Donnerstag, 07. Juli 2022

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Eine Kapsel sieht rot

Medizin.- Gefährliche Magen-Darm-Blutungen bleiben oft zu lange unbemerkt, weil Krankheitssymptome wie Blutarmut erst nach Stunden auftreten. Um Ärzte in solchen Fällen frühzeitig zu alarmieren, haben Tübinger Forscher einen implantierbaren Blutungssensor entwickelt.

Von Ralf Krauter | 17.11.2009

"Das ist also ein Blutdetektionssensor. Der ist etwa so groß wie eine Vitaminkapsel. Also der ist nicht so groß."

Rein äußerlich sieht die kleine Kapsel eher unscheinbar aus. Aber sie hat es in sich, erklärt Professor Marc Schurr, Geschäftsführer der Tübinger Firma Novineon. Dank zwei Leuchtdioden, einem Photodetektor und etwas Elektronik an Bord registriert sie nämlich, welche Art von Flüssigkeit gerade an ihr vorbei strömt. Und das könnte hilfreich sein, wenn es darum geht, Blutungen im Magen-Darm-Trakt schnell zu behandeln.

"Das kann man ganz gut endoskopisch platzieren. Der bleibt dann einige Wochen vor Ort und kann eben das Wiederauftreten einer Blutung sehr frühzeitig erkennen – innerhalb von Sekunden. So dass also, schon bevor es dem Patienten schlechter geht, durch den Blutverlust oder einfach Probleme auftauchen, der Sensor dann sofort ein Signal nach außen funkt und der Patient eben weiß oder sein behandelnder Arzt: Es ist eine Blutung aufgetreten, die sofort behandelt werden muss. Das spart wertvolle Stunden, die sonst vergehen, vom Beginn einer solchen Blutung bis zur Versorgung."

Akute Blutungen im Magen-Darm-Trakt sind ein medizinischer Notfall, der jedes Jahr bei rund einem von 1000 Menschen auftritt. Mögliche Ursachen sind Magengeschwüre oder Krampfadern in der Speiseröhre. Zehn bis 30 Prozent der Betroffenen sterben an diesen inneren Blutungen. Vor allem, weil sie mangels eindeutiger Symptome häufig viel zu spät erkannt werden, erklärt der Mediziner Marc Schurr.

"Gerade wenn Patienten schon mal geblutet haben, ist das erneute Auftreten, die Rezidivblutung, wie wir das nennen, eben auch mit deutlich höheren Risiken behaftet und soll deshalb so früh wie möglich erkannt werden."

Die Kapsel, die rot sieht, soll dabei helfen. Entwickelt wurde sie im Rahmen des EU-Projektes Vector, in dem die Tübinger Forscher gemeinsam mit Kollegen an neuartigen Endoskopie-Kapseln tüfteln, die der Arzt gezielt an eine bestimmte Stelle des Verdauungstraktes lenken kann. Der Blutungssensor, der Risikopatienten einmal beispielsweise in den Magen oder Zwölffingerdarm implantiert werden könnte, entstand dabei quasi als Nebenprodukt. Neben der Miniaturisierung der Elektronik samt Batterie und Funkmodul bereitete den Ingenieuren nur eines wirklich Kopfzerbrechen: Wie vermeidet man nervige Fehlalarme?

"Das ist trickreich, klar, weil es sehr ähnliche Farben auch gibt: Tomatensaft oder Kirschsaft und so könnte ähnlich sein. Aber das ist natürlich berücksichtigt. Das Verfahren, das wir anwenden, ist ein transmissionsspektroskopisches Verfahren, also eine optische Detektion mit zwei Wellenlängen. Und das konnten wir so spezifisch hinbekommen, dass es eben nur Blut detektiert und keine anderen roten Flüssigkeiten."

Erste Tests belegen: Das winzige Spektrometer erkennt bereits kleine Konzentrationen von Blut und lässt sich weder von Rotwein, Tomatensaft, Milch und Kaffee in die Irre führen. Bei den derzeit laufenden Versuchen wolle man die implantierbare Kapsel nun weiter optimieren, erklärt Marc Schurr: Mit Rohmaterial vom Schlachter.

"Blutungen lassen sich ja sehr gut simulieren. Einfach weil man Blut abnehmen kann, einem Probanden. Und das dann in einem sehr guten Blutungssimulationsmodell, das ganz standardisiert betrieben werden kann mit Tierorganen, die wir beim Metzger uns besorgen, und dann letztendlich Blut von unseren eigenen Mitarbeitern simulieren kann. Da muss man keinen Tierversuch machen."

Klinische Tests am Menschen sind derzeit noch nicht geplant. Das mögliche Anwendungsszenario haben die Forscher gleichwohl schon durchdacht. Die im Verdauungstrakt implantierte Kapsel soll ihre Messwerte per Funk an eine Art Handy übermitteln, das der Patient bei sich trägt. Detektiert die Kapsel Blut, sendet das Handy ein akustisches Warnsignal aus und informiert den behandelnden Arzt. Im Idealfall könnte dieser dann schon Minuten später mit einem endoskopischen Eingriff beginnen, um die Blutung zu stillen.