Biologisch abbaubarer Drucksensor

22. Januar 2018, 11:08 Uhr
Biologisch abbaubarer Drucksensor. Bild: Thanh Duc Nguyen.
Biologisch abbaubarer Drucksensor. Bild: Thanh Duc Nguyen.
Medizinische Sensoren werden oft direkt in weiche Gewebe und Organe des Körpers eines Patienten implantiert. Um den Sensor zu entfernen, wenn er nicht mehr benötigt wird oder funktionsfähig ist, ist dann ein weiterer chirurgischer Eingriff erforderlich. Dies führt zu eigentlich unnötigen zusätzlichen Infektionsrisiken und die verlängert Rekonvaleszenz des Patienten. Forscher der Ucon (University of Connecticut, USA) entwickelten daher eine biologisch abbaubare Lösung.

Ihr biologisch abbaubarer Drucksensor besteht aus medizinisch unbedenklichen Materialien. Der Sensor basiert auf dem piezoelektrischen Effekt. Die Forscher mussten hierzu ein medizinisch sicheres, aber elektrisch neutrales Polymer in ein piezoelektrisches Material umwandeln, indem sie seine interne molekulare Struktur veränderten.

Biologisch abbaubares Sandwich

Der resultierende Sensor besteht aus zwei piezoelektrischem Filmschichten, die zwischen winzigen Molybdänelektroden angeordnet und in Schichten aus Polymilchsäure eingekapselt sind. Ein Prototyp wurde in den Bauch einer Maus implantiert, um die Atemfrequenz der Maus zu überwachen. Er gab vier Tage lang zuverlässige Messwerte der Kontraktionen im Zwerchfell der Maus ab, bevor er in seine einzelnen organischen Komponenten zerlegt wurde.
 
Der Sensor ist sehr empfindlich und reagiert auf sehr geringe Drücke. Sein Signal kann zur Überwachung und Überprüfung auf andere Geräte übertragen werden. Der Sensor könnte auch dazu verwendet werden, eine elektrische Stimulation für die Geweberegeneration bereitzustellen. Andere mögliche Anwendungen umfassen die Überwachung von Patienten mit Glaukom, Herzerkrankungen oder Blasenkrebs.
 
Mehr: Uconn Today
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