Medikamentenspiegel mit bloßem Auge sichtbar machen

Einen Schnell­test, der unter anderem den Medika­menten­spiegel im Blut messen kann, entwick­eln Pots­damer Fraun­hofer-Forsch­er im Rah­men des Leis­tungszen­trums „Inte­gra­tion biol­o­gis­ch­er und physikalisch-chemis­ch­er Mate­ri­al­funk­tio­nen“. Ziel ist es, Pro­duk­te zu entwick­eln, die in möglichst weni­gen Prozesss­chrit­ten gefer­tigt wer­den kön­nen und dabei über möglichst viele tech­nisch rel­e­vante Funk­tio­nen ver­fü­gen. Am 29. Novem­ber 2017 trafen sich die Beteiligten, um die Fortschritte einiger Pro­jek­te seit dem Start des Leis­tungszen­trums im April 2017 vorzustellen.

Erst eine schwere Depres­sion, dann ein Band­scheiben­vor­fall und eine Knieop­er­a­tion – ein beispiel­hafter Werde­gang für einen Patien­ten, der anschließend täglich einen Mix aus Anti­de­pres­si­va und ver­schiede­nen Schmerzmit­teln nehmen muss. Die Medika­mente müssen fein aufeinan­der abges­timmt sein, damit sie opti­mal wirken, wenige Neben­wirkun­gen her­vor­rufen und die inneren Organe so wenig wie möglich belas­ten. Doch Auf­nahme, Trans­port, Verteilung und Abbau von Medika­menten im Kör­p­er sind sehr indi­vidu­ell und abhängig von Fak­toren wie der Ernährung oder der Ein­nahme von anderen Medika­menten. Hinzu kommt, dass manche Medika­mente bei Über­dosierung starke Vergif­tungser­schei­n­un­gen her­vor­rufen kön­nen. Die Über­prü­fung der Blutkonzen­tra­tion des verabre­icht­en Wirk­stoffs ist daher ein wichtiger Bestandteil der mod­er­nen medika­men­tösen Ther­a­pie. Doch das soge­nan­nte Ther­a­peutis­che Drug Mon­i­tor­ing (TDM) ist aufwändig und wird bish­er nur im Labor durchgeführt.

Blutanalyse im Schnellverfahren

Ein Schnell­test, der ähn­lich wie ein Schwanger­schaft­stest aufge­baut ist, soll in weni­gen Jahren die Mes­sung vere­in­fachen. „In unserem Test möcht­en wir keine herkömm­lichen Farb­stoffe zur Erken­nung spez­i­fis­ch­er Moleküle ver­wen­den, da wir vor allem far­bige Flüs­sigkeit­en wie Blut messen wollen. Und alles, was den Test­streifen ver­färbt, ver­fälscht das Ergeb­nis“, erk­lärt Dr. Eva Ehren­tre­ich-Förster vom Fraun­hofer-Insti­tut für Zellther­a­pie und Immunolo­gie, Insti­tut­steil Bio­an­a­lytik und Bio­prozesse (Fraun­hofer IZI-BB), die das Test­sys­tem entwick­elt. Gemein­sam mit Dr. André Geßn­er, vom Fraun­hofer-Insti­tut für Ange­wandte Poly­mer­forschung (Fraun­hofer IAP) in Pots­dam-Golm möchte sie einen Schnell­test etablieren, mit dem die Konzen­tra­tion eines Medika­ments im Blut mit bloßem Auge sicht­bar gemacht wer­den kann – und zwar direkt vor Ort und ohne den Ein­satz teur­er Messgeräte.

Als Farb­stoffe inte­gri­eren die Forsch­er neue nanoskopis­che Struk­turen in einen Test­streifen. An diesen Struk­turen ist ein für ein Medika­ment spez­i­fis­ches Erken­nungsmolekül gebun­den. Je nach­dem, ob das Medika­ment daran bindet, leuchtet der Messpunkt in sein­er entsprechen­den Farbe. »Der Clou bei diesem neuar­ti­gen Test­sys­tem ist, dass schon ger­ing­ste Men­gen ein­er Sub­stanz erkan­nt wer­den kön­nen. Zudem kön­nen gle­ich mehrere Sub­stanzen gle­ichzeit­ig detek­tiert wer­den, die dann in unter­schiedlichen Far­ben leucht­en«, so Geßn­er, der die nanoskopis­chen Farb­stoffe entwickelt.

Aktuell befind­et sich das Pro­jekt noch in ein­er frühen Entwick­lungsphase. Bis das neue Test­sys­tem auf den Markt kommt, wer­den voraus­sichtlich noch min­destens drei Jahre vergehen.

Leistungszentrum „Integration biologischer und physikalisch-chemischer Materialfunktionen“

Die Entwick­lung des Schnell­tests ist eines von 18 Pro­jek­ten im Leis­tungszen­trum, das von Prof. Dr. Alexan­der Bök­er, dem Leit­er des Fraun­hofer IAP und Prof. Dr. Hans-Ulrich Demuth, dem Leit­er des Fraun­hofer IZI-BB koor­diniert wird. Gefördert wird das Leis­tungszen­trum durch die Min­is­te­rien für Wis­senschaft, Forschung und Kul­tur (MWFK) sowie für Wirtschaft und Energie (MWE) des Lan­des Bran­den­burg sowie durch die Fraun­hofer-Gesellschaft. Das Know-how viel­er Forschung­sein­rich­tun­gen ver­schieden­er Wis­senschaft­sor­gan­i­sa­tio­nen in Bran­den­burg und Berlin soll in dem Leis­tungszen­trum gebün­delt wer­den. Über 30 Unternehmen haben bere­its Inter­esse bekun­det, die Entwick­lun­gen des Leis­tungszen­trums ver­w­erten zu wollen.