Das Pflaster wird über Sensoren verfügen, die den Puls, den Blutdruck und den Sauerstoffgehalt im Blut des Trägers messen.
Pflaster zur Warnung vor Medikamentenüberdosierung in Entwicklung
Von Dennis Thompson
HealthDay Reporter
DIESTAG, 17. Mai 2022 (HealthDay News) - Angesichts der Epidemie von Drogenüberdosierungen in den Vereinigten Staaten entwickeln Forscher ein tragbares Pflaster, das eine drohende Opioid-Überdosis erkennen und eine lebensrettende Dosis eines Medikaments abgeben kann.
Das Forschungsteam der Indiana University Bloomington hat vom U.S. National Institute on Drug Abuse einen Dreijahreszuschuss in Höhe von 3,8 Millionen Dollar für die Entwicklung des Pflasters erhalten, das zwei verschiedene Spitzentechnologien kombiniert, so Mitentwickler Dr. Ken Mackie, Vorsitzender des Center for Biomolecular Science der Universität.
Das Pflaster, das etwa die Größe eines Nikotinpflasters hat, enthält Sensoren, die den Puls, den Blutdruck und den Sauerstoffgehalt im Blut des Trägers messen, so Mackie. Zu einer Opioid-Überdosis kommt es, wenn Narkotika die Atmung verlangsamen oder zum Stillstand bringen.
"Die Idee ist, dass das Pflaster all diese Variablen kontinuierlich misst", so Mackie. "Durch einen Trainingsalgorithmus mit künstlicher Intelligenz (KI) soll das Pflaster in der Lage sein, eine drohende Opioid-Überdosis zu erkennen, bevor die Sauerstoffsättigung im Blut auf ein gefährlich niedriges Niveau sinkt.
Zu diesem Zeitpunkt würde die zweite Gruppe von Technologien Hunderte von Mikronadeln einsetzen, die das Innere des Pflasters auskleiden und mit dem die Überdosis aufhebenden Medikament Naloxon gefüllt sind.
Schallwellen würden die Nadeln in die Haut drücken und das Rettungsmedikament freisetzen, sagte Mitentwickler Feng Guo, ein Bioingenieur und Assistenzprofessor für intelligente Systemtechnik an der Luddy School of Informatics, Computing and Engineering der Universität.
"Er überwacht dann weiter, ob sich die Situation verbessert", so Mackie. "Wenn der Sensor darauf hindeutet, dass eine Person die Spirale der Überdosierung fortsetzt, wird eine weitere Dosis Naloxon verabreicht."
Den Forschern zufolge könnte das Pflaster sowohl Patienten, denen rechtmäßig Opioid-Schmerzmittel verschrieben wurden, als auch Drogenabhängige retten.
Die kontinuierliche Überwachung des Geräts würde auch ein Problem ausschalten, das bei der Naloxon-Behandlung festgestellt wurde, so Mackie: die Möglichkeit, dass eine Überdosis die Wirkung des Umkehrmedikaments überdauert.
"Der Patient fängt wieder an zu atmen, und 30 Minuten später hat das Naloxon seine Wirkung verloren, aber die Narkosewerte sind immer noch erhöht, so dass der Patient erneut eine Atemdepression entwickelt", sagte Mackie. "Das Gute daran ist, dass das Pflaster dies weiterhin überwacht und erneut behandelt werden kann, wenn dies das Problem ist."
Die Partnership to End Addiction (Partnerschaft zur Beendigung der Sucht) erklärte, dass ein solches Pflaster ein "lebensrettendes Mittel" in der Opioidkrise wäre, die die Vereinigten Staaten weiterhin heimsucht.
Letzte Woche berichteten die US-Zentren für Krankheitskontrolle und -prävention, dass die Zahl der Drogentoten im Jahr 2021 einen neuen Höchststand erreicht hat. In diesem Jahr starben schätzungsweise 107.622 Menschen an einer Überdosis, was einem Anstieg von fast 15 % gegenüber den geschätzten 93.655 Todesfällen im Jahr 2020 entspricht.
"Die automatische Erkennung von Atemdepressionen und die Verabreichung von Naloxon sind von großer Bedeutung, da sie die Anwesenheit einer weiteren Person, die mit Naloxon ausgerüstet ist und weiß, was zu tun ist, überflüssig machen", so Pat Aussem, stellvertretender Vorsitzender für die Entwicklung klinischer Inhalte für Verbraucher bei der Partnership to End Addiction.
