Implantierbare Pumpe gegen Opiat-Überdosis
Innerhalb von 20 Jahren sind in den USA im Rahmen der Opioid-Krise fast 850.000 Menschen an Drogen-Überdosierungen gestorben. Im vergangenen Jahr gab es rund 100.000 Opfer, zumeist durch Opiate wie das synthetische Fentanyl. Medizintechniker wollen diesem Massensterben jetzt mit einer neuen Antidot-Pumpe zum Implantieren begegnen.
"US-Ingenieure haben ein Implantat entwickelt, das eine Opiatüberdosierung erkennen und automatisch durch die Injektion von Naloxon beenden kann. Der Publikation in 'Device' (DOI: 10.1016/j.device.2024.100517) zufolge hat ein erster Prototyp bei Schweinen 96 Prozent der Überdosierungen rechtzeitig beendet", schrieb am Montag das Deutsche Ärzteblatt über die neue Studie. Es handelt sich um erste Versuche, denen noch technische Verbesserungen und klinische Studien folgen müssen.
Naloxon-Implantat stoppt Opiatüberdosierung innerhalb weniger Minuten
Bei einer Überdosierung von Heroin oder anderen Opiaten - in den USA werden viele der Todesfälle durch das extrem wirksame synthetische Opioid Fentanyl verursacht - kommt es auf Hilfe binnen Minuten an. Sonst wird das Atemzentrum im Gehirn gelähmt, was schnell zum Tod führt. Das wichtigste Gegenmittel ist der Opioid-Antagonist Naloxon. Der Wirkstoff wird intravenös oder als ebenfalls schnell wirksamer Nasenspray verabreicht. Er bindet an den Opioid-Rezeptoren im Gehirn und hebt damit als Gegenspieler die Wirkung von Substanzen wie Heroin, Methadon oder Fentanyl ganz oder teilweise auf. In Österreich ist der Naloxon-Nasenspray zugelassen und auf Arztrezept erhältlich. In vielen Staaten wurde in den vergangenen Jahren der Zugang zu dem Medikament erleichtert, um Gefährdeten und deren Umfeld ein schnell wirksames Gegenmittel zur Verfügung zu stellen.
Die US-Medizintechniker entwickelten mit "iSOS" ("implantable system for opioid safety") ein Implantat, das gefährdete Menschen mit Opioid-Konsum noch besser schützen soll. Es ist als Prototyp 78 Millimeter lang, zwölf Millimeter breit und neun Millimeter dick und könnte beispielsweise am Oberarm unter die Haut eingebracht werden.
So funktioniert das Gerät: iSOS verfügt über einen Infusionsmotor, einen kabellos wiederaufladbaren Akku mit einer Laufzeit von bis zu 14 Tagen, ein nachfüllbares Medikamentenreservoir, einen Mikrochip und mehrere Sensoren zur kontinuierlichen Aufzeichnung von Atemfrequenz, Herzfrequenz, Temperatur und Sauerstoffsättigung. Das soll zunächst eine möglichen Opioid-Überdosierung erkennen. Im Fall des Falles geht zunächst ein Alarmsignal an das Handy des Benutzers. Schaltet dieser den Alarm nicht ab, kommt es zur Abgabe von Naloxon.
Erfolgreich an Schweinen getestet
Erfolgreich getestet wurde das Implantat von einem Wissenschafterteam um Giovanni Traverso vom Brigham and Women's Hospital in Boston (US-Bundesstaat Massachusetts) vorerst an Schweinen. Sie bekamen zunächst eine nicht-tödliche Dosis Fentanyl. Nach 21 Sekunden verlangsamte sich bereits der Herzschlag, nach etwas mehr als zwei Minuten kam es zur Atemdepression. Bei einer Überdosis setzte die Atmung bereits nach 37 Sekunden aus.
Nach diesen Testergebnissen wurde die Programmierung des Implantats gestaltet. Bei einer Fentanylüberdosierung bleibt nämlich wenig Zeit, um die Opioidwirkung durch Naloxon zu stoppen. Unterschieden werden muss auch zwischen einer langsam und einer schnell wirkenden Überdosierung. "In einer Simulation mit klinischen Daten war iSOS dazu in der Lage. Das Implantat erkannte alle 13 Fälle einer langsamen Überdosierung und in 15 von 17 Fällen auch eine schnelle Überdosierung", schrieb die deutsche Ärztezeitung.
Schließlich wurde das Implantat an 25 Schweinen erneut getestet. 24 der Tiere konnten nach einer Überdosierung binnen 3,2 Minuten wiederbelebt werden. Beim Menschen kann Fentanyl in einer Überdosierung bereits binnen rund drei Minuten zu bleibenden Gehirnschäden und innerhalb von vier bis sechs Minuten zum Tod führen. Die Techniker wollen den Prototyp noch verkleinern und dann Tests mit größeren Tieren und schließlich mit Menschen durchführen.