Impfungen nachzuverfolgen bleibt eine große Herausforderung in den Entwicklungsländern, und selbst in vielen Industrieländern geht Papierkram verloren und Eltern vergessen, ob ihr Kind auf dem neuesten Stand ist. Nun hat eine Gruppe von Forschern des Massachusetts Institute of Technology einen neuartigen Weg entwickelt, um dieses Problem anzugehen: die Einbettung der Schallplatte direkt in die Haut.

Zusammen mit dem Impfstoff würde einem Kind ein wenig Farbstoff injiziert, der für das bloße Auge unsichtbar ist, aber mit einem speziellen Handyfilter leicht zu sehen ist, kombiniert mit einer App, die Nahinfrarotlicht auf die Haut strahlt. Laut Tests an Schweine- und Rattenhaut sowie menschlicher Haut in einer Schale soll der Farbstoff bis zu fünf Jahre halten .

Das System – das noch nicht bei Kindern getestet wurde – würde einen schnellen und einfachen Zugang zur Impfgeschichte ermöglichen, das Risiko von Schreibfehlern vermeiden und die Kosten oder das Risiko des Verfahrens nur geringfügig erhöhen, so die am Mittwoch in Science veröffentlichte Studie Translationale Medizin .

„Gerade in Entwicklungsländern, in denen die Krankenakten möglicherweise nicht so vollständig oder zugänglich sind, kann es von Vorteil sein, medizinische Informationen direkt mit einer Person in Verbindung zu bringen“, sagt Mark Prausnitz, ein Bioingenieur-Professor am Georgia Institute of Technology, der nicht beteiligt war im neuen Studium. Ein solches System zur Aufzeichnung medizinischer Daten muss für die Person, deren Gesundheitsdaten aufgezeichnet werden, und ihre Familie äußerst diskret und akzeptabel sein, sagt er. "Ich denke, dies ist ein ziemlich interessanter Weg, um diese Ziele zu erreichen."

Die Forschung, die von den MIT-Bioingenieuren Robert Langer und Ana Jaklenec und ihren Kollegen durchgeführt wurde, verwendet ein Pflaster aus winzigen Nadeln, die Mikronadeln genannt werden, um eine wirksame Impfung ohne einen zähneknirschenden Stich zu ermöglichen. Mikronadeln sind in ein Pflaster-ähnliches Gerät eingebettet, das auf der Haut platziert wird; eine qualifizierte Krankenschwester oder ein Techniker ist nicht erforderlich. Impfstoffe, die mit Mikronadeln geliefert werden, müssen möglicherweise auch nicht gekühlt werden, was sowohl die Kosten als auch die Schwierigkeit der Lieferung verringert, sagen Langer und Jaklenec.

Um den Farbstoff zu liefern, mussten die Forscher etwas finden, das sicher ist und lange genug hält, um nützlich zu sein. „Das ist wirklich die größte Herausforderung, die wir bei dem Projekt gemeistert haben“, sagt Jaklenec und fügt hinzu, dass das Team eine Reihe von handelsüblichen Farbstoffen getestet habe, die im Körper verwendet werden könnten, aber keine finden konnten, die dem Sonnenlicht ausgesetzt waren. Am Ende nutzte das Team eine Technologie namens Quantenpunkte, winzige halbleitende Kristalle, die Licht reflektieren und ursprünglich entwickelt wurden, um Zellen während der Forschung zu markieren. Der Farbstoff hat sich beim Menschen als sicher erwiesen.

Eine Nahaufnahme eines Mikroskops des Mikronadel-Arrays, das Quantenpunkte in die Haut einbringen könnte. Quelle: KJ McHugh et al. Wissenschaft Translationale Medizin (2019)

Der Ansatz wirft einige Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes auf, sagt Prausnitz, der bei der Erfindung der Mikronadeltechnologie mitgewirkt hat und das Zentrum für Arzneimitteldesign, -entwicklung und -abgabe von Georgia Tech leitet. „Es kann sein, dass Patienten andere Bedenken haben, sich tätowieren zu lassen, persönliche medizinische Informationen auf ihrem Körper mit sich herumzutragen oder andere Aspekte dieses ungewohnten Ansatzes zur Aufbewahrung von Krankenakten“, sagt er. "Verschiedene Menschen und unterschiedliche Kulturen werden wahrscheinlich unterschiedliche Gefühle für ein unsichtbares medizinisches Tattoo haben."

Als die Menschen noch gegen Pocken geimpft wurden, die inzwischen weltweit ausgerottet wurden, bekamen sie durch die Impfung eine sichtbare Narbe am Arm, die es leicht machte, zu erkennen, wer geimpft wurde und wer nicht, sagt Jaklenec. „Aber natürlich wollten wir den Leuten keine Narbe hinterlassen“, sagt sie und merkt an, dass ihr Team nach einem Identifikator suchte, der für das bloße Auge unsichtbar wäre. Die Forscher wollten auch Technologien vermeiden, die noch mehr Datenschutzbedenken aufwerfen würden, wie Iris-Scans und Datenbanken mit Namen und identifizierbaren Daten, sagt sie.

Die Quantenpunkte nach der Verabreichung in die Haut von Nagetieren. Quelle: KJ McHugh et al. Wissenschaft Translationale Medizin (2019)

Die Arbeit wurde von der Bill & Melinda Gates Foundation finanziert und entstand auf direkte Anfrage des Microsoft-Gründers und Philanthropen Bill Gates selbst, der die Bemühungen zur Ausrottung von Krankheiten wie Polio und Masern auf der ganzen Welt unterstützt, sagt Jaklenec. „Wenn wir keine guten Daten haben, ist es wirklich schwierig, Krankheiten auszurotten“, sagt sie.

Die Forscher hoffen, den Punkten weitere Informationen hinzufügen zu können, etwa das Datum der Impfung. Zusammen mit ihnen möchte das Team schließlich Sensoren injizieren, die möglicherweise auch verwendet werden könnten, um Gesundheitsaspekte wie den Insulinspiegel bei Diabetikern zu verfolgen, sagt Jaklenec.

Dieser Ansatz ist wahrscheinlich einer von vielen, die versuchen, das Problem der Speicherung medizinischer Daten von Einzelpersonen zu lösen, sagt Ruchit Nagar, ein Student im vierten Jahr an der Harvard Medical School, der ebenfalls nicht an der neuen Studie beteiligt war. Er leitet eine Firma namens Khushi Baby, die auch versucht, ein System zur Verfolgung solcher Informationen, einschließlich der Impfgeschichte, in den Entwicklungsländern zu entwickeln.

Im nordindischen Bundesstaat Rajasthan haben Nagar und sein Team eine Halskette entwickelt, die einer vor Ort getragenen ähnelt, die medizinische Informationen komprimiert, verschlüsselt und mit einem Passwort schützt. Die Halskette verwendet die gleiche Technologie wie RFID-Chips (Radio-Frequency Identification) – wie sie im Einzelhandel für Bekleidung oder die Startnummern von Sportlern verwendet werden – und bietet den Mitarbeitern des Gesundheitswesens Zugriff auf die Schwangerschaftsgeschichte einer Mutter, das Wachstumsdiagramm und die Impfgeschichte ihres Kindes und Vorschläge, welche Impfungen und andere Behandlungen erforderlich sein könnten, sagt er. Aber Nagar erkennt die möglichen Bedenken an, die all diese Technologien mit sich bringen. „Messaging und kulturelle Angemessenheit müssen berücksichtigt werden“, sagt er.

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