Elektronische Tattoos

US-Wissenschaftler haben neuartige Gesundheitssensoren entwickelt, die sich auf die Haut drucken lassen.

Ein Forscherteam im Labor des Materialwissenschaftlers John Rogers an der University of Illinois in Urbana-Champaign hat sogenannte "epidermal electronics" entwickelt, die sich wie entfernbare Tattoos auf die Körperhaut aufbringen lassen. Das Verfahren erlaubt es seinem Nutzer, Gesundheitssensoren ständig zu tragen, ohne dass sie bei Alltagsaktivitäten stören. Mit der Technik könnten außerdem auch Wundheilprozesse nach chirurgischen Eingriffen überwacht werden. Das Prototypsystem besteht aus ultradünnen Elektroden und der notwendigen Sensorik, einer drahtlosen Stromversorgung sowie passender Kommunikationstechnik.

Zuvor hatten die Forscher noch mit einem dünnen Elastomer gearbeitet, auf dem die flexiblen Komponenten aufgebracht waren. "Für den Normalbetrieb in geschlossenen Räumen war das ausreichend", sagt Rogers, "beim Duschen oder Schwimmen würde es wohl nicht halten". Aus diesem Grund forschten der Materialwissenschaftler und seine Kollegen weiter und entwickelten ihr direktes Druckverfahren, das den Gesundheitsmonitor deutlich haltbarer macht. "Wir fanden heraus, dass man den Elastomerrücken gar nicht benötigt. Man kann ein Stempelverfahren nutzen, um das Netz aus Elektronik direkt auf die Hautoberfläche zu bringen."

Das Team konnte auch zeigen, dass bereits kommerziell erhältliche Sprühpflastersysteme genutzt werden können, um die Sensorik mit einer zusätzlichen Schutzschicht zu versehen. Damit wird der Gesundheitsmonitor zudem enger mit der Haut verknüpft. "Das ist sehr robust", sagt Rogers. Ohne den Elastomerrücken ist das System auch deutlich dünner und passt sich der Hautoberfläche besser an. Das aktuelle Prototypsystem hält immerhin bis zu zwei Wochen, bevor die natürlichen Hauterneuerungsprozesse dafür sorgen, dass es sich langsam auflöst.

Während der zwei Wochen kann das Gerät Werte wie Temperatur, ausgeübte Kräfte oder den Feuchtigkeitsstatus der Haut erfassen, voraus sich dann wiederum Einblicke in den weiteren Gesundheitszustand des Trägers ergeben. Eine spezifische Anwendung wäre die Überwachung der Wundheilung: Bringt ein Arzt das System neben einer Operationswunde an, bevor der Patient das Krankenhaus verlässt, könnte über die nächsten Wochen erfasst werden, wie sich die Wunde entwickelt – inklusive drahtloser Rückmeldung an das Krankenhaus.

Bis zur Kommerzialisierung dürfte es noch eine Weile dauern. Rogers' Labor arbeitet derzeit daran, Stromversorgung und Funkeinheit zu verbessern. Vermarktet werden könnte der Gesundheitsmonitor über das Start-up MC10, sagt Rogers, der Mitgründer der Spezialfirma für flexible Elektronik ist. ()