Medizin: Neuer Smart Ring misst sechs Biomarker gleichzeitig aus Schweiß

Smart Rings boomen: Manche Modelle zeichnen gesprochene Notizen auf, andere beantworten Fragen über gekoppelte Kopfhörer, wieder andere begleiten Sportler:innen beim Training. Fast alle beschränken sich dabei auf biophysikalische Signale wie Puls, Hauttemperatur oder Schlafphasen. Ingenieur:innen der University of California San Diego gehen jetzt einen Schritt weiter. Ihr Ring misst mehrere chemische Biomarker gleichzeitig aus dem Schweiß der Fingerhaut und liefert damit molekulare Daten, die bisherige Wearables nicht erfassen. Das Team um Professor Joseph Wang stellt nach eigenen Angaben den ersten vollständig integrierten Smart Ring für die tägliche biochemische Überwachung vor.

Bild: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering

Vier Biomarker gleichzeitig, ohne Schweißtreiben

Der Ring erkennt bis zu vier von insgesamt sechs möglichen Biomarkern parallel: Glukose, Ketone, Vitamin C, Harnsäure, Laktat und Alkohol. Für die Messung muss niemand schwitzen. Eine osmotische Hydrogel-Schicht zieht die Flüssigkeit passiv aus der Haut, ähnlich wie Wasser von der Wurzel bis ins Blatt einer Pflanze wandert. Diese Technik stammt vom Postdoktoranden Tamoghna Saha, einem der drei Erstautor:innen der Studie, die in Nature Communications erschienen ist. Ein elektrochemisches Sensor-Array im Inneren des Rings wertet die gesammelte Probe direkt aus.

Kalibrierung macht die Werte persönlich

Durch wiederholte Messungen legt das System individuelle Kalibrierungsfaktoren fest, die elektrische Signale in konkrete Konzentrationswerte umrechnen. Dieser Abgleich bleibt laut den Forscher:innen über zwei Monate stabil und macht die Trends für jede Person genauer lesbar. In Tests mit gesunden Freiwilligen und Menschen mit Typ-1-Diabetes stimmten die Glukosewerte des Rings eng mit kommerziellen kontinuierlichen Glukosemonitoren überein, die Ketonwerte mit denen handelsüblicher Blutmessgeräte. Eine einzige Ladung der flexiblen Zink-Silberoxid-Batterie reicht für zwölf Stunden Betrieb. Die Elektronikplatine ist kleiner als eine US-Quarter-Münze, die Außenhülle stammt aus dem 3D-Drucker. Eine Ringhälfte trägt Batterie und Platine, die andere den Sensor-Array samt Kanal für die Schweißprobe.

Nutzen für Diabetes und Alltag

Wang sieht den größten praktischen Vorteil in der Kombination aus Glukose- und Ketonmessung: Wer beide Werte laufend im Blick behält, kann die Insulindosierung präziser steuern. Weil der Ring keine Bewegung braucht, funktioniert er auch bei sitzenden Tätigkeiten, im Schlaf oder bei Menschen, die aus gesundheitlichen Gründen kaum schwitzen. Saha betont, dass kommerzielle Ringe bislang nur biophysikalische Daten liefern und damit tiefere Einblicke in den Gesundheitszustand fehlen. Die Forscher:innen verweisen zudem auf den diskreten Charakter des Geräts: Wer ein Messgerät verbirgt, umgeht das Stigma, das viele Betroffene von der eigenen medizinischen Versorgung abhält. Finanziert wurde die Arbeit vom UC San Diego Center of Wearable Sensors und einem Materialforschungszentrum der National Science Foundation. Ob sich die Technik gegen bisherige Anläufe zur nicht-invasiven Glukosemessung durchsetzt, bleibt offen. Ähnliche Ansätze über Uhren scheiterten in der Vergangenheit oft an mangelnder Messgenauigkeit im Alltag. Die San-Diego-Gruppe sieht im Ringformat einen Vorteil gegenüber sperrigeren Vorgängern, da sich das Gerät unauffällig tragen lässt und die Fingerhaut zuverlässiger Schweiß liefert als das Handgelenk.

via UC San Diego