Guo hat das Pflaster selbst ausprobiert und sagt, dass es nur ein leichtes Gefühl gibt, wenn die Nadeln auf die Haut drücken.
Mackie und Guo hoffen, dass das Pflaster bis zum Ende ihres dreijährigen Stipendiums für Versuche am Menschen bereit sein wird.
Die Pflaster sollen zunächst Menschen helfen, denen Opioide verschrieben wurden und bei denen das Risiko einer Überdosierung besteht, weil sie die Dosierung oder die Medikation ändern, so Mackie. Die Menschen würden einen Vorrat an Pflastern erhalten, die sie täglich tragen müssten.
"Das ist die Bevölkerungsgruppe, auf die wir bei der anfänglichen Einführung abzielen, weil es sich um eine relativ einheitliche Bevölkerung handelt, die relativ stark in das Gesundheitssystem eingebunden ist", sagte Mackie.
Später könnte die Nutzung auf Menschen ausgeweitet werden, die illegale Drogen konsumieren, möglicherweise durch Behandlungs- oder Schadensbegrenzungsprogramme, sagte Mackie.
Opioidabhängige, die im Gefängnis waren, haben beispielsweise ein höheres Risiko, nach ihrer Entlassung eine Überdosis zu nehmen, und wären eine natürliche Gruppe, die das Pflaster erhalten könnte, bemerkte er.
"Sie sind inhaftiert und werden im Wesentlichen gewaltsam von ihrer Droge entzogen", so Mackie. "Dann werden sie entlassen, und weil sie entzogen wurden, haben sie ihre Toleranz gegenüber Opioiden verloren. Sie nehmen dann die gleiche Dosis wie vorher, nehmen eine Überdosis und sterben.
Man könnte meinen, dass das Pflaster den Drogenkonsum fördert, weil es vor einer Überdosis schützt, aber das ist laut Aussem nicht der Fall.
"Die Nationale Erhebung über Drogenkonsum und Gesundheit hat keine Beweise dafür gefunden, dass Menschen mit besserem Zugang zu Naloxon den Drogenkonsum für sicherer halten", so Aussem.
"Menschen, die sich gegen Hilfsmittel wie das Pflaster aussprechen, sind sich vielleicht nicht bewusst, dass es Wartelisten für die Behandlung gibt, unethische Behandlungsanbieter, Programme, die keine Medikamente anbieten, die helfen können, Versicherungslücken, fehlende Transportmöglichkeiten und Stigmatisierung, die den Zugang zur Behandlung erschweren oder unwirksam machen können", erklärte sie.
"Vor dem Hintergrund dieser Herausforderungen ist eine unserer Elternbetreuerinnen, die die erschütternde Erfahrung gemacht hat, ihren Sohn durch eine Überdosis verloren zu haben, eine entschiedene Verfechterin von Naloxon und Fentanyl-Teststreifen", so Aussem weiter. "Sie sagte: 'Man kann ihnen nicht helfen, wenn sie tot sind', und wies darauf hin, dass sie die Behandlung verdienen, die wir jedem Menschen mit einem lebensbedrohlichen medizinischen Problem zukommen lassen würden."
Obwohl das Pflaster zur Vorbeugung von Überdosierungen entwickelt wird, könnte es auch zur Behandlung anderer Erkrankungen eingesetzt werden, bei denen eine rechtzeitige Medikamentendosis Schaden verhindern und möglicherweise Leben retten kann, so Mackie.
Das Pflaster könnte so programmiert werden, dass es den Blutzuckerspiegel überwacht und Diabetikern Insulin verabreicht, oder dass es auf Anzeichen eines anaphylaktischen Schocks achtet und eine Dosis Epinephrin verabreicht, so die Forscher.
"Die Methodik ist vielleicht auch auf viele andere Krankheitssituationen anwendbar, bei denen man physiologische Parameter überwachen und Medikamente in abgestuften Dosen verabreichen möchte", so Mackie. "Mit dem Pflaster kann man die Dosis sorgfältig anpassen".
Weitere Informationen
Die U.S. Centers for Disease Control and Prevention (US-Zentren für Krankheitskontrolle und -prävention) bieten weitere Informationen über Todesfälle durch Drogenüberdosierung in den Vereinigten Staaten.
