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Tragbare Elektronik am und im Körper

Gedruckte Elektronik revolutioniert die Medizin. Ein Gespräch mit John Rogers, Professor an der Northwestern University im US-Bundesstaat Illinois, über Monitoring-Systeme und andere flexible elektronische Geräte, die direkt auf der Haut oder im Körper implantiert getragen werden.

Herr Professor Rogers, mit Hilfe gedruckter Elektronik entwickeln Sie dünne biomedizinische Geräte, die sich kaum spürbar auf der Hautoberfläche anbringen lassen. Welche Anwendungen haben Sie dabei im Blick?
„Diese hautähnliche oder „epidermale“ Elektronik erstellt Datenströme in klinischer Qualität über den Gesundheitszustand, und zwar kontinuierlich außerhalb von Krankenhaus und Labor. Dabei ist die mechanische Flexibilität der Elektronik entscheidend, denn die Geräte müssen sich perfekt an die Formen des menschlichen Körpers anpassen und natürliche Bewegungen ohne Einschränkungen mitmachen.“

Welche Vorteile bietet die gedruckte Elektronik noch außer der Flexibilität?
„Einige Leute sehen in Drucktechniken vor allem eine kostengünstige Alternative zu den gängigen Herstellungsmethoden. Auch wenn die Kosten stets ein wichtiger Aspekt sind, liegt unser Fokus eher auf einer verbesserten oder einzigartigen Funktionalität bei vernünftigen Kosten.“

Drucken Sie die Elektronikkomponten für die Monitoringpflaster direkt auf Folien?
„Bestimmte Komponenten drucken wir, andere stellen wir mit alternativen Techniken her – wir wählen jeweils das Verfahren, das unter Berücksichtigung von Kosten, Funktion, Größe, Formfaktor und Biokompatibilität am sinnvollsten ist.“

Sie haben unter anderem ein Monitoring-Pflaster für Babys entwickelt.
„Ja, diese kabellosen, flexiblen Plattformen werden sanft und direkt auf die Haut aufgebracht. Über die Haut als Messschnittstelle überwachen wir alle Vitalparameter – Herzschlag, Atemfrequenz, Körpertemperatur, den Sauerstoffgehalt im Blut und den Blutdruck. Wir denken dabei vor allem an Anwendungen für frühgeborene und lebensbedrohlich erkrankte Neugeborene, deren Gesundheitszustand sehr fragil ist und somit eine kontinuierliche Überwachung ohne die Belastung durch herkömmliche kabelgebundene Systeme erfordert.“

Mit wem arbeiten Sie aktuell zusammen?
„Da sich viele unserer aktuellen Arbeiten mit der Entwicklung fortschrittlicher Medizintechnik befassen, stammen mehrere Partner aus dem klinischen Bereich. Wir haben aber auch Projekte zusammen mit der Konsumgüterindustrie. Mit La Roche-Posay aus der L’Oréal-Gruppe beispielsweise haben wir einen Sensor auf den Markt gebracht, der quantitativ verfolgt, wie viel UV-Sonnenlicht man ausgesetzt ist. Als Grundlage für ein gemeinsames Produkt mit dem Sportgetränkehersteller Gatorade haben wir Systeme für die Schweißanalyse entwickelt, die den Verlust an Schweiß und Elektrolyten messen. Mit Unternehmen aus den Life Sciences wiederum arbeiten wir an implantierbarer Elektronik für die Herzmedizin. Wenn man als Akademiker mit seiner technischen Forschung breite Wirkung erzielen möchte, muss man sich intensive Gedanken über die Kommerzialisierung und verschiedene Wege hin zu Fertigung und Produktion machen – Dinge, die im Universitätsumfeld üblicherweise nicht passieren.“

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Gedruckte Elektronik in 3D

3D Structural Electronics stattet alle möglichen Objekte mit elektronischen Zusatzfunktionen aus.

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