Smartwatch kann die Medikation deutlich verbessern

Personalisierte Medikamenteneinnahme per Smartwatch

Die Möglichkeiten der digitalen Technologien im medizinischen Sektor werden gerade erst entdeckt. So könnten Smartwatches laut einer aktuellen Studie zu einer Otimierung der Medikamenteneinnahme genutzt werden, indem in Echtzeit die Wirkstoffspiegel im Körper gemessen wird.

Forschende der UCLA Samueli School of Engineering und der Stanford School of Medicine haben in ihrer neuen Studie gezeigt, dass der Medikamentenspiegel im Körper mit Hilfe einer speziell angefertigten Smartwatch in Echtzeit verfolgt werden kann. Anhand des Schweiß wird dabei die Konzentration der Wirkstoffe erfasst. So könnte die Einnahme optimal auf die jeweiligen Patientinnen und Patienten abgestimmt werden. Veröffentlicht wurden die Forschungsergebnisse in dem Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS).

Medikament bisher in Einheitsdosierungen

Bis heute werden Medikamente meist in Einheitsdosierungen verschrieben, wobei Richtlinien für Faktoren wie Gewicht und Alter der Betroffenen als Orientierungshilfe dienen. Doch neben diesen grundlegenden Unterscheidungsmerkmalen ist die individuelle Körperchemie durch fortwährende Schwankungen geprägt. Und zusätzlich zu diesen dynamischen Faktoren ist die genetische Ausstattung jedes Individuums einzigartig, so dass die Reaktionen auf Medikamente variieren können, erläutern die Forschenden.

Wie schnell Medikamente absorbiert werden, wie schnell sie wirken und wie schnell sie bei einem Individuum ausgeschieden werden, bleibt demnach unklar. Eine Personalisierung der Medikamentendosierung ist bisher schwierig und stark von wiederholten Blutabnahmen im Krankenhaus abhängig, so die Forschenden weiter. Dies sei zu umständlich, zeitaufwendig, invasiv und teuer. Daher erfolge die Personalisierung bisher nur bei einer kleinen Untergruppe von Patientinnen und Patienten und nur bei seltenen Gelegenheiten.

Medikamenten auch im Schweiß nachweisbar

„Wir wollten eine tragbare Technologie entwickeln, die das Profil der Medikamente im Körper kontinuierlich und nicht-invasiv verfolgen kann“, erläutert Studienleiter Sam Emaminejad von der der UCLA. Es war bereits bekannt, dass viele verschiedene Wirkstoffe von Medikamenten wegen ihrer kleinen Molekülgrößen im Schweiß landen und dass die Konzentrationen im Schweiß dabei denen des im Körper zirkulierenden Wirkstoffs oftmals sehr nahe kommen, berichten die Forschenden.

Basierend auf diesem Wissen haben sie eine Smartwatch entwickelt, die mit einem Sensor ausgestattet ist, der die winzigen Schweißtröpfchen analysiert. In weiteren Experimenten verfolgten sie die Wirkung des Schmerzmittels Paracetamol auf Einzelpersonen über einen Zeitraum von einigen Stunden.

Elektrochemische Signatur des Wirkstoffs erkannt

Für die Nutzung der Smartwatch stimulierten sie zunächst die Schweißdrüsen am Handgelenk durch Anlegen eines kleinen elektrischen Stroms, so dass es möglich war, Veränderungen in der Körperchemie zu erkennen, ohne dass die Versuchspersonen durch Bewegung ins Schwitzen kommen mussten. Den Sensor konnten sie so gestalten, dass er nach der einzigartigen elektrochemischen Signatur eines Wirkstoffs sucht und dessen Konzentration erfasst.

Optimale Dosierung zum optimalen Zeitpunkt

„Diese Technologie ist ein Meilenstein auf dem Weg zu einer personalisierten Medizin“, betont Co-Autor Professor Ronald W. Davis von der Stanford Medical School. Das besondere an der neuen Technologie ist dabei die Fähigkeit, das einzigartige elektrochemische Signal eines Medikaments vor dem Hintergrund der Signale vieler anderer Moleküle, die möglicherweise im Körper zirkulieren und in höheren Konzentrationen als das Medikament vorliegen, genau zu erkennen, ergänzt Hauptautor Shuyu Lin von der UCLA. Mit Hilfe der Smartwatch werde es möglich, die optimale Dosierung und den optimalen Zeitpunkt der Einnahme für jede Patientin und jeden Patienten zu bestimmen. (fp)