Sensor: Schlaue Fäden erkennen Entzündung

Forscher aus den USA haben Wundfäden mit Sensorik und Heizung entwickelt: Die sollen Infektionen an einer Wunde erkennen und diese zur besseren Heilung wärmen. Künftig könnten sie sogar Medikamente freisetzen.

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Nähen einer Operationswunde (Symbolbild): Fäden wärmen und erkennen eine Infektion.
Nähen einer Operationswunde (Symbolbild): Fäden wärmen und erkennen eine Infektion. (Bild: Peter Andrews/Reuters)

Eine Infektion ist eine mögliche Komplikation, die an einer frischen Operationswunde auftreten kann. US-Wissenschaftler haben ein System entwickelt, das eine Entzündung frühzeitig erkennt: Sie machen den Faden, mit dem die Wunde zugenäht wird, zum Sensor.

Silizium auf Seide oder Polymer

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Die Sensoren bestehen aus Silizium, das auf Fasern aus Polymer oder Seide aufgebracht wird. Dazu haben die Forscher zunächst auf chemische Art und Weise eine ultradünne Schicht von einem Siliziumwafer abgelöst. Mit einem Gummistempel haben sie diese abgenommen und auf die Fasern übertragen. Anschließend brachten sie Elektroden und Drähte aus Metall an und umhüllten das Ganze mit einem Kunstharz.

Zwei Typen von Sensoren haben die Wissenschaftler um John Rogers von der Universität des US-Bundesstaates Illinois in Urbana-Champaign konstruiert: eine Siliziumdiode, deren Stromabgabe sich durch Temperatur ändert sowie eine Platinnanomembran, deren Widerstand von der Temperatur abhängt.

Durchs Nadelöhr fädeln

Die Forscher konnten die mit den Sensoren ausgestatteten Fäden wie herkömmliche Fäden durch eine Nadel fädeln, durch die Haut ziehen und schließlich verknoten. Dabei hätten die Sensoren ihre Funktionsfähigkeit nicht eingebüßt, beschreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Small.

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Die Siliziumsensoren sollen in erster Linie die Temperatur an der Wunde beobachten: Steigt sie an, kann das ein Anzeichen für eine beginnende Infektion sein. Daneben können sie aber auch ihrerseits die Wunde heizen - mit Hilfe dünner Golddrähte, die sich durch elektrischen Strom erwärmen. Wird eine Wunde warmgehalten, beschleunigt das den Heilungsprozess.

Medikamente freisetzen

Ziel sei, dass die Fäden auch Medikamente freisetzen können, sagte Rogers dem US-Wissenschaftsmagazin Technology Review. Diese sollen in eine Polymerschicht integriert werden, mit der die Fäden überzogen werden. Wird der Kunststoff erwärmt oder erhält er ein elektrisches Signal, soll das Arzneimittel freigesetzt werden.

Rogers hat kürzlich einen Sensor vorgestellt, der über den Finger gezogen das Tastvermögen verbessern soll. 2011 hat er Sensoren entwickelt, die auf die Haut aufgeklebt und später wieder abgezogen werden.

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