Pankreas-Implantat zur Blutzuckerüberwachung (PanaMEA); Teilprojekt NMI: Pankreas-Interface

Abstract

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts PanaMEA wurde ein neuartiges, vollständig implantierbares Sensorsystem zur kontinuierlichen, driftfreien Überwachung des Blutzuckerspiegels bei Typ-2-Diabetes entwickelt. Das Besondere am Konzept ist die Nutzung der natürlichen elektrischen Aktivität pankreatischer Betazellen als körpereigener Biosensor – ein innovativer Ansatz, der sich grundlegend von bisherigen enzymatischen oder optochemischen Verfahren unterscheidet.

Das Teilvorhaben des NMI zielte auf die Entwicklung eines flexiblen Mikroelektrodenarrays (FlexMEA), das diese Aktivität extrazellulär erfassen kann. In mehreren Iterationsschritten wurden zunächst Oberflächenarrays hergestellt und validiert. Aufgrund der anatomischen Lage der Langerhans-Inseln im Gewebe wurde das Konzept jedoch grundlegend überarbeitet: Es entstand ein einstechbares FlexMEA, das minimalinvasiv über ein PEG-basiertes Shuttle-System implantiert werden kann.

Ex-vivo-Tests im Schweinepankreas sowie mehrere akute In-vivo-Großtierversuche zeigten die prinzipielle Machbarkeit der Methode. Die Signale konnten mit physiologischen Glukosebelastungen korreliert werden. Histologische Analysen belegten die biokompatible Integration des Implantats. Ergänzend wurde eine laparoskopische Implantationstechnik am menschlichen Körperspender erfolgreich demonstriert.

Mit dem entwickelten System wurde ein neuer Weg in der bioelektronischen Medizin eröffnet, der langfristig eine automatisierte, patientenunabhängige Diabetes-Therapie ermöglichen könnte. Die Ergebnisse bilden eine fundierte Grundlage für weiterführende präklinische Studien und die Vorbereitung einer klinischen Translation.