigkeit mithilfe eines mikrofluidischen Patches bzw. Pflasters und eines elektrochemischen Sensors in Punktmessungen oder in einer mehrtägigen Überwachung erfasst.

Mittels gemeinsam entwickelter Geräte, die Zugang zu metabolischen Biomarkern mit niedrigem Molekulargewicht ermöglichen, ist die interstitielle Flüssigkeit unter der Haut leicht zugänglich. Ihre Überwachung wird laut den Forschern autonom und zu Hause erleichtert, wobei die Ergebnisse in wenigen Minuten verfügbar sind und der Kaliumspiegel auf einem Smartphone angezeigt wird, heißt es weiter. Dadurch werde der Proof of Concept erbracht.

Autonom zu Hause messen

Das als Einwegprodukt konzipierte Patch mit einem Durchmesser von fünf bis sieben Zentimetern lässt sich am Arm aufkleben. Es wird mit einer App auf dem Smartphone kombiniert, die die Messergebnisse anzeigt. Die gemessene Kaliumkonzentration wird in Echtzeit dargestellt. Patienten erhalten so die Möglichkeit, ihre Werte kontinuierlich selbstständig zu kontrollieren, betonen die Forscher. Die Datenübertragung erfolgt drahtlos via NFC (Near Field Communication) oder Bluetooth. Der komplette Prozess läuft ohne Zutun des Patienten vollautomatisiert ab, erklären sie weiter.

„Dialysepatienten müssen in der Regel dreimal pro Woche zur Blutwäsche. Am Wochenende entfällt die Behandlung, da die Dialysezentren geschlossen sind. An den dialysefreien Tagen sollten die Betroffenen unbedingt ihren Kaliumwert kennen. Ein zu hoher Wert kann gefährliche Herzrhythmusstörungen verursachen und sogar zum Herzstillstand führen“, erläutert Dr. Michael Baßler, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institutes. „Unser Ziel ist es, die Morbidität und Mortalität dieser Patientinnen und Patienten zu senken und ihre Lebensqualität zu verbessern“, ergänzt Dr. Sisi Li, ebenfalls vom Fraunhofer-Institut.

Pendant zum Blutzuckertest?

Die von Fraunhofer zum Patent angemeldete, einzigartige Lösung versetzt laut den Wissenschaftlern Betroffene in die Lage, die Kaliumkonzentration zu Hause selbst schmerzfrei und sicher zu messen und so schwere Komplikationen zu vermeiden. So könnten sie ihre Gesundheit aktiv beeinflussen, etwa durch die richtige Ernährung und Lebensweise.

Die App sendet außerdem Benachrichtigungen an die Erkrankten und übermittelt die Daten an eine Koordinierungsplattform, sodass medizinisches Fachpersonal auf der Grundlage der gemessenen Werte geeignete Maßnahmen ergreifen kann – von einfachen Empfehlungen bis hin zur Aufforderung, so schnell wie möglich eine Notaufnahme aufzusuchen. Auf diese Weise trägt die Technik zur Entwicklung einer personalisierten und präventiven Medizin in diesem Bereich bei, erläutern die Forscher.

Die Projektpartner hoffen, mit ihrer Entwicklung eine Art Pendant zum Blutzuckertest zu etablieren. Derzeit liegt die minimalinvasive Lösung als Demonstrator vor, klinische Studien sollen Ende des Jahres starten.