Healthcare Leitfähiges Material aus Nanogewebe ist atmungsaktiv und erlaubt das Schwitzen

Redakteur: Franz Graser

An der Universität Tokio ist ein flexibler elektronischer Sensor entwickelt worden, der bis zu einer Woche auf der Haut getragen werden kann. Das hypoallergene und atmungsaktive Gewebe ist so leicht und dünn, dass die Patienten sogar gelegentlich vergessen, dass sie den Sensor überhaupt tragen.

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Demonstration des Sensormaterials: Die Batterie ist mit einem Pflaster an der Fingerwurzel platziert, der Strom wird über Leitungen aus einem Gewebe aus Nanomaterial geführt, das sich der Haut anpasst, atnmungsaktiv ist und auch Schwitzen ermöglicht.
Demonstration des Sensormaterials: Die Batterie ist mit einem Pflaster an der Fingerwurzel platziert, der Strom wird über Leitungen aus einem Gewebe aus Nanomaterial geführt, das sich der Haut anpasst, atnmungsaktiv ist und auch Schwitzen ermöglicht.
(Bild: Someya Laboratory)

Tragbare Elektronik, die den Herzschlag und andere Vitaldaten überwachen, sind in den zurückliegenden Jahren immer kleiner und leichter geworden. Materialien wie ultradünne Folien oder Gummi ließen sich zwar gut auf der Haupt tragen.

Sie hatten aber oft den Nachteil, dass sie wenig atmungsaktiv waren oder verhinderten, dass die Haut schwitzt. Das konnte zu Haut-Irritationen oder gar Entzündungen führen.

„Wir haben gelernt, dass für die durchgängige Kontrolle der Vitaldaten in Anwendungsgebieten wie der Medizin oder im Sport Geräte nötig sind, die eine Woche lang oder darüber hinaus getragen werden können“, sagt Professor Takao Someya von der Universität Tokio. Seine Entwicklergruppe hatte zu diesem Zeitpunkt ein Pflaster entwickelt, das auf der Haut getragen wird und den Sauerstoffgehalt des Blutes messen kann.

In einem weiterführenden Projekt entwickelte das Team eine Elektrode, die aus einem Gewebe aus Nanomaterialien aufgebaut war, die ein wasserlösliches Polymer, Polyvinylalkohol (PVA) sowie eine Goldschicht enthielten. Diese Materialien gelten als sicher und gut verträglich.

Der Sensor wird auf die Haut aufgebracht, indem eine kleine Menge Wasser aufgesprüht wird. Dadurch lösen sich die PVA-Nanofasern und bleiben auf der Haut kleben. Die Textur passt sich an die Haut an, sogar an die Poren und die kleinen Rillen auf der Fingerkuppe.

Das Team testete dieses Hautpflaster an 20 Probanden und konnte keine Entzündungen feststellen, nachdem die Testpersonen das Material eine Woche lang getragen hatten. Daraufhin wurden die Atmungsaktivität und die Durchlässigkeit für Feuchtigkeit geprüft. Dabei zeigte sich, dass die poröse Gewebestruktur für die Außenluft durchlässiger war als andere Materialien.

In einem weiteren Schritt wurde die mechanische Belastbarkeit des Materials durch wiederholtes Beugen und Strecken eines Fingers getestet. Zuletzt wurde die Eignung als Elektrode im Vergleich zu konventionellen Gel-Elektroden untersucht.

„Es ist möglich, die Vitaldaten zu beobachten, ohne dass die Patienten dadurch eine Belastung spüren“, sagte Someya. Zusätzlich zum Einsatz im medizinischen Bereich ist die kontinuierliche Überwachung von Sportlern denkbar, ohne dass sie beim Training oder im Wettkampf in irgendeiner Form eingeschränkt sind.

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