Biokompatible Leuchtdioden

US-Wissenschaftler haben flexible Elektronikkomponenten entwickelt, die sich unter die Haut implantieren lassen.

Forscher an der University of Illinois in Urbana-Champaign haben neuartige flexible Leuchtdioden (LEDs) entwickelt, die aufgrund ihrer Biokompatibilität auch unter die Haut eines Menschen eingepflanzt werden können. Mit der Technik, die durch das Start-up mc10 im amerikanischen Cambridge kommerzialisiert wird, sollen sich in einigen Jahren lichtaktivierte Medikamente verabreichen lassen. Außerdem denken die Forscher um den Materialwissenschaftler John Rogers an Anwendungen in der sogenannten Fototherapie, bei der die Wundheilung mit Licht beschleunigt wird.

Die LEDs sind netzartig auf einem speziellen Polymer aufgebracht, dem siliziumbasierten Polydimethylsiloxan (PDMS). Es erlaubt eine starke Dehnung um bis zu 75 Prozent. Neben den LEDs befinden sich auf dem Trägermaterial auch Fotodetektoren. Der gesamte Aufbau ist nur 2,5 Mikrometer dick und flüssigkeitsdicht verpackt. Um die hohe Flexibilität zu erlauben, setzen Rogers und sein Team Mini-Spiraldrähte zwischen den einzelnen LED- und Fotodetektor-Elementen ein.

Die von den Forschern verwendeten Komponenten bestehen aus dem herkömmlichen Halbleiter Galliumarsenid, nicht aus Nanomaterialien. Das macht den Aufbau entsprechender Schaltkreise leichter und dürfte im kommerziellen Rahmen für Kostenersparnisse sorgen. Neben LEDs und Fotodetektoren könnten sich auf dem PDMS, das gleichzeitig als Bioschutz dient, deshalb auch andere Bauteile anordnen lassen.

Noch haben die University of Illinois-Forscher ihre biokompatiblen LEDs allerdings nicht in einen Körper implantiert. Stattdessen besteht der Prototyp aus einem Vinylhandschuh, in den die klitzekleinen LEDs integriert sind. In der Produktion wurden die Komponenten in das gummiartige PDMS eingestanzt. Problematisch ist höchstens, dass der Abstand zwischen den einzelnen Bauteilen relativ groß sein muss, um die fehlerfreie Dehnbarkeit zu gewährleisten. Das Start-up mc10 will nun versuchen, mit den Forschungsergebnissen von Rogers erste Tests am lebenden Objekt durchzuführen - zunächst im Tierversuch, später in klinischen Tests auch am Menschen. (bsc)