Mit dem Smartphone lassen sich einige sinnvolle Dinge tun: Die Route berechnen, die nächste Notapotheke finden oder auch schnell vor dem Abflug noch checken, ob zu Hause der Backofen ausgestellt ist. Aber mit dem Smartphone den Blutzucker messen? Das ermöglicht jetzt mit „GPhone“ eine neu entwickelte Smartphone-Hülle, mit mit einem 3D-Drucker hergestellt wird und so sehr kostengünstig (auch selbst) hergestellt werden kann.

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Das Smartphone hilft uns dabei Hürden des Alltags mit weniger Aufwand zu meistern. Doch es hat auch den Ruf, Menschen mit Social Media-Feeds und Spielen wie Angry Birds süchtig zu machen. Ein zweischneidiges Schwert. Seit einigen Jahren werden für mobile Geräte immer häufiger Apps, die der Gesundheit nutzen, angeboten. Fitness- und Schlafüberwachungs-Apps nehmen zunehmend Speicherplatz auf der Festplatte ein und werden für Menschen immer wichtiger. Neben der Software kann aber auch die Hardware das Leben der Menschen vereinfachen.

Der neueste Durchbruch auf diesem Gebiet stammt von Ingenieuren der University of California San Diego. Ihr Ziel ist es, Diabetespatienten mit einer einfachen Smartphone-Hülle jederzeit eine unkomplizierte Blutzuckermessung zu ermöglichen. Ihre Hülle nennen sie GPhone.

Das GPhone soll Diabetespatienten helfen.
Das GPhone soll Diabetespatienten helfen, künftig nicht mehr zusätzliche Geräte zur Blutzuckermessung dabei zu haben (Bild © David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering).

„Die Integration der Blutzuckermessung in ein Smartphone würde die Notwendigkeit für Patienten, ein separates Gerät zu tragen, überflüssig machen“, sagte Patrick Mercier, Professor für Elektrotechnik und Computertechnik an der UC San Diego. „Ein weiterer Vorteil ist die Fähigkeit, Blutglukosewerte vom Telefon selbständig zu einem Pflegedienstleister zu senden oder in einem Cloud-Service zu speichern.“

Details zu dem Projekt hat das Team des „Center for Wearable Sensors“ der UC San Diego in einer Abhandlung mit dem Titel „Re-usable electrochemical glucose sensors integrated into a smartphone platform“ auf sciencedirect.com veröffentlicht. Es erschien außerdem in der Zeitschrift Biosensors and Bioelectronics. Die Technologie ermöglicht es einer Person mit Diabetes, ihren Blutzuckerspiegel jederzeit mit ein paar einfachen Komponenten und der dazugehörigen App zu überprüfen. Hauptbestandteil ist eine schlanke, speziell entwickelte Smartphone-Hülle, die mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie kostengünstig hergestellt werden kann. Diese hat an einer Ecke einen wiederverwendbaren integrierten Sensor.

Sensor Außenbereich
Der Bereich mit dem Sensor von außen (Bild © David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering).

In einem 3D-gedruckten Stift, angebracht an der Seite des Smartphone-Gehäuses, befindet sich eine Reihe kleiner, enzymgefüllter Pellets, die magnetisch am Sensor angebracht sind. Diese Pellets enthalten ein Enzym namens Glucoseoxidase, das mit Glucose reagiert. Diese chemische Reaktion erzeugt ein elektrisches Signal, das von den Elektroden des Sensors gemessen wird. Je größer das Signal, desto höher ist die Glucosekonzentration. Tests mit bekannten Glukosekonzentrationen haben gezeigt, dass das System den Blutzuckerspiegel mit sehr hoher Genauigkeit messen kann.

Um Glucosespiegel zu testen, gibt ein Benutzer ein Pellet auf den Sensor, wodurch dieser aktiviert wird. Der Benutzer gibt dann eine Blutprobe ab und der Sensor misst die Blutglukosekonzentration. Die Daten werden dann per Bluetooth drahtlos an eine speziell entwickelte Android-App übertragen. Diese Software zeigt die Zahlen einfach auf dem Smartphone-Bildschirm an, damit der Benutzer sie leicht lesen kann. Der gesamte Vorgang dauert lediglich 20 Sekunden.

Im nächsten Schritt werden echte Blutproben getestet, statt nur vorbereitete Glukosekonzentrationen zu verwenden. Der aktuelle Prototyp verwendet mindestens ein Dutzend Tropfen pro Test, was mehr ist als bei einem Fingerstich. Um das System wirtschaftlich rentabel zu machen, ist es notwendig, den Preis der Pellets zu senken. Sie sind etwas teurer als die derzeit verwendeten Teststreifen.

Sensor GPhone
Der Sensor in der 3D-gedruckten Hülle (Bild © David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering).

Wenn dieses Projekt erfolgreich ist, hofft das Team, eines Tages eine Möglichkeit zu finden, diese Art von Sensortechnologie direkt in das Smartphone zu integrieren. Die Anwendung muss nicht auf Diabetes-Patienten beschränkt sein. Laut Professor Wang, Professor für Nanoengineering, „ist dieses System vielseitig und kann leicht modifiziert werden, um andere Substanzen für Anwendungen im Gesundheitswesen, in der Umwelt und in der Verteidigung zu finden“. Das National Institute of Biomedical Imaging und Bioengineering der National Institutes of Health hat die Arbeit der Ingenieure teilweise unterstützt. Mehr darüber auch in Zukunft im 3D-grenzenlos Magazin und in unserem kostenlosen 3D-Drucker-Newsletter (hier anmelden).

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