KOBLENZ-REMAGEN – Hochschule Koblenz erhält Förderung für Forschungsprojekt „WearALab“
KOBLENZ-REMAGEN – Hochschule Koblenz erhält Förderung für Forschungsprojekt „WearALab“ – Mini-Labor auf der Haut soll Labordiagnostik alltagstauglich machen
Die Hochschule Koblenz führt ein vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördertes Forschungsprojekt zur Entwicklung innovativer medizinischer Diagnostik durch. Im Projekt „Autarke Mini-Analyseplattform auf der Haut – WearALab“ entwickeln Forschende ein tragbares Miniaturlabor auf der Haut. Dieses basiert auf einer Mikronadel-Technologie. Ziel ist es, Biomarker minimalinvasiv und kontinuierlich zu messen. Für die vierjährige Projektlaufzeit erhält die Hochschule Koblenz eine Förderung in Höhe von 1,5 Millionen Euro.
Medizin im Wandel – Bedarf an neuer Diagnostik
Die medizinische Versorgung befindet sich in einer Transformation. Einerseits steigt der Kostendruck im Gesundheitssystem, andererseits verschlechtert sich vielerorts – insbesondere im ländlichen Raum – die ärztliche Versorgung. Gleichzeitig eröffnen neue Technologien Chancen, medizinische Diagnostik stärker in den Alltag der Menschen zu integrieren.
Voraussetzung hierfür sind neue Messsysteme, die die kontinuierliche Messung physiologischer und biochemischer Parameter ermöglichen. Bislang mangelt es jedoch an geeigneten diagnostischen Medizinprodukten, die solche Laborwerte für ein regelmäßiges Hintergrundscreening bereitstellen.
Grenzen heutiger Wearables
Körpernah getragene Geräte wie Smartwatches oder Blutzuckermessgeräte ermöglichen bereits eine kontinuierliche Erfassung von Vitalparametern im Alltag. Für eine zuverlässige medizinische Labordiagnostik sind viele dieser Verfahren jedoch nur eingeschränkt geeignet, etwa aufgrund begrenzter Messgenauigkeit, kurzer Sensorlebensdauer oder aufwendiger Handhabung. Genau hier setzt das Forschungsprojekt WearALab an.
Mikronadel-Patches als Schlüsseltechnologie
Unter der Leitung von Prof. Dr. Lukas Scheef entwickelt das Projekt sogenannte Mikronadel-Array-Patches (MAP). Das sind innovative Pflaster mit vielen mikroskopisch kleinen Nadeln. Diese dringen schmerzfrei in die obersten Hautschichten ein, ohne Schmerzrezeptoren zu erreichen. Dabei werden weder Blutgefäße verletzt noch tiefere Gewebeschichten erreicht. Statt Blut wird die Zwischenzellflüssigkeit aufgenommen. Durch die Analyse dieser Zwischenzellflüssigkeit können Biomarker wie Glukose, Elektrolyte oder Laktat bestimmt werden.
Ein zentraler Vorteil des Verfahrens: Die Analyse erfolgt optisch und damit ohne Verbrauch von chemischen Reagenzien. Dadurch können die Sensoren deutlich länger eingesetzt werden als viele bisherige Systeme. „Diese Technologie bietet zahlreiche Vorteile, die zu einer hohen Akzeptanz bei Patientinnen und Patienten beitragen können“, betont Prof. Dr. Lukas Scheef, Leiter des Forschungsprojekts und ergänzt: „Die neuen Wearables sollen den Nutzenden eine schmerzfreie Anwendung bei gleichzeitig möglichst langer Tragedauer ermöglichen.“ Weitere Vorteile sind die einfache Nutzung („stick and go“) und eine batterielose Nutzung. Dadurch entfällt ein erforderliches Aufladen. Die im Projekt entwickelte Technologie eröffnet vielfältige Einsatzbereiche wie beispielsweise eine ambulante Langzeitbegleitung von Patientinnen und Patienten oder die Trainings- und Wettkampfüberwachung im Sport.
Interdisziplinäre Zusammenarbeit
Neben Projektleiter Prof. Dr. Lukas Scheef sind an dem Forschungsvorhaben Prof. Dr. Wolfgang Kiess, Prof. Dr. André Steimers, Prof. Dr. Marco Junglas sowie Prof. Dr. Georg Schmidt beteiligt. Als Praxispartner unterstützen die Lohmann GmbH & Co. KG sowie die Quarasoft GmbH das Projekt.
Beitrag zur wissenschaftlichen Nachwuchsförderung
Aus dem Forschungsprojekt ergeben sich enge Anknüpfungspunkte zu den in Rheinland-Pfalz neu etablierten Promotionsclustern „Nachhaltige Technik und Naturwissenschaften“ sowie „Medical and Environmental Life Sciences“. Diese ermöglichen erstmals eigenständige Promotionen an Hochschulen für angewandte Wissenschaften (HAW) und stärken damit nachhaltig die Forschung und den wissenschaftlichen Nachwuchs an der Hochschule Koblenz. Foto: Hochschule Koblenz/ Justin Osenberg)
Foto: Die Beteiligten der Forschungsgruppe zeigen modellhaft einen Querschnitt durch die Haut, ein vergrößertes Mikronadelpatch sowie Modelle der Patches in Originalgröße: Prof. Dr. Marco Junglas, Prof. Dr. Lukas Scheef, Mario Utsch (MSc), Melina Schmitz (MSc), Tim Evers (BSc), Prof. Dr. André Steimers, Prof. Dr. Wolfgang Kiess. Nicht auf dem Bild: Prof. Dr. Jens-Georg Schmidt.
