Der Schlau-Verband

15. April 2009
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Teststreifen für Blutzucker-Messungen werden per Siebdruck erstellt. Gemessen wird mit Kunststoff-Elektroden. Der Vorteil: kostengünstige Herstellung. Doch das ist nur der Anfang einer sich rasant entwickelnden Medizintechnik auf dem Gebiet der organischen und gedruckten Elektronik.

Elektronik aus dem Drucker ist ein relativ neuer Bereich in der Informationstechnologie. Was an der jungen Technologie fasziniert, ist die preiswerte Herstellung von ultra-dünnen, leichten und flexiblen Komponenten. Die Leuchtdioden der flachen Bildschirme basieren beispielsweise auf gedruckter Elektronik, genau wie eine neue Generation von RFID-Etiketten. Experten gehen davon aus, dass in naher Zukunft auf allen Gebieten, in denen billige, flexible und skalierbare (Einweg)-Lösungen in großen Mengen gefragt sind, organische und gedruckte Elektroden gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren von Vorteil sein werden. Allerdings besteht noch immer enormer Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Drucktechnik. Von den Erfolgen mit Verfahren, wie beispielsweise Siebdruck oder Tintenstrahldruck, verspricht man sich, dass in Zukunft ganze integrierte Schaltungen inklusive der Anzeigeelemente großflächig gedruckt werden können.

Vom passiven zum aktiven Diagnose- und Therapie-System

Auch die Medizintechnik kann von den Vorteilen der gedruckten Elektronik in vielfacher Weise profitieren. Für die Einmaldiagnostik werden bereits Glucose- und Cholesterol-Teststreifen sowie EKG- bzw. EEG-Elektroden im Markt angeboten. Die amerikanische GSI Technologies entwickelt beispielsweise darüber hinaus auch therapeutische Elektroden zur Schmerzlinderung und zur transdermalen Verabreichung von Medikamenten. Insgesamt handelt es sich dabei um passive Systeme. Das heißt Systeme, die keine Daten zur Kalibrierung nutzen. Deswegen erfolgt die Auswertung der Teststreifen, etc heute noch auf externen Messgeräten. Das soll sich ändern. Mehr aktive Funktionalität in der gedruckten Elektronik ist die Devise.

Speziell die Entwicklung von Sensoren auf der Basis der Polymerelektronik macht gute Fortschritte. Davon profitieren auch Forscher vom Holst Centre in Eindhoven. Die Holländer arbeiten an superdünnen Sensorfolien mit Organic Light Emitting Diodes (OLED) sowie organischen Photodioden (OPD) als aktive Komponenten. Diese Plattform wird die Basis für die so genannte Smarte Bandage sein. Im Fokus stehen zwei Ziele. Erstens soll der Wundheilungsprozess überwacht werden, um beispielsweise den richtigen Zeitpunkt eines Verbandwechsels anzuzeigen. Dazu wird die Sauerstoffsättigung über die gesamte Wundoberfläche gemessen. Weitere Messwerte, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Bakterienbefall oder Geruch, sollen die Diagnose zusätzlich unterstützen. Im zweiten Schritt geht es darum, den Heilungsprozess zu beschleunigen. Dazu sollen Licht emittierende Polymer-LEDs eingesetzt werden. Die positiven Effekte auf die Wundbehandlung mit Licht seien bereits in mehreren Studien bewiesen worden, so die Forscher.

Bandagen mit Multitalent

Die Smarten Bandagen werden laut Unterlagen, die uns Dr. Herman F.M. Schoo, Program Manager am TNO Holst Centre, zur Verfügung stellte, besonders geeignet sein für Diabetiker, die häufig an wunder Haut leiden, bzw. für Menschen mit Druckwunden, mit chronischen Hautgeschwüren oder mit Verbrennungen. Denkbar seien auch Anwendungen in der Cellulitis-, Psoriasis– oder Narben-Behandlung. “Aber bis dahin liegt noch ein weiter Weg vor uns”, so Schoo. Gestartet wird in diesem Jahr mit kleinen, starren Sensorfolien, mit denen die Präsenz von Bakterien beobachtet werden kann. Dabei ist noch eine Kombination aus Polymer-Technologie und konventioneller Elektronik vorgesehen, die eine drahtlose Datenübertragung an ein externes Auswertungsgerät zuläßt. Bis 2012 ist die Verfügbarkeit von elastischen Sensorfolien und Batterien geplant, mit denen dann erstmals die gesamte Wundfläche abgedeckt werden kann. 2015 soll dann sowohl die Wundbeobachtung als auch die Lichttherapie zur schnelleren Heilung möglich sein. Das bedeutet für die Forscher, dass bis dahin transparente Trägerfolien und Elektroden mit unterschiedlichen Funktionen entwickelt sein müssen, die übereinander gedruckt werden können. Welches Druckverfahren dabei zum Einsatz kommen wird, ist momentan noch offen. Am wahrscheinlichsten seien Tintenstrahl- und Tiefdruck, so Schoo.

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Medizin

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