„Gesegnet“ sind diejenigen, denen beim Anblick einer Nadel die Knie weich werden! Das neue Blutentnahmegerät lernt von Blutegeln und verbessert so den Komfort der Blutentnahme erheblich...

Sind diejenigen gesegnet, denen beim Anblick der Nadel bei der Blutabnahme die Knie weich werden?

Inspiriert von Blutegeln haben Schweizer Forscher vor einigen Monaten ein neues Gerät zur Blutentnahme herausgebracht. Das Gerät kommt ohne die Nadeln aus, die viele Menschen fürchten, und verwendet stattdessen eine Kombination aus Saugnäpfen und Mikronadeln, um mit minimalem Trauma ausreichend Blut zu entnehmen.

Bildquelle: Referenz [1]

Das Maul des blutsaugenden Blutegels verfügt über einen Saugnapf und viele scharfe „Zähnchen“. Beim Essen erzeugt es durch Schlucken einen Unterdruck, um Blut anzusaugen. Nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert auch das neue Blutentnahmegerät der ETH Zürich: Es wird zunächst über einen Saugnapf am Oberarm einer Person befestigt. Nach dem Drücken durchstechen die Mikronadeln im Inneren des Geräts die Haut und sammeln dann durch Unterdruck Blut.

Viele Menschen haben Angst vor Blutegeln oder finden sie abstoßend, doch die wissenschaftliche Forschung arbeitet intensiv daran, den potenziellen therapeutischen Nutzen der Blutegel zu untersuchen , und einige von ihnen werden bereits aktiv eingesetzt.

Blutegel verstehen

Hungrige Blutegel reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen in ihrer Umgebung, wie beispielsweise Licht und Vibrationen. Wenn sie in aquatischen Umgebungen auf einen Zielwirt treffen, „jagen“ manche Blutegel das Zieltier sogar. Sie haben einen Saugnapf an Kopf und Schwanz, der Saugnapf im Mund ist klein und der Saugnapf am Schwanz ist groß . Beim Laufen dehnt und zieht sich der Körper des Blutegels ständig zusammen und kriecht wie eine Raupe vorwärts, wobei sich der vordere und der hintere Saugnapf abwechselnd bewegen, bis der vordere Saugnapf den Wirt berührt und ihn erfolgreich einsaugt.

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Aber keine Sorge, die Landegel, denen man beim Wandern begegnet, verfolgen ihre Ziele im Allgemeinen nicht, sondern heften sich oft versehentlich an ihren Wirt. Nach der Fixierung mit dem Saugnapf beginnen die drei Y-förmig angeordneten Kiefer im Maul des Blutegels mit der Arbeit. Jeder Kiefer ist wie ein gezacktes Messer mit vielen kleinen, in Reihen angeordneten Zähnen, die sich hin und her bewegen und die Haut des Wirts schneiden.

Wenn wir verletzt sind und bluten, aktiviert der Körper unter normalen Umständen spontan einige physiologische Mechanismen, um die Blutung zu stoppen: Blutplättchen sammeln sich in den beschädigten Blutgefäßen und produzieren dann eine große Menge Thrombin , und an der Wunde bildet sich ein Blutgerinnsel, um die Blutung weiter zu stoppen.

Blutegel haben jedoch ihre eigenen Gegenmaßnahmen. Sie setzen ein Enzym namens Hirudin frei, das die Aktivität des Thrombins des Wirts direkt hemmt und so die Bildung von Blutgerinnseln in den Wunden des Wirts verhindert. Das Blut in den Wunden kann weiter fließen und die Blutegel können weiterhin Blut saugen. Die Zeit, die sie zum Blutsaugen benötigen, variiert zwischen einigen zehn Minuten und mehreren Stunden.

Manche Blutegel haben drei Kiefer im Maul, die mit vielen kleinen Zähnen besetzt sind. Wenn Sie in der freien Natur einen Blutegel an Ihrem Körper finden und ihn loswerden möchten, können Sie die Saugnäpfe am Kopf und Schwanz des Blutegels mit den Fingernägeln wegdrücken, damit er abfällt. Bildquelle: American Museum of Natural History

Wenn Blutegel schlucken, erzeugen sie einen Unterdruck, der Blut in den Verdauungstrakt zieht. Ein gut genährter Blutegel kann auf das Fünffache seines ursprünglichen Körpergewichts anschwellen und manchmal bis zum Zehnfachen seines Körpergewichts an Blut saugen . „Wenn das Blut im Inneren des Blutegels gerinnt, sinkt es wie ein Ziegelstein auf den Boden“, sagte Kvist Currie, leitender Kurator für Entomologie am Royal Ontario Museum in Kanada.

Hirudin ist ein starkes Antikoagulans. Wenn der Blutegel voll ist und abfällt, wirkt das Hirudin an der Bissstelle noch und die Wunde des Wirtes blutet noch eine Weile weiter. Selbst nachdem der Blutegel sich satt gefressen hat und fortgeht, kann es sein, dass das Blut des Wirtes im Verdauungstrakt lange Zeit nicht gerinnt. Zuvor hatten Forscher herausgefunden, dass manche Blutegel nach einmaligem Blutsaugen ein Jahr lang überleben können!

