Eine neue "digitale Pille" kann Ärzten mitteilen, ob ein Patient seine Medizin eingenommen hat. Die Pille, die am 13. November von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassen wurde, sendet ein Signal an einen tragbaren Sensor, wenn ein Patient das Medikament eingenommen hat, und diese Informationen werden dann an eine Arztpraxis gesendet.
Das gesamte System heißt Abilify MyCite und besteht aus der Pille, dem tragbaren Sensor und einer Smartphone-App. Das eigentliche Medikament ist Abilify (Gattungsname Aripiprazol), ein Medikament zur Behandlung von Schizophrenie und bipolarer Störung. Das Medikament wird von Otsuka Pharmaceutical verkauft und der Sensor in der Pille wurde von Proteus Digital Health gebaut.
Aber wie funktioniert das System?
Obwohl die Idee wie etwas aus einem Science-Fiction-Film klingt, basiert die Technologie auf einem Prinzip, das vor mehr als 200 Jahren erstmals skizziert wurde, sagte Dr. George Savage, Chief Medical Officer und Mitbegründer von Proteus Digital Health.
Im Jahr 1800 erfand Alessandro Volta eine Batterie, die aus zwei unterschiedlichen Metallen (Zink und Kupfer) in einer Lösung aus Schwefelsäure und Salzlösung bestand, sagte Savage. Batterien werden ähnlich wie heute hergestellt.
In die Pille ist ein Sensor eingebettet, der aus einem Siliziumchip mit der Logikschaltung sowie zwei Metallteilen besteht: Kupfer und Magnesium, sagte Savage gegenüber Live Science. Wenn der Sensor in eine Lösung aus Wasser oder einer anderen Flüssigkeit mit polaren Molekülen getropft wird (z. B. die Salzsäure im Magen, die die Pille auflöst und den Sensor zurücklässt), erzeugt das Gerät einen Strom. Der Strom ist sehr klein, aber es reicht aus, um den Chip laufen zu lassen.
"Technisch gesehen ist es eine Teilstromquelle", sagte Savage. "Der Patient wird zur Batterie."
Nach der Aktivierung sendet der Chip - nur 1 Millimeter auf einer Seite und 0,3 mm dick - ein sehr einfaches Signal, das nur eine einzige Zahl codiert. Diese Nummer identifiziert die Pille und teilt dem tragbaren Klebstoffsensor - im Grunde genommen ein Klebeband, sagte Savage - mit, dass er eingenommen wurde.
Das Signal der Pille ist jedoch kein Funksignal, sagte Savage. Die Logikschaltung des Chips erzeugt einen kleinen modulierten Strom - ein Diagramm der Strompegel würde wie eine Sinuswelle aussehen. Da der menschliche Körper leitfähig ist, kann der tragbare Sensor die Änderungen erfassen. Der modulierte Strom kann Einsen und Nullen codieren, ähnlich einem FM-Signal, sagte Savage.
"Es funktioniert ähnlich wie ein EKG" oder ein Elektrokardiogramm, sagte Savage. Diese Geräte erfassen Änderungen des elektrischen Stroms im Körper, um den Herzschlag zu überwachen. Der tragbare Sensor macht das Gleiche, obwohl der Strom kleiner ist, sagte er.
Die Pille wirkt nur etwa 3 Minuten. Das ist gerade genug Zeit, um ein Signal an den tragbaren Sensor zu senden, dass dieser aufwacht und Daten sammelt. Das spart Batteriestrom, sagte Savage, und ermöglicht es dem tragbaren Sensor, jeweils eine Woche lang zu arbeiten.
Vom Patienten zum Arzt
Der tragbare Sensor, bei dem es sich um ein am Bauch getragenes Klebeband handelt, kann wie ein Fitbit erkennen, wie aktiv der Patient ist, sagte Bob McQuade, Chief Strategy Officer bei Otsuka Pharmaceutical. Es kann auch überprüft werden, ob sich die Person, die die Pille einnimmt, hinlegt.
Vom tragbaren Sensor werden die Informationen, dass der Patient eine Pille eingenommen hat und ob er sich bewegt, steht oder sitzt, über Bluetooth an die Smartphone-App gesendet. Die App fragt den Patienten dann, wie er sich fühlt, und zeichnet die Antwort auf. Wenn der Patient zustimmt, kann die App die Zeit, in der sie die Pille eingenommen haben, ihr Aktivitätsniveau und ihren selbst gemeldeten Stress an ihren Arzt senden, der die Daten im Laufe der Zeit einsehen und sich ein Bild davon machen kann, wie routinemäßig der Medikamentengebrauch des Patienten ist. So kann der Arzt beispielsweise wissen, ob der Patient die Medikamente immer zur gleichen Tageszeit einnimmt oder ob die Tendenz besteht, ab und zu die Einnahme einer Pille zu vergessen.
Savage bemerkte, dass die Informationen, die vom tragbaren Sensor an das Telefon und von der Telefon-App an die Arztpraxis gesendet werden, verschlüsselt sind und es keinen realistischen Weg gibt, das Signal von der Pille zum tragbaren Sensor zu hacken, ohne in sehr engem Kontakt zu bleiben mit dem Patienten.
McQuade bemerkte, dass, obwohl die Daten es Ärzten ermöglichen, zu überwachen, ob Patienten ihr Arzneimittel eingenommen haben, es keine Hinweise darauf gibt, dass das System die Einhaltung verbessert, was bedeutet, dass der Patient das Arzneimittel wie angegeben einnimmt.
"Diese Experimente wurden noch nicht durchgeführt", sagte McQuade gegenüber Live Science. Trotzdem könnten diese Daten den Ärzten helfen, mit Patienten über den Gebrauch von Medikamenten zu sprechen und vielleicht gute Gewohnheiten zu identifizieren, sagte er.
Savage stellte fest, dass die Einhaltung und ordnungsgemäße Verwendung ein anhaltendes Problem darstellt. Zum Beispiel werden viele Menschen, die die Medikamente eines Tages verpassen - was auch immer es ist - am nächsten Tag zwei Tabletten einnehmen, obwohl die Leute das mit einigen Medikamenten nicht tun sollten. "Die Leute machen Dinge, die bei der Arbeit logisch sind, zum Beispiel - Sie verpassen einen Tag, Sie kommen herein und erledigen mehr Arbeit - aber nicht in der Pharmakologie."
