Mobile Medikation

Tragbare medizinische Geräte, oder auch Wearables, sind Vorboten für eine neue Ära in der Medizin, in der Diagnosen präziser sind und sich Gesundheitszustände kontinuierlich und mit weniger ‚Arztbesuchen‘ als herkömmlich überwachen lassen. Auch Behandlungen können in einer individuell auf den Patienten zugeschnittenen Form genau dann erfolgen, wenn es notwendig ist. 

Kein Wunder, dass der Markt für Wearables laut einer Prognose von Market Watch von 17,4 Milliarden USD in 2020 bis 2030 auf 56,6 Milliarden USD anwachsen wird. Das würde einer jährlichen Wachstumsrate von durchschnittlich 19,5 Prozent entsprechen. 

Technisch gesehen sind tragbare medizinische Geräte nichts Neues. So tragen die Verbraucher zum Beispiel bereits seit den 1980er-Jahren Nikotinpflaster. Doch jetzt kommt eine neue Generation intelligenter Wearables auf, zu denen auch implantierbare Produkte zählen, die nicht nur ein Symptom behandeln,sondern gleichzeitig eine riesige Menge an Gesundheitsdaten erfassen. Diese Produkte bieten zuverlässige Möglichkeiten für eine Medikamententherapie, ohne dass die Medikation und Verabreichung durch geschultes Personal erfolgen muss. Sensoren ermöglichen Ärzten gleichzeitig eine Überwachung der Vitalwerte sowie verschiedener Parameter, wie Glukosespiegel und physische Aktivitäten in Echtzeit.

„Tragbare Geräte erlauben einen stärker patientenorientierten Diagnose- und Therapieansatz als es in der Vergangenheit möglich war. Bisher ging man in die Arztpraxis, erhielt eine Diagnose und dann ein Rezept“, so Ursula Nollenberger.

„Diese Wearables erfassen häufig Daten in Echtzeit, also nicht erst einen Monat später oder erst wenn man beim Arzt vorstellig wird. Die Diagnose erfolgt also schneller, was mehr präventive Maßnahmen ermöglicht, sodass die Gesamtkosten für das Gesundheitswesen sinken.“

Die Technologie hinter den Wearables entwickelt sich dabei äußerst zügig und Konstruktionen werden immer komplexer. Hersteller müssen Geräte und Komponenten konstruieren, die implantiert werden können und sich auf kleinstem Raum realisieren lassen. Für sie bedeutet dies Herausforderungen in Bezug auf kleinste Bauteile im Mikrobereich und Maßen von weniger als 5 mm oder Gewichten unter 0,02 Gramm. Auch die Form der Medikation entwickelt sich rasch: Arzneimittel werden mittlerweile in kleine medizinische Geräte auf unter anderem Silikonbasis integriert, um sie mit weniger Nebenwirkungen gezielter an den Körper abzugeben. 

Die Geräte müssen dabei viele Vorgaben erfüllen — daher steigt die Nachfrage nach biokompatiblen, resorbierbaren und implantierbaren Werkstoffen mit entsprechenden Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Rückverfolgbarkeit, Adhäsion, Absorption von pharmazeutischen Wirkstoffen (API) oder Gleitfähigkeit rapide an. Wearables, die den medizinischen Anforderungen genügen, müssen letztendlich auch dem Bedarf des Patienten entsprechen, im Alltag einen höheren Komfort und optimale Mobilität gewähren und einfach zu bedienen sein.

„Der Schlüssel zu einem erfolgreichen Wearable liegt im Design“, sagt Nollenberger. „Die erfolgreichsten Produkte vereinen eine brillante Idee mit dem, was fertigungstechnisch realisierbar ist. Wichtige Fragen dabei sind: Wie lässt sich eine Designidee in Serienproduktion umsetzen und nicht nur ein Einzelexemplar? Ist der Fertigungsprozess skalierbar? Ist er bezahlbar? Ist er robust genug? Und schließlich: Erfüllt es den vorgesehenen Zweck in optimaler Weise?“ 

Fortschritte werden nicht nur durch die Grenzen des technisch Machbaren gesteuert, sondern es gibt auch zahlreiche rechtliche Hürden. Unter anderem ist Datenschutz ein umstrittener Aspekt. Da der Sektor insgesamt recht neu ist, bleiben rechtlichen Vorgaben häufig in Bewegung mit fortlaufend neuen Anforderungen zu unterschiedlichsten Aspekten — vom biologischen Risiko der Produkte bis zur Kontrolle von Standards für chemische Substanzen und vielem mehr.

„Insgesamt steht einiges auf dem Spiel“, meint Nollenberger. „Wenn man ein medizinisches Gerät in sich trägt, welches den Glukosespiegel überwacht, muss es einfach nahtlos funktionieren. Es geht um Menschenleben.“

Viele Herausforderungen lassen sich dabei bewältigen, indem die Gerätedesigner frühzeitig mit erfahrenen Herstellern medizinischer Komponenten zusammenarbeiten. So kann bereits in frühen Entwicklungsphasen das Fachwissen unterschiedlichsterAspekte in Konstruktion und Produktion einfließen. Dies schließt zum Beispiel Prototypen, Produkt- und Prozessentwicklung, Werkstoffauswahl und Verarbeitungein, aber auch die Bereiche Werkzeugbau, Qualitätsplanung, Planung on Validierungen und Zulassungen.

Mit den richtigen Partnerschaften steht dem erweiterten Einsatz von Wearables, zwecks zunehmend effektiverer Diagnostik und Therapierung der Patienten, nichts im Wege. Das Tempo des technologischen Wandels hängt vielfach davon ab, wie schnell es den Entwicklern gelingt, wissenschaftliche Erkenntnisse in funktionale, skalierbare Geräte umzusetzen, erläutert Nollenberger: „Forschungsergebnisse sind in vielen Fällen bereits vorhanden und bereits nutzbar, um in Anwendungen umgesetzt zu werden. Für die Umsetzung gilt es dann, die richtigen Verbindungen zwischen Entwicklern von Produkt, Material, und Fertigungsprozess herzustellen.“ 

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