Studie zur optimierten Insulindosierung mit Mikropumpen

In Patientenbefragungen zur Insulindosierung schneiden Patchpumpen in punkto Komfort und Nutzendenfreundlichkeit deutlich besser ab als herkömmliche Insulinspritzen. Sie sind einfach in der Anwendung, angenehm zu tragen und müssen auch bei Sport, Duschen, etc. nicht abgenommen werden. Für eine sichere und komfortable Handhabung ist es essentiell, dass die Patchpumpe das Insulin exakt und gleichmäßig dosiert. Die am Fraunhofer EMFT entwickelten Mikropumpen erreichen auch bei kleinsten Volumina Schwankungsraten von unter 4%. Das konnten Forschende des Instituts in einer Studie nachweisen. 

Hinsichtlich Miniaturisierung, Dosiergenauigkeit, Gegendruckfähigkeit und Blasentoleranz eignen sich die am Fraunhofer EMFT entwickelten Mikropumpen ideal für den Einsatz in solchen Patchpumpen. Entscheidend für die tatsächliche Anwendung im Produkt ist jedoch noch ein weiterer Aspekt: Die Wechselwirkungen zwischen Pumpe und dem Medium, das dosiert werden soll. Denn unterschiedliche Medien stellen ganz spezifische Anforderungen an die Pumpe. Im Rahmen der internen F&E-Plattform »Smartpump« untersuchen Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer EMFT die Interaktion zwischen Mikropumpen und für die Medizintechnik relevante Medien systematisch.

Insulin etwa verursacht höhere Dosierschwankungen als zum Beispiel Wasser, weil sich auf Grund der höheren Oberflächenspannung stabilere Blasen bilden. Erfahrungen mit bereits existierenden Insulin-Patchpumpen bestätigen dies: So berichten manche Diabetespatienten von Problemen, ihren Blutzucker einzustellen, wenn sie eine Pumpe neu anbringen. Das deutet darauf hin, dass es eine Art Einlaufprozess gibt und sich die Dosierrate in den ersten Stunden erst stabilisieren muss.

Hohe Genauigkeit von Anfang an

Ziel des Forschungsteams war es deshalb, ihre Mikropumpe ohne Einlaufen zu testen, um zu demonstrieren, dass hohe Genauigkeit von Anfang an erzielt werden kann. Dazu wurden die Insulingaben in einzelnen »Volumenpaketen« untersucht. Dabei können auch sehr kleine Flüssigkeitsmengen eingestellt werden, da die Mikropumpe durch ihre kleinen Abmaße eine sehr feine Abstufung des gewünschten Volumens ermöglicht. Durch Ein- und Ausschalten der elektrischen Ansteuerung der Pumpe kann die Dosierdauer und damit die Paketgröße eingestellt werden. Das Team hat die Wiederholbarkeit mit Mikropumpen des Fraunhofer EMFT jeweils mit Wasser und Insulin und für drei verschiedene Paketgrößen getestet. Auch bei der kleinsten Menge von nur 0.5 mg konnten sie das Insulin mit dieser Vorgehensweise extrem genau dosieren – die Schwankung lag unter 4 %. Eine derart exakte Dosiergenauigkeit ist die Grundvoraussetzung dafür, in den Pumpen perspektivisch auch höher konzentriertes Insulin zu verwenden. Die Vorteile: Durch das geringere Volumen würde sich die Reservoirgröße bzw. die Größe des gesamten Patchpumpenystems weiter verringern und damit der Patientenkomfort nochmals erhöhen.