Der Hausarzt, der unter die Haut geht

Per Fernsteuerung kann ein winziges Implantat unter der Haut gezielt Wirkstoffe abgeben. Nach ersten klinischen Versuchen sprechen Forscher von einer neuen Ära der Telemedizin.

Die Apotheke im Körper: So funktioniert der Medikamenten-Chip.

Die Apotheke im Körper: So funktioniert der Medikamenten-Chip. Bild: Keystone

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Die Operation an sieben Seniorinnen im Alter von 65 bis 70 Jahren vollzog sich ohne grosses Aufhebens. Sie dauerte jeweils nur knapp 30 Minuten mit lokaler Betäubung. Ein 2,5 Zentimeter langer Schnitt im Unterleib reichte aus, um den Frauen mit Osteoporose ein kleines Implantat unmittelbar unter die Haut einzusetzen. Kurz danach konnten sie wieder nach Hause gehen.

Was sich in Dänemark vor einem Jahr abspielte und mit einem kleinen chirurgischen Eingriff begann, wurde auf einer Pressekonferenz im Vorfeld der Jahrestagung der amerikanischen Wissenschaftsvereinigung (AAAS) in Vancouver als wichtiger Schritt zu einer neuen Ära der Telemedizin präsentiert: Erstmals war es gelungen, mit einem implantierten Mikrochip über eine Fernsteuerung in bestimmten Zeitabständen mehrere Dosen eines Wirkstoffs freizusetzen. Und zwar einen, der normalerweise täglich gespritzt und kühl gelagert werden muss.

«Ein Traum ist wahr geworden»

«Die Patientinnen waren sehr zufrieden und würden es sofort nochmals machen», freut sich der Studienleiter Robert Farra von der amerikanischen Firma Microchips in Waltham. Sie hätten zum Teil gar nicht mehr daran gedacht, dass sie ein Implantat im Körper haben. Der per Telefon zugeschaltete Forscher Robert Langer vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge fügt hinzu, dass mit diesem Chip für ihn eine Vision Realität geworden sei. Vor etwa 15 Jahren habe er nach einer Fernsehsendung über die Fabrikation von Siliziumchips für Computer plötzlich die Idee gehabt, dass man diese Technologie auch für «intelligente» Medikamentensysteme nutzen könnte.

Zusammen mit seinem Kollegen Michael Cima vom MIT hat er dann den Studenten John Santini von der Universität von Michigan, der später am MIT promovierte, in einem Sommerforschungsprojekt drauf angesetzt. Tatsächlich fand dieser eine Möglichkeit, Mikrochips aus Silizium mit einer Anzahl von Vertiefungen zu fertigen, in die sich ein wenig eines Medikaments einfüllen lässt. Nun sei der Traum wahr geworden, schwärmt Robert Langer.

Chip mit 20 Hohlräumen

Wie die aktuelle Ausgabe der Fachzeitschrift «Science Translational Medicine» berichtet, trugen sieben Osteoporose-Patientinnen aus Dänemark das chipbasierte Implantat 103 Tage. In dieser Zeit bekamen sie im Rahmen der klinischen Studie ungefähr 20 Dosen des Wirkstoffs Teriparatid, der die Knochenstabilität verbessert und eigentlich für eine bis zu zweijährige Behandlungszeit mit einer täglichen Injektion vorgesehen ist. Laut den Forschern war der implantierte Chip mit seinen kleinen Depots an Teriparatid gut verträglich und genauso wirksam wie das gespritzte Präparat.

Ähnlich wie bei einem Herzschrittmacher bildete sich im Körper auch um dieses Implantat eine Gewebskapsel. Wie sich in der neuen Studie zeigte, behindert diese Barriere jedoch den Weg des Medikaments in die Blutbahn nicht. Es hat somit keinen negativen Einfluss auf die Wirkung des Mittels.

Der getestete Mikrochip besitzt 20 Hohlräume, die mit der Arznei gefüllt und von einer sehr dünnen, metallischen Schicht bedeckt sind. Über einen leichten Stromstoss lässt sich die Membran über dem Reservoir öffnen, sodass der Wirkstoff freigegeben wird. Dieser Vorgang kann entweder vorher programmiert oder ferngesteuert mit einer bestimmten Frequenz gezielt ausgelöst werden.

Weitere Versuche sind nötig

Bei einer der dänischen Patientinnen hat die Übertragung des Signals nicht geklappt, sodass der Chip das Präparat weiterhin hermetisch verschlossen hielt. «In der Studie haben wir deshalb diesen Fall zwar erwähnt, aber die Daten der Patientin nicht für die Auswertung berücksichtigt», erklärt Robert Farra. Denn im Gegensatz zu den anderen sieben Frauen mit Knochenschwund habe man bei ihr auch keinen Wirkstoff im Blut messen können, weshalb das Implantat bei ihr auch früher entfernt wurde als bei den anderen Frauen.

In der Zeitschrift «Science Translational Medicine» lobt der an der Studie nicht beteiligte Forscher John Watson von der University of California in San Diego im Editorial Robert Farra und sein Team für diese Pionierarbeit. Gleichzeitig gibt er aber auch zu bedenken, dass die Studie nur mit sehr wenigen Patienten durchgeführt wurde und dringend noch weitere klinische Versuche brauche. Seiner Meinung würde es somit auch noch mehrere Jahre dauern, bis diese Technologie von der U.S. Food and Drug Administration (FDA) anerkannt werde.

Bald gegen Krebs eingesetzt?

Die Erfinder des Medikamentenchips scheinen diese Kritik vorerst wegzustecken und sprühen weiterhin vor Euphorie und Tatendrang. «Derzeit entwickeln wir bereits einen weiteren Prototyp, mit dem sogar die Abgabe einer täglichen Dosis für ein Jahr möglich ist», sagt Robert Farra. Theoretisch könne man quasi eine ganze Apotheke in den Medikamentenreservoirs auf dem Mikrochip unterbringen.

Der Chip habe den Vorteil, so Farra, dass Patienten ihr Medikament nicht mehr vergessen und sich auch nicht immer wieder überwinden müssen, sich zu spritzen. Er hoffe, dass solche chipbasierten Systeme eines Tages nicht nur bei Osteoporose, sondern auch bei anderen wichtigen Krankheiten wie multipler Sklerose, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Krebs eingesetzt werden könnten. Durch die Technologie sei es zudem möglich, die Daten zu Hause, beim Arzt oder im Spital abzuspeichern.

Der MIT-Forscher Robert Langer denkt noch weiter in die Zukunft als der Präsident der Firma Microchips. Er stellt sich bereits vor, dass man in dem neuen Minigerät auch noch einen Sensor unterbringen könnte, der den Gesundheitszustand des Patienten überwacht. Das wäre fantastisch, so der Experte aus Cambridge. Bei einem Herzinfarkt würde es dann sofort reagieren und das richtige Medikament verabreichen. (Tages-Anzeiger)

(Erstellt: 19.02.2012, 08:22 Uhr)

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Grössenvergleich mit einem Memory-Stick: Prototyp des Medikamentenabgabe-Gerätes. (Bild: Keystone )

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