Über die Leistungsfähigkeit moderner Diabetes-Technologie-Produkte

Wir alle kennen die Situation, wo wir mit einem Stecker in der Hand durch fremde Wohnungen oder Hotelzimmer irrend eine freie Steckdose suchen. Wenn es jedoch in den letzten Jahrzehnten nicht massive Weiterentwicklungen bei der Speicherung von elektrischer Ladung in Batterien (präziser: in Akkumulatoren) gegeben hätte, würden unsere Smartphones wesentlicher größer und schwerer sein und auch Elektroautos würde es nicht geben. Die technologische Weiterentwicklung bei stromsparenden Prozessoren, Speicherelementen, Displays, Software etc., die für die Entwicklung und Herstellung moderner Smartphones notwendig waren, sind auch ein Riesenschritt für moderne Medizinprodukte. Die Geräte sehen deshalb auch nicht mehr aus wie früher, sondern ähneln mehr Lifestyle-Produkten, auch wenn es hier immer noch Optimierungsbedarf gibt. Smartphones haben, was die Datenverarbeitungskapazität angeht, eine größere Leistungsfähigkeit als in früheren Zeiten ganze Rechenzentren! So war es vor 20 Jahren nicht vorstellbar, sich auf einem Handy einen Spielfilm in voller Länge anzuschauen!

Aktuelle Systeme zur automatisierten Insulinzufuhr (AID) bestehen aus mindestens drei Produkten (CGM-System, Smartphone, Insulinpumpe), die ohne eine ausreichende und stabile Stromzufuhr schlichtweg nicht funktionieren und auch nicht mit den anderen Komponenten kommunizieren könnten. Dabei ist der Energiebedarf für die Interaktion der Komponenten untereinander nicht unerheblich und wenn Daten dann noch an externe Stellen versandt werden sollen, z.B. in die CLOUD, kommt weiterer Strombedarf hinzu.

Vor diesem Hintergrund ist ein Artikel mit einer Länge von 99 Seiten, fast 500 Zitaten und diversen guten Abbildungen interessant, denn er beschäftigt sich mit der Stromversorgung von implantierbaren oder schluckbaren Produkten (Yang SY et al. Powering Implantable and Ingestible Electronics; Adv Funct Mater. 2021 October 26; 31(44): doi:10.1002/adfm.202009289). Solche Produkte werden zunehmend zur Erkennung von physiologischen und pathophysiologischen Signalen eingesetzt und ermöglichen auch die Behandlung von Erkrankungen, die nicht extern durchgeführt werden können. Die begrenzte Lebensdauer ihrer Energiequellen stellt dabei eine große Herausforderung bei der Entwicklung dieser Geräte dar. Es ist von erheblicher Bedeutung, ob der Strombedarf konstant gleichmäßig auf einem niedrigen Niveau sein kann oder ob es kurzfristig einen hohen Strombedarf gibt und dann über längere Zeit nur einen geringen. Zu neuartigen Energieversorgungstechnologien gehören Batterien, die sowohl als Energiequelle wie auch zur Energiespeicherung dienen können. Auch Batterien, die Energie aus dem menschlichen Körper gewinnen können (z.B. durch Körperbewegungen), und Batterien, die drahtlos über externe Quellen aufgeladen werden können, sind von Interesse. Je nach Einsatzort und Strombedarf können recht unterschiedliche Energiegewinnungs- und -übertragungsmethoden sinnvoll sein.

Fazit: Die weitere Entwicklung von sicheren und kompakten Batterien mit einer hohen volumetrischen Energiedichte ist also enorm wichtig für Diabetes-Technologie. Nur damit kann es zukünftig implantierbar AID-Systeme geben, die dann nicht mehr sichtbar sind und Anwendern die ersehnte Diskretion bei der Diabetestherapie geben. Bei den aktuellen Systemen müssen mindestens zwei Produkte am Körper getragen werden und dazu kommt – je nach AID-System – noch ein Insulininfusionskatheter und ein Smartphone. Für das eigene Körperbild kann dies durchaus als störend empfunden werden bzw. ist es bei Sport und anderen körperlichen Aktivitäten ja auch.

DiaTec weekly – Dezember 3, 21