Entwicklung: Kabellose Mini-Glühbirnen für Biomedizin
Die Kombination von organischen OLEDs und akustischen Antennen soll Gewebe im menschlichen Körper von innen beleuchten. So könnten etwa Lähmungen bei Parkinson-Erkrankungen behandelt werden.
Ein Forschungsteam der Universität Köln und der University of St. Andrews (Schottland) hat eine neue drahtlose Lichtquelle für medizinische Zwecke entwickelt. Mit der Mini-Glühbirne sollen Gewebe im menschlichen Körper von innen beleuchtet werden können.
Solche Lichtquellen könnten zukünftig für neuartige, minimalinvasive Behandlungsmethoden genutzt werden und zum besseren Verständnis von Krankheiten beitragen. Besonders bei Krankheiten, für die heute relative große Stimulatoren implantiert werden müssen.
Wie funktioniert die Technik?
Die Technik basiert aus der Kombination von organischen Leuchtdioden (OLEDs) und akustischen Antennen – diese werden derzeit für die Anwendung in verschiedenen Gebieten für etwa die Detektion niedriger Magnetfelder erforscht. Sie können im Vergleich zu elektrischen Antennen sehr kompakt sein.
Die OLEDs bestehen aus dünnen Schichten organischer Materialien, die sich auf nahezu jeder Oberfläche aufbringen lassen. Entsprechend lassen sich die OLEDs direkt auf die kleine akustische Antenne anbringen. Die Antennen dienen zum einen als Trägermaterial, zum anderen als Energiequelle. Sie wandeln die Energie eines Magnetfeldes in eine mechanische Schwingung und anschließend in einen elektrischen Strom um (auch magnetoelektrischer Effekt genannt).
Die neuen Geräte arbeiten mit Sub-Megahertz-Frequenzen. Dieser Frequenzbereich wird etwa bei der U-Boot-Kommunikation genutzt, da Wellen in diesem Frequenzbereich nur schwach von Wasser absorbiert werden.
Wo soll die Technik Anwendung finden?
"Unsere neuartige drahtlose Lichtquelle vereint minimale Gerätegröße, niedrige Betriebsfrequenz und optische Stimulation", erklärt Malte Gather, Leiter des Humboldt Centres for Nano- and Biophotonics der Universität zu Köln, in einer Pressemitteilung.
"Bei vielen neuartigen Anwendungen müssen mehrere Stellen unabhängig voneinander stimuliert werden, weshalb moderne Hirnstimulatoren oft eine große Anzahl von Elektroden enthalten", erklärt der Professor. "Im Falle der vorgestellten drahtlosen Lichtquellen können die Geräte unabhängig voneinander angesprochen und betrieben werden, ohne dass zusätzliche und möglicherweise sperrige Elektronik erforderlich ist."
Die Betriebsfrequenzen verschiedener akustischer Antennen können auf unterschiedliche Werte eingestellt werden. Zukünftig könnte dies die individuelle Ansteuerung mehrerer Stimulatoren in verschiedenen Körperregionen ermöglichen. Dadurch könnten etwa die Lähmungen im Spätverlauf der Parkinson-Krankheit behandelt werden.
Zur Studie
Die Studie wurde am 6. März 2024 im Fachjournal Science Advances veröffentlicht: Wireless Magnetoelectrically Powered Organic Light-Emitting Diodes (Drahtlose magnetoelektrisch betriebene organische Leuchtdioden).
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Der Artikel ist hier leider etwas... nicht sehr ausführlich in dieser Hinsicht. Im Paper...
nvm
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