ETH Zürich entwickelt Diabetes-Implantat: Strom soll überschüssigen Blutzucker abbauen
von belmedia Redaktion ➔ business24.ch Allgemein businessaktuell.ch digital.ch Digitalisierung Elektronik Forschung Gesundheit Hochschule hospital.ch Innovation Krankheiten Medizin nachrichtenticker.ch News Regionen Schweiz Technologie Themen Wearables xund24.ch Zürich
Forscher der ETH Zürich haben ein elektronisches Implantat entwickelt, das den Blutzucker bei Typ-2-Diabetes senken soll. Anders als herkömmliche Medikamente nutzt das System elektrische Energie, um überschüssigen Zucker im Körper umzuwandeln. Erste Versuche im Labor und an Mäusen verliefen erfolgreich. Ob die neue Technik auch beim Menschen sicher und wirksam ist, muss allerdings erst untersucht werden.
Hinter der Entwicklung steht ein Forschungsteam um ETH-Professor Martin Fussenegger. Das Implantat enthält einen winzigen elektrischen Katalysator, der Glukose – also Traubenzucker – in Glukonat umwandelt. Diese Substanz kann über den Urin ausgeschieden werden. Auf diese Weise soll ein Teil des überschüssigen Zuckers aus dem Stoffwechsel entfernt werden, anstatt im Körper gespeichert zu werden.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Die ETH Zürich hat ein elektronisch gesteuertes Implantat zur möglichen Behandlung von Typ-2-Diabetes entwickelt.
- Das Gerät soll überschüssige Glukose direkt in Glukonat umwandeln.
- Ein Sensor misst den Zuckerwert und steuert das Implantat über ein Smartphone oder eine Smartwatch.
- Erste Versuche mit einer Zuckerlösung und an Mäusen waren erfolgreich.
- Am Menschen wurde die Methode noch nicht getestet.
Nanometergrosse Goldflocken
Das Herzstück des neuen Systems ist ein sogenannter Elektrokatalysator. Darunter versteht man ein Material, das mithilfe elektrischer Energie eine chemische Reaktion ermöglicht oder beschleunigt.
Die Forscher verwenden dafür Graphitfilz. Dieses Material ist mit winzigen Goldflocken und noch kleineren Platinpartikeln versehen. Die Strukturen sind nur wenige Nanometer gross und damit so klein, dass sie mit blossem Auge nicht erkennbar sind.
Nach Angaben der ETH Zürich sind die verwendeten Materialien biokompatibel. Das bedeutet, dass sie für den Kontakt mit lebendem Gewebe grundsätzlich geeignet sind. Wie gut das vollständige Implantat langfristig im menschlichen Körper vertragen wird, ist damit jedoch noch nicht geklärt.
Ein wesentlicher Unterschied zu früheren Forschungsansätzen besteht darin, dass der Katalysator keine lebenden Zellen, Enzyme oder andere biologische Bestandteile benötigt. Er besteht ausschliesslich aus anorganischen Materialien.
Einfach erklärt: Was macht der Katalysator?
Ein Katalysator hilft dabei, eine chemische Reaktion ablaufen zu lassen. Im ETH-Implantat sorgt elektrische Energie dafür, dass Glukose in Glukonat umgewandelt wird.
Dadurch steht dieser Teil des Zuckers dem Körper nicht mehr auf die gleiche Weise als Energielieferant zur Verfügung. Das entstandene Glukonat wird über den Urin ausgeschieden.
Die besondere Oberfläche des Katalysators haben die Forscher selbst entwickelt. Sie soll die Umwandlung der Glukose möglichst wirksam ermöglichen.
Zum Implantat gehört ausserdem eine elektronische Steuereinheit in einem Gehäuse aus dem 3D-Drucker. Die Energie wird drahtlos über eine Funkfrequenz von 13,56 Megahertz übertragen. Eine Batterie im Implantat ist dafür nicht erforderlich.
Sensor schickt Daten auf Handy
Damit das System nur bei erhöhtem Blutzucker arbeitet, wird es mit einem Glukosesensor verbunden. Solche Sensoren werden bereits heute von vielen Menschen mit Diabetes am Oberarm getragen. Sie messen fortlaufend den Zuckergehalt in der Gewebeflüssigkeit.
Steigt der Glukosewert nach einer Mahlzeit zu stark an, übermittelt der Sensor die Messdaten über Bluetooth an ein Smartphone oder eine Smartwatch. Das digitale Gerät aktiviert daraufhin den Katalysator.
