Rostock – Eine neue Technologie zur Überwachung schwerkranker neurologischer Patientinnen und Patienten auf Intensivstationen ist unter maßgeblicher Beteiligung der Universitätsmedizin Rostock entstanden. Luisa Müller, Ärztin in Weiterbildung in der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie, gehört zu den Co-Erstautorinnen einer Studie, die ein Sensorsystem zur kontinuierlichen Analyse des Nervenwassers entwickelt hat. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht.
„Die Studie zeigt eindrucksvoll, wie sich medizinische Expertise und Ingenieurwissenschaften im Rahmen internationaler Kooperationen verbinden lassen“, sagt Prof. Dr. Bernd Krause, Dekan und Wissenschaftlicher Vorstand der Universitätsmedizin Rostock. „Solche Projekte stärken unseren Forschungsschwerpunkt Health Tech Medicine, in dem Forschende aus Medizin, Biomedizintechnik und Neurowissenschaften gemeinsam neue Technologien für die Patientenversorgung entwickeln.“
Die Arbeit entstand in enger Zusammenarbeit mit internationalen Partnerinstitutionen, darunter die University of Waterloo (Kanada), das Massachusetts Institute of Technology und die Harvard University (beide USA). Gemeinsam entwickelten die Forscherinnen und Forscher eine Plattform, die wichtige Biomarker des Nervenwassers in Echtzeit überwachen kann.
„Die kontinuierliche Überwachung des Nervenwassers kann entscheidend sein, um Komplikationen frühzeitig zu erkennen“, erklärt Luisa Müller. „Bislang werden Proben meist nur in größeren Zeitabständen entnommen und im Labor untersucht. Unser System ermöglicht es dagegen, Veränderungen praktisch in Echtzeit zu verfolgen.“
Bei schweren Hirnerkrankungen wie Hirnblutungen oder nach Schädel-Hirn-Traumata setzen Intensivmedizinerinnen und Intensivmediziner häufig sogenannte externe Ventrikeldrainagen ein. Über einen Katheter wird überschüssige Flüssigkeit aus dem Gehirn abgeleitet, um gefährliche Druckanstiege zu verhindern. Infektionen oder mechanische Fehlfunktionen der Drainage gehören jedoch zu den schwerwiegendsten Komplikationen dieser Behandlung.
Hier setzt das entwickelte Sensorsystem mit dem Namen NeuroSense an. Es integriert mehrere miniaturisierte Sensoren in bestehende Drainagesysteme und misst kontinuierlich zentrale Parameter des Nervenwassers, darunter Glukose, Laktat, pH-Wert und die Durchflussrate. Diese Werte liefern wichtige Hinweise darauf, ob sich eine Infektion entwickelt oder eine Drainage nicht mehr korrekt funktioniert.
„Kontinuierliche Messungen liefern uns nicht nur einzelne Laborwerte, sondern komplette Verlaufskurven“, erläutert Prof. Dr. Florian Geßler, stellvertretender Direktor der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie. „Gerade in der Intensivmedizin sind solche Trends oft entscheidend, um frühzeitig zu erkennen, ob sich eine Infektion anbahnt oder eine Drainage verstopft.“
Die Forschenden kombinierten verschiedene Sensortechnologien, darunter elektrochemische Biosensoren zur Messung von Glukose und Laktat, einen Sensor zur Bestimmung des pH-Wertes sowie einen impedanzbasierten Sensor zur Überwachung der Flüssigkeitsströmung. Tests unter simulierten Bedingungen und erste Anwendungen bei Patientinnen und Patienten zeigten eine hohe Übereinstimmung mit etablierten klinischen Referenzmethoden.
