Forschende um Martin Fussenegger berichten in Science über ein anorganisches, drahtlos betriebenes Implantat, das Glukose in über den Urin ausgeschiedenes Glukonat umwandelt; getestet wurde nur an Mäusen, nicht am Menschen.

Forschende der ETH Zürich haben ein experimentelles elektronisches Implantat beschrieben, das den Blutzucker ohne Insulin oder herkömmliche Medikamente senkt, wie aus einer in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie und einer Mitteilung der Hochschule hervorgeht. Das Team um Martin Fussenegger vom Departement für Biosysteme in Basel baute einen Katalysator aus Graphitfilz, der mit winzigen Goldclustern bedeckt ist, die ihrerseits mit noch kleineren Platinpartikeln beschichtet sind. Unter Strom wandelt die Oberfläche Glukose in Glukonat um, das der Körper über den Urin ausscheiden kann. Anders als frühere Entwürfe der Gruppe auf Basis gentechnisch veränderter Netzwerke enthält dieser Katalysator weder lebende Zellen noch Enzyme, was nach Angaben der Forschenden Probleme bei Immunverträglichkeit, Stabilität, Herstellung und Zulassung verringern könnte.

Das System arbeitet als geschlossener Regelkreis. Ein herkömmlicher Glukosesensor, ähnlich den am Oberarm getragenen, misst die Glukose im Gewebe und sendet die Daten per Bluetooth an ein Smartphone oder eine Smartwatch. Steigen die Werte zu stark an, etwa nach einer Mahlzeit, aktiviert das verbundene Gerät das Implantat, das über eine Elektronik in einem 3D-gedruckten Gehäuse drahtlos mit 13,56 MHz mit Energie versorgt wird. Kehrt die Glukose in den Zielbereich zurück, schaltet sich das Implantat ab, was einen zu starken Abfall des Blutzuckers verhindern soll. Da die umgewandelte Glukose ausgeschieden statt gespeichert wird, könnte der Ansatz nach Ansicht der Autoren auch die Fettansammlung begrenzen, ein Problem, das Insulin nicht löst.

Im Labortest wandelte der Katalysator Glukose in einer 5-Liter-Nährlösung um, was etwa dem Blutvolumen eines Erwachsenen entspricht. Bei diabetischen Mäusen regulierte das Implantat den Blutzucker präzise, und die Tiere verloren über sechs Wochen an Gewicht; das Gerät funktionierte in dieser Zeit weiter und wurde gut vertragen. Fussenegger sagte, das Niedrigspannungssystem habe keine Hinweise auf Gewebeschäden durch elektrische oder thermische Effekte gezeigt. Am Menschen wurde das Implantat noch nicht getestet; weitere Studien müssen zeigen, ob es bei Menschen sicher und wirksam ist. Als Nächstes will das Team daraus ein Medizinprodukt für klinische Tests entwickeln.