3D-gedruckter ‘E-Ring’: Schmerzfreie Überwachung für Diabetiker

Wissenschaftler der Nationalen und Kapodistrias-Universität Athen haben ein neues Gerät in 3D gedruckt, mit dem Diabetiker ihren Blutzuckerspiegel ohne Nadelstich messen können. Es wird nur Schweiß und ein Smartphone für die Überwachung benötigt.

Mit einem Flashforge Creator Pro 3D-Drucker und leitfähigem Filament konnte das Team einen elektrochemischen Ring (oder “E-Ring”) herstellen, der drei Kunststoffelektroden enthält. Nach dem Anschluss an eine Mini-Schaltkreisplatine konnten die Sensoren mithilfe von Biomarkern den Blutzuckerspiegel des Trägers präzise messen. Somit haben sie eine Alternative zu der herkömmlichen Messung mit Nadeln geschaffen.

Die Wissenschaftler erstellten ihre Wearables mit einem Dual-Extrusions-3D-Drucker und TPU. Während sie letztendlich vier verschiedene Prototypen herstellten, hatten alle das gleiche Grundlayout: eine grüne zylindrische Struktur mit drei Elektroden auf Kohlenstoffbasis in ihrem Inneren.

Nach dem Druck haben die Forscher ihre Sensoren mit Gold galvanisiert, so dass sie über eine Platine mit einem Samsung J5 Smartphone verbunden werden können, um die Glukosemesswerte anzuzeigen. Um ihre Geräte zu testen, setzte das Team sie dann einer zuckerhaltigen “künstlichen Schweißlösung” aus. Die Forscher stellten fest, dass eine höhere Goldbedeckung genauere Messwerte lieferte.

In späteren Untersuchungen trug ein Proband den E-Ring, während und nach einer Mahlzeit, und das Gerät registrierte einen signifikanten Anstieg des Blutzuckerspiegels direkt nach dem Essen. Etwa zwei Stunden später erkannten die Sensoren, dass der Blutzuckerspiegel der Testperson wieder auf den Normalwert zurückfiel, was die Wirksamkeit des Geräts bei der Umwandlung von verschwitzten Biomarkern in Messwerte beweist.

Obwohl der E-Ring im Vergleich zu den Messwerten eines Standard-Blutzuckermessgeräts geringe Abweichungen aufwies, behauptet das griechische Team, dass diese durch weitere Forschung und Entwicklung behoben werden können. Tatsächlich sind die Wissenschaftler von der Präzision ihres Geräts so überzeugt, dass sie glauben, dass ihre Forschung den Weg dafür ebnet, dass Blutzuckermessgeräte im eigenen Haus in 3D gedruckt werden können, sowohl in Laborumgebungen als auch in Endnutzungsszenarien wie Krankenhäusern.

Die Ergebnisse der Forscher sind in ihrem Paper mit dem Titel “Smartphone-Addressable 3D-Printed Electrochemical Ring for Nonenzymatic Self-Monitoring of Glucose in Human Sweat” detailliert beschrieben. Die Forschung wurde von Vassiliki Katseli, Anastasios Economou und Christos Kokkinos mitverfasst.