Mikrodosiersysteme machen funktionellere Lösungen möglich

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Hahn-Schickard

Mikrodosiersystem für den direkten Einsatz im Mundraum in der Entwicklung

Sicherlich würde man ein Mikrodosiersystem zunächst nicht im Mundraum erwarten. Aufgrund der genannten Vorteile und mithilfe fortschreitender Miniaturisierung entstehen jedoch auch an dieser Stelle erste Geräte. Das sich derzeit noch in der Entwicklung befindende Buccal-Dose-System von HSG-IMT ist Teil einer herausnehmbaren Zahnprothese (Bild 4).

Auf der Zahnprothese sind zwei nebeneinander liegende Backenzähne miteinander verbunden und enthalten eine zur Backenseite hin offene Aussparung, in der eine Medikamentendosierkartusche magnetisch befestigt werden kann. Die Kartusche selbst besteht aus Kunststoff und enthält zwei separate Kammern, die durch eine elastische Wand getrennt sind. Die erste Kammer ist mit Salz befüllt, während die zweite das flüssige Medikament enthält. Wasser aus dem Mundspeichel kann nun über eine semipermeable Membran in die Salzkammer einströmen.

Für das Salz ist die Membran undurchlässig und verhindert so ein Austreten. Physikalische Grundgesetze führen dazu, dass so lange Wasser in die Kammer strömt, bis die Salzlösung unendlich verdünnt ist. Die Wasserzunahme durch diesen als Osmose bezeichneten Vorgang führt zu einer Ausdehnung der elastischen Wand in die zweite Kammer hinein. Dadurch wird das dort enthaltene Medikament an die Backenschleimhaut ausgestoßen.

Mikrodosiersystem mit osmotischem Antrieb

Dieser osmotische Antrieb führt ohne jegliche Elektronik zu einer extrem gleichmäßigen Medikamentenabgabe. Zusammen mit den günstigen Aufnahmeeigenschaften der Backenschleimhaut kann so die Konzentration des Wirkstoffs im Blutkreislauf eines Patienten sehr genau eingestellt werden. Für Krankheiten, wie etwa Parkinson, ist dies von großem Interesse. Je weiter die Parkinson-Krankheit fortschreitet, desto exakter muss eine bestimmte Wirkstoffkonzentration im Blut gehalten werden, da sowohl Unter- als auch Überdosierung zu unerwünschten Nebeneffekten führt.

Es ist offensichtlich, dass die gezeigten Mikrodosiersysteme nur einen kleinen Auszug aus dem breiten Anwendungsfeld der Mikrodosierung in der Medizintechnik darstellen. Grundsätzlich lässt sich ableiten, dass die fortschreitende Miniaturisierung immer funktionellere Geräte ermöglicht. Dabei muss ein Gerät nicht notwendigerweise komplett „Mikro“ sein. Vielmehr werden Mikrotechniken gezielt dort eingesetzt, wo sie einen Mehrwert versprechen. Für die Zukunft wird die individualisierte Medizin sicherlich eine treibende Kraft bei der Entwicklung neuer Mikrodosiersysteme darstellen. Dabei steht nicht nur eine individuellere und somit verbesserte Therapieführung im Fokus, sondern auch die damit verbundene Senkung der Behandlungskosten.

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* Dipl.-Ing. Sven Spieth leitet die Gruppe Mikro-Medizin und Dr.-Ing. Stephan Messner den Bereich Mikrofluidik am Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft e.V. (HSG-IMIT) in 78052 Villingen-Schwenningen

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