Blutglukoseregulation im geschlossenen Regelkreis bei Subarachnoidalblutung (GluCoSAH)

• Antragsteller: Dr. Thomas Breuer; Professor Dr.-Ing. Steffen Leonhardt
• Fachliche Zuordnung: Biomedizinische Systemtechnik ; Anästhesiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549493132

Kritisch Kranke zeigen häufig eine Dysregulation der Glukosehomöostase. Diese resultiert aus der Interaktion verschiedener stressinduzierter Regulationsmechanismen und führt zu Hyperglykämie. Neben anderen akuten Erkrankungen ist die Subarachnoidalblutung (SAB) in diesem Kontext von Bedeutung, da bis zu 75% der SAB-Patienten eine Glukosedysregulation aufweisen. Die aneurysmatische SAB ist ein zerebraler Blutaustritt nach Ruptur einer Gefäßaussackung und weist eine hohe Mortalität (bis zu 50%) und einen hohen Grad an funktionellen Einschränkungen auf. Primär ist hierfür der Schweregrad der Blutung entscheidend, jedoch sind auch Komplikationen, wie Gefäßverkrampfungen (Vasospasmen) oder verzögerte zerebrale Minderdurchblutungen (delayed cerebral ischemia, DCI) von erheblicher Bedeutung und verschlechtern das Patienten-Outcome. Die beiden letztgenannten werden unter anderem durch Hyper- sowie Hypoglykämie und Glukoseschwankungen induziert. Bis 2001 wurde die stressinduzierte Hyperglykämie therapeutisch kaum beachtet. Dies änderte sich mit der monozentrischen Studie von Van den Berghe et al. In dieser Studie wurde erstmals die Überlegenheit der Glukoseregulation in engen physiologischen Grenzen durch eine Reduktion der Sterblichkeit gezeigt. Nachfolgende randomisierte multizentrische Studien, allen voran der NICE-SUGAR Trial von 2009, konnten den Nutzen der Blutglukoseregulation in engen physiologischen Grenzen jedoch nicht bestätigen. Für diese Gruppe wurden signifikant häufiger Hypoglykämien gezeigt, welche ihrerseits mit erhöhter Mortalität einhergehen. Diese Ergebnisse wurden unter anderem deshalb kritisiert, weil die Glukosemessung intermittierend-manuell durchgeführt und dadurch die Detektion von Hypoglykämien verzögert wurde. Aktuell gilt eine moderate Blutglukoseregulation (<180mg/dl) als intensivmedizinisches Ziel. Technische Systeme, die eine engmaschige Blutglukosemessung erlauben, existieren zwar, werden jedoch kaum eingesetzt, da die Glukoseregulation mittels Insulins aktuell auf groben Kalkulationshilfen sowie individueller Erfahrung beruht und personelle Ressourcen bindet, sodass der Mehrwert der reinen Glukoseüberwachung gering erscheint. Ziel des vorgelegten Antrags ist es daher, die Blutglukoseüberwachung und -regulation zu automatisieren und dadurch eine kontinuierliche Blutglukoseregulation in engen physiologischen Grenzen, unter Vermeidung von Hypoglykämien, zu erreichen. Hierzu wird zunächst in-vitro ein Closed-Loop-Glukoseregulationssystem entwickelt, welches sodann in-vivo in ein SAB-Rattenmodell implementiert wird. Nach 72-stündiger Therapie erfolgt unter anderem die histologische Vasopasmen-Quantifizierung. Gelingt es, die Überlegenheit der automatisiert-engen im Vergleich zur konventionell-moderaten Glukoseregulation zu belegen, könnte dies den Ausgangspunkt für weitreichende Veränderungen der intensivmedizinischen Glukoseregulation darstellen und nicht nur bei SAB-Patienten zu einer reduzierten Sterblichkeit beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen