Revolutionärer Unterhaut-Farbstoff speichert Impfdatensätze von Patienten sicher

Jedes Jahr führen fehlende Impfungen zu etwa 1,5 Millionen vermeidbaren Todesfällen, hauptsächlich in Entwicklungsländern. Ein Faktor, der Impfungen erschwert, ist der Mangel an Infrastruktur für die Speicherung medizinischer Datensätze, sodass es oft keinen einfachen Weg gibt, festzustellen, wer einen bestimmten Impfstoff benötigt.

Forscher haben einen Weg entwickelt, die Impfhistorie eines Patienten zu speichern, indem die Daten in einem Muster aus Farbstoff, der für das bloße Auge unsichtbar ist, unter der Haut gleichzeitig mit dem Impfstoff abgelegt werden. Der neue Farbstoff, der aus Nanokristallen besteht, die Quantenpunkte genannt werden, kann mindestens fünf Jahre unter der Haut verbleiben, wo er Nahinfrarotlicht emittiert, das von einem speziell ausgestatteten Smartphone detektiert werden kann.

Um einen „am-Patienten“, dezentralen medizinischen Datensatz zu erstellen, entwickelten die Forscher einen neuen Typ kupferbasierter Quantenpunkte, die Licht im nahen Infrarotspektrum emittieren. Die Punkte sind nur etwa 4 Nanometer im Durchmesser, aber sie sind in biokompatiblen Mikropartikeln eingekapselt, die Sphären von etwa 20 Mikrometern Durchmesser bilden. Diese Einkapselung ermöglicht es dem Farbstoff, nach der Injektion an Ort und Stelle unter der Haut zu verbleiben. Der Farbstoff wird durch ein Mikronadel-Pflaster anstelle einer herkömmlichen Spritze und Nadel appliziert. Solche Pflaster werden derzeit entwickelt, um Impfstoffe gegen Masern, Röteln und andere Krankheiten zu verabreichen, und der Farbstoff könnte leicht in diese Pflaster integriert werden.

Die Mikronadeln bestehen aus einer Mischung aus löslichem Zucker und einem Polymer namens PVA sowie dem Quantenpunkt-Farbstoff und dem Impfstoff. Wenn das Pflaster auf die Haut aufgebracht wird, lösen sich die Mikronadeln – die 1,5 Millimeter lang sind – teilweise auf und geben ihre Fracht innerhalb von etwa zwei Minuten frei. Durch selektives Beladen von Mikropartikeln in Mikronadeln liefern die Pflaster ein Muster in der Haut, das für das bloße Auge unsichtbar ist, aber mit einem Smartphone gescannt werden kann, dessen Infrarotfilter entfernt wurde. Das Pflaster kann angepasst werden, um verschiedene Muster einzuprägen, die dem Typ des verabreichten Impfstoffs entsprechen. Die Integration des Impfstoffs mit dem Farbstoff in den Mikronadel-Pflastern beeinträchtigt weder die Wirksamkeit des Impfstoffs noch die Fähigkeit, den Farbstoff zu detektieren.

Die Forscher arbeiten daran, die Datenmenge zu erweitern, die in einem einzelnen Muster kodiert werden kann, sodass sie Informationen wie das Datum der Impfverabreichung und die Chargennummer des Impfstoffbatches einschließen können.