TUDOS - Mikrodosiersystem für μ-exakte Medikamentengabe

Pressemitteilung / 16.10.2012

Mikropumpen, die Medikamente exakt dosieren, könnten zukünftig völlig neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnen – beispielsweise in der Tumortherapie. Im Projekt TUDOS arbeiten fünf Fraunhofer-Institute an einem komplett geregelten Mikrodosiersystem für kleinste Mengen. Einen Prototyp zeigen die Forschungspartner auf der Compamed Messe in Halle 8a, Stand D26.

© Fraunhofer EMFT
Links: (Rückseite) Kanalsystem mit PEEK Folie. Rechts: (Vorderseite) Mikropumpe für Luft, Mikropumpe für Medikament, Blasenabscheider.

Mit bloßem Auge sind 14 μl schwer zu erkennen – die Menge entspricht dem Viertel eines Wassertropfens. Das Medikamentendosiersystem TUDOS dosiert dank einer neuartigen, patentierten Dosierüberwachung selbst solch winzige Flüssigkeitsvolumina bis auf vier Prozent genau. Solche Präzision ist für diese Systemgröße bislang weltweit einzigartig: Denn inklusive Medikamentenreservoir und Batterie ist TUDOS mit 20x32x19 mm3 nicht größer als eine Streichholzschachtel.

 

 

Neues Dosierprinzip für höchste Zuverlässigkeit
TUDOS basiert auf zwei winzigen Siliziumpumpen – einer für das Medikament und einer für Luft. Im Gegensatz zu bisher am Markt verfügbaren Produkten ist die Dosiergenauigkeit dabei nicht von den Mikropumpen selbst abhängig, sondern wird durch das Volumen des mäanderförmigen Dosierkanals bestimmt: ist dieser komplett mit Flüssigkeit gefüllt – was eine Messelektrode überwacht – injiziert die zweite Pumpe eine Luftblase, welche die Medikamentenflüssigkeit wie ein Kolben nach vorne drückt. Am Ende des Kanals befindet sich eine weitere kapazitive Elektrode. Sobald der Luftkolben diese passiert, stoppt die Luftpumpe. Das Dosierintervall ist damit abgeschlossen. Bevor die Medikamenteneinheit verabreicht wird, entfernt ein Blasenabscheider die Luftblase aus dem Fluid. Dieses neuartige Dosierprinzip macht TUDOS zu einem sehr zuverlässigen System – gerade bei medizintechnischen Anwendungen ein entscheidender Faktor.

Patientensicherheit im Blick
Die Pumpen können sehr hohe Drücke aufbauen und damit jeden verstopften Katheter freispülen. Zusätzliche Elektroden überwachen den Systemzustand kontinuierlich und erkennen Fehlerfälle wie Pumpendefekte und Luftblasen im Reservoir oder Katheter zuverlässig und schnell. Ein selbstsperrendes Sicherheitsventil sorgt für einen „free flow“-Schutz: Herrscht am Einlass ein Überdruck – etwa, weil der Patient durch eine ungünstige Körperhaltung auf das Reservoir drückt – schließt das Ventil automatisch und verhindert, dass Medikament verabreicht wird.

Das System wird über eine Benutzerschnittstelle von außen drahtlos programmiert, so dass der behandelnde Arzt das Dosierprofil bei Bedarf der Therapie anpassen kann. Neben der Diabetes- oder Schmerztherapie sehen die Entwickler vor allem in der Tumortherapie großes Potenzial: Mithilfe des TUDOS-Systems könnten hochkonzentrierte Cytostatika, bei denen eine systemische Verabreichung nicht mehr möglich ist, in kleinsten Mengen direkt in den Tumor geleitet werden. Dadurch soll dieser soweit schrumpfen, dass er wieder operabel wird.