Dieser beginnt, mithilfe elektrischer Energie überschüssige Glukose umzuwandeln. Sobald der gemessene Wert wieder im gewünschten Bereich liegt, wird der Katalysator automatisch ausgeschaltet.
Die Forscher sprechen von einem geschlossenen Regelkreis. Damit ist gemeint, dass das System den Zuckerwert fortlaufend misst und seine Aktivität selbstständig daran anpasst.
So funktioniert das Implantat
- 1. Messen: Ein Sensor überwacht kontinuierlich den Glukosewert.
- 2. Übermitteln: Bei zu hohen Werten sendet er die Daten an ein Smartphone oder eine Smartwatch.
- 3. Aktivieren: Das digitale Gerät schaltet den elektrischen Katalysator ein.
- 4. Umwandeln: Der Katalysator wandelt Glukose in Glukonat um.
- 5. Ausschalten: Sobald der gewünschte Glukosewert erreicht ist, stoppt das System automatisch.
Die automatische Steuerung soll auch verhindern, dass der Blutzucker zu stark absinkt. Eine solche Unterzuckerung kann für Menschen mit Diabetes gefährlich werden.
Erfolgreiche Tests im Labor und an Mäusen
Ob das technische Prinzip funktioniert, untersuchte das Forschungsteam zunächst im Labor. Dabei kam eine glukosehaltige Nährlösung mit einem Volumen von fünf Litern zum Einsatz. Diese Menge entspricht ungefähr dem Blutvolumen eines erwachsenen Menschen.
Der Versuch zeigte, dass der Katalysator in einem solchen Flüssigkeitsvolumen Glukose wie vorgesehen abbauen konnte.
Anschliessend testeten die Forscher das Implantat an Mäusen mit Diabetes. Dabei liess sich der Blutzuckerspiegel der Tiere gezielt regulieren. Die Mäuse verloren zudem an Gewicht.
Während der sechswöchigen Versuchsphase funktionierte das Implantat nach Angaben der Forscher zuverlässig und wurde von den Tieren gut vertragen. Hinweise auf Gewebeschäden durch elektrische oder thermische Effekte wurden in den Experimenten nicht festgestellt.
Wichtig: Noch keine Behandlung für Menschen
Die bisherigen Ergebnisse stammen aus Laborversuchen und Untersuchungen an Mäusen. Sie zeigen, dass das technische Prinzip grundsätzlich funktionieren kann.
Ob das Implantat beim Menschen zuverlässig arbeitet, langfristig verträglich ist und den Blutzucker sicher regulieren kann, muss erst in klinischen Studien untersucht werden.
Das System ist deshalb noch keine verfügbare Therapie für Menschen mit Typ-2-Diabetes.
Die Wissenschaftler wollen ihre Entwicklung nun zu einem Medizinprodukt weiterentwickeln. Dass der eigentliche Katalysator ohne biologische Komponenten auskommt, könnte die technische Herstellung und Weiterentwicklung vereinfachen.
Ein neuer Ansatz bei der Behandlung von Typ-2-Diabetes
Bei Typ-2-Diabetes reagiert der Körper nicht mehr ausreichend auf das Hormon Insulin. Dadurch kann der Blutzuckerspiegel dauerhaft erhöht bleiben. Die Erkrankung wird häufig mit Übergewicht, Bewegungsmangel und einer langfristig zu hohen Energiezufuhr in Verbindung gebracht.
Die bisherige Behandlung setzt unter anderem auf Ernährung, Bewegung und Medikamente, die den Blutzucker senken oder seine Verarbeitung im Körper beeinflussen.
Das ETH-System verfolgt einen anderen Ansatz: Es soll überschüssige Glukose direkt chemisch umwandeln und damit aus dem normalen Zuckerstoffwechsel entfernen.
Die Forscher hoffen, dass sich dadurch nicht nur erhöhte Blutzuckerwerte kontrollieren lassen, sondern auch die Speicherung überschüssiger Energie als Körperfett verringert werden könnte. Die beobachtete Gewichtsabnahme bei den Mäusen liefert dafür einen ersten experimentellen Hinweis. Ob sich dieser Effekt beim Menschen bestätigt, ist offen.
Die Forschungsarbeit wurde am 22. Oktober 2026 in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht. Sie trägt den Titel „Wireless electrocatalytic closed-loop system for drug-free management of diabesity“ und ist unter der DOI 10.1126/science.ady8560 dokumentiert.
Quelle: pressetext.redaktion / Florian Fügemann
Bildquelle: Symbolbild © Halfpoint/Shutterstock.com