Im Englischen wird das Wort „Leech“ auch verwendet, um Menschen zu beschreiben, die immer nehmen, ohne zu geben. Tatsächlich saugen jedoch nicht alle Blutegel Blut. Viele Blutegelarten sind Raubtiere . Sie ernähren sich hauptsächlich von kleinen Wirbellosen wie Schnecken, Nacktschnecken und Regenwürmern. Gleichzeitig dienen Blutegel in der Nahrungskette auch Fischen, Schildkröten, Wasservögeln und anderen Tieren als Nahrung.

Blutegel, die Ihnen helfen

In der wissenschaftlichen Forschungsgemeinschaft sind Blutegel die Lieblinge vieler Forscher, und einige Forscher lassen Blutegel im Labor sogar ihr Blut saugen. Durch die Untersuchung von Hirudin entwickeln Wissenschaftler Medikamente mit weniger Nebenwirkungen zur Behandlung von Blutgerinnseln und zur Vorbeugung von Schlaganfällen . Darüber hinaus können Blutegel auch bei chirurgischen Eingriffen eine Rolle spielen. Wenn beispielsweise einem Menschen ein amputierter Finger wieder angenäht wird, können Blutegel Blut saugen und dafür sorgen, dass frisches, sauerstoffreiches Blut wieder in den abgetrennten Finger gelangt.

Um Blutegel zu finden und einzusammeln, benutzen manche Forscher sich selbst als Köder. Wenn die Blutegel voll sind, fallen sie automatisch ab und fallen in den von den Forschern vorbereiteten Beutel. Bildquelle: American Museum of Natural History

Nun soll ein auf Blutegeln basierendes Blutentnahmegerät Menschen dabei helfen, leichter Blut zu entnehmen. In einer im März dieses Jahres veröffentlichten Studie der ETH Zürich imitierten Saugnapf und Mikronadeln des neuen Blutentnahmegeräts den Saugnapf und die kleinen Zähne im Maul von Blutegeln. Der Saugnapf wird am Arm des Patienten befestigt und wenn er gedrückt wird, durchstechen die Mikronadeln im Saugnapf die Haut. Durch die Druckentlastung im Becher entsteht dann ein Unterdruck, der das Blut in einen Speicherraum mit einem Antikoagulans zieht.

Bildquelle: Referenz [1]

Microneedling ist weniger invasiv, verursacht weniger Schmerzen und Beschwerden und Wunden heilen schneller. Da die Mikronadel zudem im Saugnapf fixiert ist, verringert sich das Verletzungsrisiko während des Einstichvorgangs und der anschließenden Behandlung im Vergleich zu herkömmlichen Blutentnahmenadeln. Die Forscher entwickeln außerdem eine neue Version des Geräts aus vollständig biologisch abbaubaren Materialien.

Auch Laien können dieses Blutentnahmegerät nutzen. Darüber hinaus kann im Vergleich zur Blutentnahme aus der Fingerbeere mehr Blut entnommen werden , was die Genauigkeit der Diagnose verbessert. Darüber hinaus kann es kostengünstig hergestellt und leicht transportiert werden, sodass es sich für Gebiete mit niedrigem und mittlerem Einkommen eignet und den Menschen dabei helfen soll, Krankheiten wie Malaria besser zu bekämpfen.

Zurzeit ist für die Diagnose von Malaria die Entnahme von Blut aus dem Ohrläppchen oder der Fingerspitze eines Patienten und der Test auf das Vorhandensein von Plasmodium erforderlich. Wenn eine mit Plasmodium-Parasiten infizierte Mücke einen gesunden Menschen sticht, injiziert die Mücke die Plasmodium-Parasiten in ihrem Speichel in den menschlichen Körper. Der Parasit gelangt dann in den Blutkreislauf. Die Parasiten dringen zunächst in die Leber ein, wo sie in den Leberzellen wachsen und sich vermehren. Sobald sie ausgewachsen sind, verlassen sie die Leber und infizieren die roten Blutkörperchen im Blut.

Bei einer Malaria-Infektion treten Symptome wie Fieber, Schüttelfrost, Kopfschmerzen und Erbrechen auf, die in schweren Fällen lebensbedrohlich sein können. Durch die Untersuchung von Blutausstrichen auf Plasmodium-Parasiten können medizinische Fachkräfte eine Malariainfektion bei Patienten diagnostizieren und überwachen.

Durch Blutausstriche lässt sich beobachten, dass Malariaparasiten in die roten Blutkörperchen eindringen und sich vermehren. Am 30. Juni 2021 wurde mein Land von der Weltgesundheitsorganisation als malariafreies Land zertifiziert. Bildquelle: Lukas.S

Bei Kindern besteht ein höheres Risiko einer schweren Malariainfektion . Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sind etwa 78 % aller Malaria-Todesfälle in Afrika auf Kinder unter fünf Jahren zurückzuführen.

Gleichzeitig ist der Anteil der Spritzenphobiker in der Bevölkerung jedoch nicht gering, und Kinder haben besonders viel Angst vor Spritzen. Schätzungsweise haben etwa ein Viertel der Erwachsenen und bis zu zwei Drittel der Kinder große Angst vor Nadeln. Im Allgemeinen lässt die Angst vor Nadeln mit zunehmendem Alter allmählich nach oder verschwindet ganz.

Wenn Sie außerdem Angst vor Blutentnahmenadeln haben, können Sie sich vielleicht über das „Blutegel-Blutentnahmegerät“ freuen.

Planung und Produktion

Quelle: Bringing Science Home (ID: Steamforkids)

Autor: Cloud

Herausgeber: Yinuo

Korrekturgelesen von Xu Lai und Lin Lin