Die Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) hat die Vergabe von mehr als 100 Millionen Dollar an vier Einrichtungen angekündigt, die tragbare biomedizinische Sensoren zur Überwachung von Indikatoren im Zusammenhang mit Herzinsuffizienz, Herzinfarkten, Entzündungen und Übergängen in der Prämenopause entwickeln. Die Behörde plant, im Rahmen des Delphi-Programms über einen Zeitraum von 4,5 Jahren insgesamt 117,4 Millionen Dollar bereitzustellen.
Vier Wege zur Entwicklung der Sensoren
Das Massachusetts Institute of Technology (MIT) erhielt mit bis zu 37,9 Millionen Dollar den größten Zuschuss für die Entwicklung eines tragbaren Pflasters in klinischer Qualität, das Indikatoren für Herzinsuffizienz kontinuierlich überwacht. Laut ARPA-H wird das Pflaster seine Energie aus der Körperwärme des Patienten beziehen und künstliche Intelligenz auf dem Chip einsetzen, die auf einen niedrigen Energieverbrauch ausgelegt ist.
Das in Kalifornien ansässige Proteomikunternehmen Novelna erhält bis zu 33,2 Millionen Dollar für die Entwicklung eines Pflasters, das Entzündungen nach einem Herzinfarkt misst, um dazu beizutragen, Wiedereinweisungen ins Krankenhaus zu reduzieren. Das Gerät wird den menschlichen Körper zur Datenübertragung nutzen, was zur Verlängerung der Batterielebensdauer beitragen soll.
Die New York University erhielt bis zu 30,8 Millionen Dollar für die Entwicklung eines Pflasters, das Entzündungen kontinuierlich über mikroskopische Sonden überwacht, die unter der Haut platziert werden. Das Design umfasst DNA-basierte Sensoren sowie die Energiegewinnung aus Hochfrequenzquellen wie Bluetooth und Wi-Fi.
Die University of Washington erhielt bis zu 7,5 Millionen Dollar für die Entwicklung eines extrem energieeffizienten Pflasters, das die mit der Prämenopause verbundenen Veränderungen verfolgt. Das Team wird Proteine zur Messung von Biomarkern im Schweiß verwenden und diese Proteine durch eine Anpassung des lokalen pH-Werts des Sensors möglicherweise erneuern und wiederverwenden, um dessen Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit über längere Zeiträume zu erhalten.
Was verändert das Delphi-Programm?
ARPA-H startete das Programm im März mit dem Ziel, die Einschränkungen tragbarer Sensorplattformen zu überwinden, die üblicherweise für eine einzige Anwendung entwickelt werden. Die Vision des Programms basiert auf einem „Chiplet“-Ansatz, der es Entwicklern ermöglicht, verschiedene biomedizinische Sensoren zu integrieren und sie je nach den zu messenden Indikatoren auszutauschen, anstatt für jede Anwendung eine eigene Plattform zu bauen.
Die praktische Bedeutung dieses Ansatzes liegt nicht allein in der Finanzierung, sondern auch in dem Versuch, anhaltende Herausforderungen bei tragbaren medizinischen Geräten zu bewältigen: langfristiger Betrieb, Energieverbrauch, Datenübertragung und die Erweiterung des Spektrums messbarer Indikatoren. Die Quelle beschreibt jedoch Projekte, die sich noch in der Entwicklung befinden, und belegt bislang nicht die Bereitschaft eines der Geräte für die klinische oder kommerzielle Nutzung.
Validierungsphasen und Einschränkungen
ARPA-H erwartet, dass die Teams innerhalb der ersten 18 Monate die vollständige Interoperabilität nachweisen und sichere Kommunikationsstandards einhalten. Nach 24 Monaten sollen sie In-vivo-Prototypen vorlegen und zusätzliche Sensoren bestimmen, um das Spektrum der Biomarker zu erweitern. Bis zum 54. Monat strebt die Behörde den Abschluss klinischer Studien oder Studien zu menschlichen Faktoren an.
Diese Zeitpläne bedeuten, dass der medizinische Wert der Projekte weiterhin von den Ergebnissen späterer Tests abhängen wird, darunter Messgenauigkeit, Stabilität der Sensoren und die Sicherheit ihrer Anwendung am Menschen. Außerdem handelt es sich bei den angekündigten Zuschüssen um mögliche Höchstbeträge, die nicht notwendigerweise vollständig im Voraus ausgezahlt werden.