Implantierbarer Sensor aus Goldnanopartikeln

Ein Forschungsteam der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz hat ein auf Goldnanopartikeln basiertes Implantat entwickelt, das über mehrere Monate kontinuierlich Informationen über die Konzentration verschiedener Biomarker oder Medikamente im Körper liefern könnte. Bisherige implantierbare Sensoren halten einem Langzeiteinsatz im Körper nicht stand. Denn es kommt einerseits zu Abstoßungsreaktionen des Körpers auf den Fremdkörper, zum anderen verblasst mit der Zeit die Farbe, die als Indikator für Konzentrationsänderungen eines bestimmten Stoffes verwendet wird.

Damit die Nanopartikel im Körper nicht wegschwimmen oder abtransportiert werden, sind sie in ein poröses Hydrogel mit gewebeähnlicher Konsistenz eingebettet, in das kleine Blutgefäße und Zellen hineinwachsen können. Sobald die auf den Goldnanopartikeln angebrachten Rezeptoren die über die Blutbahn transportierten Arzneimittelstoffmoleküle binden, werden Farbveränderungen hervorgerufen, die mit einem speziellen Messgerät nicht-invasiv durch die Haut sichtbar gemacht werden. In Tierversuchen mit haarlosen Ratten konnte dies nach Verabreichung verschiedener Dosen eines Antibiotikums beobachtet werden.

Nach Angaben der Wissenschaftler eignen sich Goldnanopartikel sehr gut als Plattform für implantierbare Sensoren, da sie relativ einfach mit verschiedenen Rezeptoren beschichtet werden können, und dauerhaft ihre Farbe behalten. Mögliche Einsatzbereiche dieses „unsichtbaren Tattoos“ finden sich in der Arzneistoffentwicklung, der medizinischen Forschung oder der personalisierten Medizin.

Veröffentlichung: K. Kaefer et al., Implantable Sensors Based on Gold Nanoparticles for Continuous Long-Term Concentration Monitoring in the Body, Nano Letters, 30. März 2021, DOI:10.1021/acs.nanolett.1c00887

Autor: Thip Pruckner, Market Intelligence Expert, SVP Deutschland AG
Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 31.03.2021